从实验入手开展儿童科学启蒙教育的研究

1、从实验入手开展儿童科学启蒙教育的研究，已经成为国际科学教育新热点，教学仪器与实验期刊已经刊载了多篇理论与实践研究的成果。我们课题组发现从国外汲取优秀的科学实验资源，结合本国儿童身心发展特点，可以开发出系列有意义的实验活动（见文献2），有利于促进我国儿童科学启蒙教育的发展；以下案例中的【如何让这个实验更完美呢】栏目都是我们动手实践后的体会和改进方法。案例1：T恤的化学设计一种迅速方便的印染技术孩子们常常因为把菜汤、果汁滴落在白色衣服上而苦恼，也常因为在家中的白色墙壁的胡乱涂画而遭到家长的责备。通过这个实验可以让孩子们充分享受涂鸦创意中的快乐，也可以引导他们探究作画中的科学道理。【我们需要些什么呢

2、】一件干净的白色T恤、颜料（红、橙、黄、绿、蓝、紫）、塑料杯、橡皮圈、医用酒精（含70%乙醇）、滴管【我们应该怎么做呢】（1）首先将塑料杯放进T恤的内侧，确保将塑料杯的开口处置于衣服需装饰位置的下方，可用橡皮筋将杯子和T恤固定在一起。（2）选一种颜色的墨水，滴6滴在被固定的T恤布料的中心处，让颜料蔓延覆盖到那块固定区域面积的四分之一。还可以在这块区域添加别的颜色，但仍要确保颜料覆盖的区域不超过塑料杯固定区域的四分之一。（3）缓慢地在颜料覆盖区域的中心处滴加20滴医用酒精，当酒精浸透衣衫，颜料就会向外分布漫开，所得效果就象T恤绘制了一朵花，但学生一般更会觉得这个设计看起来象是一个五颜六色的光盘。

3、（4）虽然酒精用量可以随心所欲，但要注意的是，如果图案较小，墨水一定要缓慢滴在设计区域的中央，不要滴加过多酒精淹没了设计区域，导致图形不美观。在这个实验中也可以染成别的图案，除了点状，你还可以利用其他模具尝试染成一个个每边都有着不同颜色的小方块、各种几何图案，象半圆、波浪线、多边形让印好的图案干燥35分钟即可成形，也可继续改进和创作。【为什么会这样呢】这是一个包含溶解度、混合、分子运动的的小实验。颜料中包含了永固油墨，不会被水洗掉，但油墨分子会溶于有机溶剂酒精中，而酒精带着各种不同颜色的油墨从T恤中央散开。【如何让这个实验更完美呢】（1）将T恤放到烘干机中加热约15分钟可固定颜色，也建议将衣服

4、放在溶解食醋的水中，能更好的固定颜色。（2）如果担心颜料商品可能对儿童的危害，还可从天然农作物中提取天然色素作为实验原料，例如紫甘蓝汁、西瓜汁、蓝莓汁以及绿叶植物压榨得到的汁液。案例2：跳跳糖实验曾经这么一个传说让很多家长胆战心惊：将跳跳糖和汽水一起吞服会让胃爆炸。那么这个传说是真的吗？让跳跳糖在你嘴里噗噗跳为什么呢？一包跳跳糖里能释放多少气体呢？【我们需要些什么呢】一包跳跳糖、一个气球、用玻璃瓶承载的雪碧汽水【我们应该怎么做呢】（1）将一包跳跳糖都倒进一个气球。（2）打开汽水瓶，将气球系在汽水瓶上。先注意，不要让跳跳糖掉进汽水中。（3）当系好气球后，把气球拎起来，让跳跳糖都落入汽水中，看看气

5、球会变多大。（你也许会很惊讶气球并不会膨胀多少，这是为什么呢？）【为什么会这样呢】跳跳糖和普通糖果一样，都要混合蔗糖、乳糖、玉米糖浆和调味料，这样的组成被加热到沸点，然后在高压下与二氧化碳混合。当降温后二氧化碳气泡被封在凝固的跳跳糖里。当跳跳糖在口中融化时，气体从糖粒的不同部位中释放出来，发出噗噗的声音，让舌头的味蕾感受快乐的跳跃感觉！这个实验中气球中的二氧化碳气体大多数是汽水释放的，而不是跳跳糖中的。跳跳糖掉进汽水中，导致汽水中部分二氧化碳跑出来，这才是气球膨胀的原因。所以，吃跳跳糖又喝汽水是不会爆炸的，但是你会打一个大大的饱嗝。【如何让这个实验更完美呢】为了进行对比，可选择同样的装置，但是

