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最常見的水,STEAM老師帶娃這樣做,幾步就把家變成實驗室,我驚了!

不知不覺夏天都要過去了(嗯, 節氣上過去了, 但溫度上還沒有呀~)。 還記得我小時候, 一到夏天就可喜歡玩兒水了, 除了玩水槍、打水仗, 也會發明一些自己的玩兒法。

例如把洗潔精倒進一盆水裡, 擠泡泡玩兒;又或者折紙船, 看誰的紙船漂得遠……回憶起來, 童年時最早的關於水的觀察, 都是始於這些遊戲。

這不, 我的好友COS, 咱慢成長的專屬STEAM老師, 又給孩子們帶來「水的科普玩法」。 作為雙一流大學畢業的工科碩士, 她當媽後成了一名重點小學的科學課教師, 她一出手, 絕對是有趣又長見識的內容。

喜歡今天的內容,

記得文末留言給我們, 好多給大家準備哦!

Hello~慢成長的小夥伴們大家好, 我是COS, 前段時間花時間截了一段在網上看到的文字給我:

看完以後的我:

這不就是空氣中的水蒸氣遇冷而產生的凝結現象嗎?

冬天因為室溫也低, 與冰箱冷藏室沒有太大的溫差, 不容易發生水蒸氣的凝結而已, 要是換到北方有暖氣的室內, 效果必然同夏天一樣, 跟「冬病夏治」實在是沒有關係。

其實不光是長輩或者是我們, 身處Z世代的孩子們和網路之間的關係更加緊密, 網路資訊有真有假, 作為家長, 咱們不光自己要提高資訊篩選能力, 更要幫孩子們學會辨別資訊的真偽才行。

這方面的能力要想增強, 那自然要多學點科學知識啦。

哈哈, 這次我就來跟大家分享一些有關冷和熱的小實驗, 會用到水或者冰, 很適合孩子們在夏天一邊玩, 一邊學知識呀!

環節一:熱身小活動:冷水還是熱水?

究竟什麼是冷, 什麼是熱?我們的感覺一定是準確的嗎?一起來通過這個小體驗感受一下吧。

準備三個盆, 分別裝上:

熱水(50度左右, 覺得熱但又不會燙傷的溫度就可以了)

冰水(在水里加上幾塊冰塊即可)

常溫水(自來水管直接放出來的水)

將常溫水放在中間, 熱水和冷水放在兩側, 讓孩子先分別將兩隻手同時放進左右兩邊的冷熱水中, 浸泡一段時間(30秒左右), 然後將兩隻手同時浸泡進中間的常溫水中。

問孩子, 中間的這盆水是冷的還是熱的?你將會收穫孩子的同款黑人問號表情包。

因為這時候,孩子的左右手的感受完全不同啊,一隻覺得水涼,另一隻則覺得水挺熱。這是為什麼呢?

原因很簡單,我們對於冷熱的感受,是基於皮膚原本的感受的,具有一定的相對性和主觀性。

也就是說,泡在冷水裡的手本身比較涼,就會覺得常溫水是熱的,而泡在熱水裡的手就會覺得常溫水是涼的。

咱們在判斷、描述冷熱的時候,常常會帶有這樣的主觀性。所以為了更客觀,我們就會用上溫度計啦。

水變熱會怎樣

環節二:蒸發大挑戰

玩法:給兩個人同樣多的水(水量不要太多,差不多一個碗底的水就可以了),最快讓水全部蒸發消失不見的獲勝。

注意哦,在遊戲過程中,如果有水落到的地面或其他地方,也必須要讓這些地方的水蒸發消失不見才可以。

舉個例子來說,如果孩子把水直接潑到了地上,他就要想辦法用最快的速度讓地上的水蒸發掉。

如果潑進了泥地裡……就要把泥土弄幹,那這個遊戲的難度可就太大了,咱們還是直接禁止為好哈。

至於孩子們究竟會用什麼方法,只要達成目標都是可以的哈。在遊戲過程中和結束後,我們要注意幫助孩子關注和總結哪些方法是有效的?有哪些方法可以歸納成同一類?

原理大公開:影響蒸發速度的因素主要有三個(括弧裡是可以參考的增加蒸發速度的辦法):

其一,溫度(可以加熱、放到陽光下等等)

其二,空氣的流動速度(拿扇子扇、吹氣等等)

其三,蒸發的面積(將碗換成大盤子或者直接把水灑在地上攤開)

當然,咱們還可以使用組合技,比如將水灑在陽關直射的地面上,再使勁扇風,以現在夏天的溫度,水肯定很快就蒸發完啦。

Tips:除了上面的玩法,稍微變通一下,咱們就可以因地制宜,替換實驗道具,玩起來啦。

比如用同樣沾濕的毛巾,最先讓毛巾完全晾乾的獲勝;或者在黑板或白板上用水畫兩個同樣大小的圈圈,最先讓水跡完全消失的獲勝等等。

水變冷會怎樣

環節三:親手凍冰(沒想好標題~~)

不用冰箱,可以直接將水凍成冰嗎?

