...| 陪孩子一起自製肺模型、簡易潛水艇、氣球魔術與伯努利原理...

2021-01-12 澎湃新聞

STEAM教育現在被越來越多的老師和家長所接受,大家都覺得這種新型的教學方式確實對培養孩子的創造力、解決問題能力、協作能力有很大幫助。

圖源:上海師範大學教育技術系主任江豐光老師提供

現實中如果完全按照學術概念要求的話,恐怕很難在更大範圍內推廣開來。

有很多老師說,小實驗不能算STEAM教育,但也有不少老師認為,不能否認小實驗在STEAM教育中的作用,它對於激發孩子興趣、埋下科學種子確實有很好的引導作用,可以起到STEAM教育啟蒙的效果。

另外,一個很重要的原因,小實驗容易操作,很多材料都是身邊常見的物品,很容易推廣到全國各地,即使不發達地區的孩子也一樣可以體驗科學帶來的奇妙之處。

今天周五,小編推薦五個小實驗,它們分別是自製肺模型、簡易潛水艇、氣球魔術、自動虹吸管、無土栽培,這些實驗很方便家長周末假期帶著孩子一起來製作、學習和體驗,超級簡單,既能增進親子感情,又可以培養孩子科學探索的興趣,還很便宜,何樂而不為呢?

1、自製肺模型

陸生高等脊椎動物在胚胎時期出現鰓裂,接著鰓裂退化並形成肺,於是完成了由鰓呼吸進化為肺呼吸的進化。那麼,你們知道肺是怎麼呼吸的嗎?它的運行機制是怎樣的?

仔細觀察實驗我們會發現,擠壓氣球,瓶內體積變小;拉伸氣球,瓶內體積變大。結合此前實驗結論可知,在瓶內空氣含量不變的前提下,體積減小,氣壓會增大;體積增大,氣壓減小。進一步分析可知,剛開始時瓶內氣壓等於大氣壓。因此,擠壓氣球時,瓶內氣壓大於氣球內氣壓(大氣壓),於是將氣球內空氣排出;拉伸氣球時,瓶內氣壓小於氣球內氣壓(大氣壓),於是外界空氣被壓進氣球。

人的肺部運行機理和上述模型是類似的。人體吸氣時,胸腔體積增大,肺中氣壓小於體外大氣壓,空氣被壓入肺部;反之,呼氣時胸腔體積減小,在氣壓差下肺中空氣被排出體外。

2、簡易潛水艇

潛水艇沉浮的原理:潛艇上都設有壓載水艙,只要往空的壓載水艙裡注水,潛艇就變重了,潛艇就逐漸下潛。潛艇正常上浮時,用高壓空氣分步驟把壓載水艙裡的水擠出去,使之充滿了空氣,上浮。

3、氣球魔術與伯努利原理

伯努利原理可以運用到生活的很多方面。這個概念是瑞士物理學家丹尼爾.伯努利在1726年首次提出來。它是指流體(氣體和液體)流速非常快時,壓強就會變得很小;相反的,流速慢時,壓強就大了。

4、自動虹吸管

虹吸管(siphon),指利用液體重力和大氣壓力使液體越過一較高障礙達到較低目的地的最簡單的裝置。呈倒U字形並且一端較長,使用時管內要預先充滿液體。通稱過山龍。

這個實驗主要利用的是虹吸效應。虹吸現象是液態分子間引力與位差能造成的。即利用水柱壓力差,使水上升再流到低處。由於管口水面承受不同的大氣壓力,水會由壓力大的一邊流向壓力小的一邊,直到兩邊的大氣壓力相等,容器內的水面變成相等高度,水就會停止流動。

5、無土栽培

無土栽培(soilless culture)是指不用天然土壤而用基質或僅育苗時用基質,在定植以後用營養液進行灌溉的栽培方法。由於無土栽培可人工創造良好的根際環境以取代土壤環境,有效防止土壤連作病害及土壤鹽分積累造成的生理障礙,充分滿足作物對礦質營養、水分、氣體等環境條件的需要,栽培用的基本材料又可以循環利用,因此具有省水、省肥、省工、高產優質等特點。目前現有技術中的無土栽培裝置無法在同時滿足多種種植面積需求,且同時在室外種植條件惡劣的情況下保證栽培植物的遮擋及保溫條件。

周末的時候快來試試吧,還可以拍攝小實驗視頻給我們投稿~

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原標題:《STEAM教室 | 陪孩子一起自製肺模型、簡易潛水艇、氣球魔術與伯努利原理、無土栽培、自動虹吸管》

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