6、把汽水换成热水，将同样一包跳跳糖投入水中，看看气球是否会胀大？案例3：一种不可思议的压扁罐头的方法压扁罐头的方法多种多样，用手、用脚、用车压但没有哪个方法比这个实验所介绍的方法更有趣。【我们需要些什么呢】一个空的铝制饮料罐、一个电炉、一把钳子、一只脸盆；冷水【我们应该怎么做呢】（1）首先将铝制饮料罐洗净，确保里面没有残余的饮料；（2）将冷水倒进盆里，水的温度越低越好；（3）往饮料罐里加一小勺水，只要确保水能没过罐子的底部；（4）将铝罐放在电炉上加热，很快就能听到罐子里水沸腾的声音，水蒸气从罐子里冒出来，继续加热约1分钟。（5）用钳子紧紧抓住罐子的底部将铝罐夹起来，将铝罐倒转，使铝罐的“头部”向

7、下整个浸入冷水中。整个过程应该一气呵成，动作要快。（6）此时会发出“砰”的一声，铝罐想被踩了一脚似的，神奇地被压扁了。【为什么会这样呢】在加热前，铝罐里是水和空气。当水沸腾时，水的状态发生了改变，由液体变成气体，水汽将铝罐中的空气赶出来。当铝罐倒转浸入冷水中，罐中温度迅速降低，水汽随之迅速凝结成水滴，由于液态中的水分子比气态中的水分子体积小得多，所以所有水汽转变后，只有一两滴水，占用空间比原先小得多，于是铝罐外面大气的压力远远大于罐内压力，铝罐瞬间就被压扁了。案例4：自制冰激淋炎炎夏日，冰凉美味的冰激凌是夏季常见的消暑食品之一，据说它起源于几百年前英国皇宫一顿盛宴上的形似新鲜冰雪的佳肴。其实早

8、在3000多年前，聪明的中国人就已经利用天然冰在夏天开发消署食物，更在元朝时政府就开始了冰激凌的生产，是马可波罗将这样的美味带到西方从而得以发扬光大。很多国内的孩子迷恋于麦当劳、肯德基展现的口味多样的美味冰激淋，如果让他们亲手制作冰激淋，不仅让他们品尝到自己劳动成果，更从制作过程中学习实验的基本操作，感受劳动的无穷快乐。【我们需要些什么呢】一个大瓶子（900mL装蜂蜜瓶）、两个个聚乙烯食品塑料袋，手套；奶油、碎冰、白砂糖、盐、香草精。【我们应该怎么做呢】（1）将碎冰倒入大瓶子里，大约占据瓶子容积的一半；（2）在冰里加6勺的盐，给瓶子封盖摇晃。如果此时测量冰的温度，会发现盐和冰的混合物的温度是1

9、0。由于温度极低所以该步骤需要带上手套以防冻伤；（3）在塑料袋里加入半杯的奶油、一勺糖和半小勺的香草精，尽量排出袋子里的空气后密封袋子翻转使其混合；（4）将塑料袋放进大瓶子，封盖后就不停地翻转瓶子使碎冰与冰激凌原料的温度逐渐平衡，约810分钟后检查冰激淋是否结冻。如果没有，则继续翻转瓶子。（5）将塑料袋取出来，用水将表面冲洗干净，然后就可以尝尝其中的冰激淋了。【为什么会这样呢】不同冰激凌的化学组成不一样。并没有固定的配方。若按重量计算，冰激凌主要是成分是牛奶和奶油中的水，还包含甜味剂、调味品、乳化剂、稳定剂和牛奶脂肪。关键成分牛奶脂肪赋予了冰激凌浓烈而细腻的独特口感，一般要占组成的10%以上，当然它的作用不止有助于风味，更增加了产品的耐嚼性和可塑性。混合物在冷却过程中粘稠度增大，也与奶油中的脂肪和蛋白质等有密切关系。冰的结晶物是冰激凌的另一个主要成分，通常在凝冻过程中由于强烈搅拌作用而形成，冰中添加盐，主要是降低凝固点，使原料温度迅速降低，加速冰激凌中结晶物的形成。【如何让这个实验更完美呢】冰激凌的制作与加工实验已经进入美国的中学科学