只要有凍好的冰塊和鹽就可以做到!

玩法:提前準備一些冰塊和鹽,在實驗室裡做這個小實驗會用上試管,咱們在家裡,可以找一根吸管;其中一頭用鑷子夾住,拿打火機燒一下,讓吸管口粘起來作為試管平替。(或者家裡有什麼小小的容器也都可以)

在杯子裡裝上冰塊,撒上鹽,然後在作為試管平替的吸管加入少量的水,[插·入]到冰塊當中,等待一段時間,就會發現,試管裡的水結冰啦。

原理大公開:鹽水冰的融點低於0℃,因此可以充分地給吸管裡的少量水降溫,將其凍成冰塊。這和我之前分享過的鹽化冰雕的原理是一樣的喲。

Tips:如果我們在加水後,在吸管上水面的位置做個記號,在等這些水凍成冰後再觀察一次,就會發現在這個過程中水/冰的體積變化哦!

與熱脹冷縮相反,水變成冰時體積會變大。

我們可以這樣跟孩子解釋其中的原理:當水被凍成冰時,每一個小小的水分子的胳膊啊腿啊都被凍直凍僵啦,所以它們就不能緊緊地挨在一起了,所占的體積就變大啦。

冰變熱會怎樣

環節四:觀察冰融化的過程

冰塊融化的過程中,溫度是如何變化的呢?如果我們家裡有溫度計,不如一起來測一測。

玩法:先預測一下冰塊從冰箱裡拿出來到完全融化,溫度會如何變化,然後將冰塊放在容器裡,用溫度計測出溫度,觀察規律。

▲這種家庭烘焙用電子溫度計可以直接顯示數位,方便使用。

原理大公開:冰塊從冰箱裡拿出來後,由於室溫較高,所以首先溫度會先上升。

當溫度上升到0℃時,開始融化。

在融化過程中,溫度會一直保持在0℃,直到所有冰塊都融化成水後,溫度才會繼續上升。

孩子們會很容易認為溫度是持續上升的,但通過實際觀測,會發現事實和預測並不完全一樣。

咱們可以順便科普要尊重事實,實踐出真知的科學態度喲。

Tips:咱們用的冰塊的量用得越多,所需要觀測的時間會越長,咱們可以根據孩子的能力情況調整冰塊的量哈。

最最最後,再給大家科普一個咱們在生活中常常產生的誤區:燒飯時揭開鍋蓋看到的白色霧氣並不是水蒸氣哦。

比如下面這張水壺的圖,仔細觀察壺嘴處,是沒有白霧氣的,這是剛從壺嘴裡噴出的水蒸氣,它們與空氣一樣,是無色透明,用眼睛是看不見噠。

他們與冷空氣接觸,遇冷變成的小水滴,才變成了白色的霧氣狀,這時就已經不是氣態的水蒸氣啦。

吐槽一句,每每和學生們講這個知識點的時候都太難啦,他們即使從知識上記住了,但在實際應用時,還是會認為白霧氣是水蒸氣,我們科學老師總是要花很長時間才能讓他們轉變觀念。

但如果我們從一開始,告訴孩子的就是正確的概念,那麼他們在今後的學習中會不會就輕鬆很多呢?

因為這時候,孩子的左右手的感受完全不同啊,一隻覺得水涼,另一隻則覺得水挺熱。這是為什麼呢?

原因很簡單,我們對於冷熱的感受,是基於皮膚原本的感受的,具有一定的相對性和主觀性。

也就是說,泡在冷水裡的手本身比較涼,就會覺得常溫水是熱的,而泡在熱水裡的手就會覺得常溫水是涼的。

咱們在判斷、描述冷熱的時候,常常會帶有這樣的主觀性。所以為了更客觀,我們就會用上溫度計啦。

水變熱會怎樣

環節二:蒸發大挑戰

玩法:給兩個人同樣多的水(水量不要太多,差不多一個碗底的水就可以了),最快讓水全部蒸發消失不見的獲勝。

注意哦,在遊戲過程中,如果有水落到的地面或其他地方,也必須要讓這些地方的水蒸發消失不見才可以。

舉個例子來說,如果孩子把水直接潑到了地上,他就要想辦法用最快的速度讓地上的水蒸發掉。

如果潑進了泥地裡……就要把泥土弄幹,那這個遊戲的難度可就太大了,咱們還是直接禁止為好哈。

至於孩子們究竟會用什麼方法,只要達成目標都是可以的哈。在遊戲過程中和結束後,我們要注意幫助孩子關注和總結哪些方法是有效的?有哪些方法可以歸納成同一類?

