中小学STEM教学案例：趣玩泡泡

1、中小学STEM教学案例：趣玩泡泡摘要吹泡泡是少年儿童非常喜爱的活动，因涉及配置泡泡 液、用各种方式吹泡泡、制作各种吹泡泡工具等内容，可设计 成综合性、跨学段、普惠性的STEM教学活动项目。关键词STEM；吹泡泡；综合素质1 STEM教学目标科学知识1）理解液体有表面张力等性质；2）理解泡泡形成的原理；3）知道泡泡的大小和停留时间与泡泡液成分、吹泡泡 工具和气流等有关。技术和工程1）会用日常器材吹泡泡；2）会设计制作正方体框架玩泡泡；3）会设计制作户外吹大泡泡工具并实验；4）会用漆包线等器材设计实验装置并探究液体表面张 力。数学和艺术1）会按合适成分比例配制泡泡液；2）会选用和测算制作吹泡泡工具

2、所需材料；3）会吹出不同形状大小和色彩斑斓的泡泡。2器材和工具肥皂一块、塑料碗一个、粗吸管一根、细吸管一根、 铁丝两根、线绳一根、牙签12根、橡皮泥一团、打火机一个, 甘油、洗洁精、胶水、白醋、白糖等适量。3活动方案自制泡泡液将洗涤剂等皂类液体或固体通过搅拌溶 解在水中，即为最简单的泡泡液。如要吹出大而久的泡泡， 可采用三份水、一份洗洁精和适量白糖、醋、胶水、甘油、 色素、茶水等进行配置。将所配置的泡泡液装入有盖的瓶中， 放在阴凉处12小时以上，效果更佳。可指导学生采用不同 的材料和不同的比例配置不同的泡泡液并标识，用市售吹 泡泡工具进行吹泡泡效果比较，通过实验获取最佳泡泡液 配方。用日常器材

3、玩泡泡 在市售玩泡泡工具基础上，可让 学生利用日常生活器材并进行适当加工，制作吹泡泡工具， 探究吹泡泡工具的形状大小和气流强弱等因素对所吹泡泡 的影响，在做中玩并能够在玩中思考和改进。常见器材有吸管、笔管、打火机、饮料瓶、纱布、线绳、 铁丝、漆包线、铅笔等。选用日常器材设计制作吹泡泡工 具和泡泡液实验现象见表1。制作正方体框架玩泡泡此分活动可首先让学生选用 日常器材设计制作正方体框架，再将正方体框架浸没在泡 泡液中进行吹泡泡实验。设计制作正方体框架是典型的技术和工程问题。教师 应充分发挥学生的主体作用，要求学生在活动前选择不同 器材和连接方式制作出稳固的正方体框架，并在活动过程 中交流分享。常

4、见制作正方体框架12个棱边的材料有牙签、 吸管、棉签棒、火柴梗、塑料棒、铁丝等；连接棱边构成 正方体方法有强力胶水粘接、橡皮泥粘接、胶枪胶粘、线 绳捆扎、细铁丝捆扎、圆形带孔球插接、毛根条连接、小 藤球连接等。将制作的正方体框架的六个面分别浸在泡泡液中，保 证各面具有液膜；或是将其整体浸没在泡泡液中再拿出， 可观察到正方体框架内形成多边形泡泡。如用吸管在正方 体框架内泡泡里再吹泡泡，可形成正方体泡泡，实验效果 见图1。吹出正方体泡泡是学生最为惊愕和兴趣所在。户外造大泡泡在户外利用风力吹出巨大且色彩斑斓 的泡泡，需要设计可承载较多泡泡液膜的圆形或多边形工 具，同时应配置能让泡泡在空中停留较长时间