原理大公開:影響蒸發速度的因素主要有三個(括弧裡是可以參考的增加蒸發速度的辦法):

其一,溫度(可以加熱、放到陽光下等等)

其二,空氣的流動速度(拿扇子扇、吹氣等等)

其三,蒸發的面積(將碗換成大盤子或者直接把水灑在地上攤開)

當然,咱們還可以使用組合技,比如將水灑在陽關直射的地面上,再使勁扇風,以現在夏天的溫度,水肯定很快就蒸發完啦。

Tips:除了上面的玩法,稍微變通一下,咱們就可以因地制宜,替換實驗道具,玩起來啦。

比如用同樣沾濕的毛巾,最先讓毛巾完全晾乾的獲勝;或者在黑板或白板上用水畫兩個同樣大小的圈圈,最先讓水跡完全消失的獲勝等等。

水變冷會怎樣

環節三:親手凍冰(沒想好標題~~)

不用冰箱,可以直接將水凍成冰嗎?

只要有凍好的冰塊和鹽就可以做到!

玩法:提前準備一些冰塊和鹽,在實驗室裡做這個小實驗會用上試管,咱們在家裡,可以找一根吸管;其中一頭用鑷子夾住,拿打火機燒一下,讓吸管口粘起來作為試管平替。(或者家裡有什麼小小的容器也都可以)

在杯子裡裝上冰塊,撒上鹽,然後在作為試管平替的吸管加入少量的水,[插·入]到冰塊當中,等待一段時間,就會發現,試管裡的水結冰啦。

原理大公開:鹽水冰的融點低於0℃,因此可以充分地給吸管裡的少量水降溫,將其凍成冰塊。這和我之前分享過的鹽化冰雕的原理是一樣的喲。

Tips:如果我們在加水後,在吸管上水面的位置做個記號,在等這些水凍成冰後再觀察一次,就會發現在這個過程中水/冰的體積變化哦!

與熱脹冷縮相反,水變成冰時體積會變大。

我們可以這樣跟孩子解釋其中的原理:當水被凍成冰時,每一個小小的水分子的胳膊啊腿啊都被凍直凍僵啦,所以它們就不能緊緊地挨在一起了,所占的體積就變大啦。

冰變熱會怎樣

環節四:觀察冰融化的過程

冰塊融化的過程中,溫度是如何變化的呢?如果我們家裡有溫度計,不如一起來測一測。

玩法:先預測一下冰塊從冰箱裡拿出來到完全融化,溫度會如何變化,然後將冰塊放在容器裡,用溫度計測出溫度,觀察規律。

▲這種家庭烘焙用電子溫度計可以直接顯示數位,方便使用。

原理大公開:冰塊從冰箱裡拿出來後,由於室溫較高,所以首先溫度會先上升。

當溫度上升到0℃時,開始融化。

在融化過程中,溫度會一直保持在0℃,直到所有冰塊都融化成水後,溫度才會繼續上升。

孩子們會很容易認為溫度是持續上升的,但通過實際觀測,會發現事實和預測並不完全一樣。

咱們可以順便科普要尊重事實,實踐出真知的科學態度喲。

Tips:咱們用的冰塊的量用得越多,所需要觀測的時間會越長,咱們可以根據孩子的能力情況調整冰塊的量哈。

最最最後,再給大家科普一個咱們在生活中常常產生的誤區:燒飯時揭開鍋蓋看到的白色霧氣並不是水蒸氣哦。

比如下面這張水壺的圖,仔細觀察壺嘴處,是沒有白霧氣的,這是剛從壺嘴裡噴出的水蒸氣,它們與空氣一樣,是無色透明,用眼睛是看不見噠。

他們與冷空氣接觸,遇冷變成的小水滴,才變成了白色的霧氣狀,這時就已經不是氣態的水蒸氣啦。

吐槽一句,每每和學生們講這個知識點的時候都太難啦,他們即使從知識上記住了,但在實際應用時,還是會認為白霧氣是水蒸氣,我們科學老師總是要花很長時間才能讓他們轉變觀念。

但如果我們從一開始,告訴孩子的就是正確的概念,那麼他們在今後的學習中會不會就輕鬆很多呢?

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