5、的泡泡液。可以选用两根细长竹竿，将一根粗长麻绳两端拴在竹 竿端部，在麻绳垂下的最低点拴几个螺母作为配重；再在器材设计制作方式泡泡液实验现象吸管或笔管直接使用探究管状器材内径和气流大小等因素与泡泡的关系打火机饮料瓶 和纱布直接使用将饮料瓶在中间截断有瓶口的截口处绑纱布将打火机气体充入泡泡液中，将泡泡抹在手上，用打火机可点燃将滴有色素的纱布浸在泡泡液中取出，即可吹出彩色泡泡；从瓶口吹气，慢慢将截口拉离瓶底泡泡液，可形成圆柱形泡泡吸管和用线绳穿接吸管，制成三 线绳 角形、四边形等铁丝或加工制作带手柄的不同直 漆包线径圆圈或多边形所吹泡泡与制作的工具形状和气流有关所吹泡泡与制作的工具形状和气流有关；可

6、在平面液膜中间放置线圈进行实验铅笔和将线绳拴在两根铅笔或竹线绳 棍上，形成线绳三角形手握两根铅笔，将线绳浸在泡泡液中拿出，在空中划过，即可形成长长的泡泡图1吹正万体泡泡图2户外造大泡泡垂下的两根麻绳中间横向拴一根麻绳，形成封闭的准三角 形。实验时，将麻绳浸没在泡泡液中，两手分开竹竿，借 助风力，可吹出大泡泡。户外吹大泡泡的实验效果见图2。在户外吹大泡泡的泡泡液在常规配置情况下，应多放 一些甘油和糖，能保证所吹泡泡大而长久。此活动可在学校科技节期间进行表演，或作为比赛项 目，引导学生团队合作并不断进行实验调试。还可以用铁丝弯曲制作成带手柄的圆圈，或使用铁丝 晾衣架等，在户外吹大泡泡。比较液体表面

7、张力液体具有表面张力，虽然可以采 用水面浮物、硬币滴水等实验加以解释，但不具备定量研 究性。用漆包线制作一个带手柄的半开型长方形框架，在 框架上套连一根带拉线的导轨以形成封闭的长方形。用此 装置可比较不同泡泡液表面张力的大小。将装置浸没在泡泡液中拿出，轻轻拉动导轨，液膜面 积可随之变大直至破裂。纯净水和不同配方的泡泡液，在 相同实验条件下的最大面积不同。实验方法见图3。4原理和解释液体表面具有张力。水能形成泡泡，但水泡很小，停图3比较液体表面张力留时间极短，原因是水的表面张力太大。在水中溶入洗洁精、 肥皂等，可降低水的表面张力，能吹出停留稍长时间的泡 泡。加入白糖和甘油，可减少水的蒸发，能保证

8、泡泡停留 时间更长；加入墨水或茶水，可使吹出来的泡泡五彩斑斓。 洗衣粉几乎都是经过低泡处理的，制备泡泡液一般不采用。肥皂泡泡液的薄膜厚度只有头发丝直径的五千分之一。 一般情况下，泡泡液中存有空气，若泡泡液中存有可燃气体, 则泡泡可被点燃，因时间极短，不具危险性。5注意事项1）配置泡泡液，除皂液以外，其他辅料应采用食品级。 实验时，应防止泡泡液被吸入口中或溅入眼中。2）制作吹泡泡工具，应注意工具使用安全，3）实验完成后，应处理废弃物，注意保洁。6专家评析本STEM教学活动项目选题源自学生自幼儿起即已开展 的吹泡泡活动，他们已有体验，易于接受。所设计的各类 分活动在科学原理、设计制作难易程度等方面具有层次性 和循序渐进性，可实现自小学低年级到高中的跨学段教学。 各分活动所需设计制作器材皆为日常生活用品，价格低廉， 易于复制、便于推广，具有普惠性，各级各类小学和中学 皆可开展。活动设计独具匠心，蕴含科学、技术、工程、 数学乃至艺术等方面的要素，能培养学生的设计制作和科 学探究能力，体现了以科学为基础的STEM教学思想和理念。 与当下很多学校或企业采用信息技术、网络技术和人工智