在这个年代,我们每个人都处于充满科学奇迹的世界。在我们的成长过程中,不管在美术课里制作的作品或在单杠上荡秋千,我们都能用科学角度去解释这些是如何形成的。
通常小孩都不知道,许多现象的发生或物品的形成其实都和科学有关,这时候身为父母或老师可以去解释每件事情背后所隐藏着的原理,让他们能学习新知识。这也能满足孩子对这个世界的好奇心,且有利于他们维持好的学习心态。
为了让小孩对科学更有兴趣,我们有责任不断培养孩子的好奇心,并且鼓励他们释放藏在内心的科学家。家长们可透过下面5个简单的科学实验以刺激孩子的思维,也借此提升他们对STEM的兴趣。
★★ 在此提醒,以下的科学实验得在父母或老师的监督下进行,因实验含有一定的危险性,这也能防止让你的孩子暴露在危险中。
著名的伯努利原理
鸟是怎么飞起来的? 飞机是如何保持飞行状态?
为了解答您或您孩子的疑问,让我们进行一个简单的实验:
所需材料:一粒乒乓球、吹风机、彩色纸张和胶纸。
- 用三张纸来搭建一个简单的乒乓球发射器。首先,将第一张纸卷成管状,然后用胶纸固定住。必须确保纸管足够大,能让乒乓球轻易通过。接着用第二张纸重复同样步骤,确保纸管的直径大致相同。
- 在将两个纸管放在一起之前,在其中一个纸管的中间切开一个小孔。同样的,确定洞孔够大,以便乒乓球可以轻易通过。完成之后,将两个纸管粘在一起。
- 将最后一张纸剪成两半,制成一个比较短的管子,插入中间的孔中。为了确保洞孔大小合适,您需要在纸管尾端切出笑脸(曲线)。看看较短管子上的洞孔,确保您可以看穿。再用胶纸牢牢固定,必须确保没有可见的气孔。
- 然后,用胶纸将乒乓球发射器固定在桌子上,或者在实验过程中让其他人帮忙握住它。
现在,将吹风机放在管子一端的开口处,然后开电源启动。这时较长的纸管内将产生低压气流。然后将乒乓球放在较短纸管另一端的开口处,观察管子内的气压如何使乒乓球从一侧吸入,并从另一侧推出。
制造自己的棉球发射器
在我们的生活中,每个人至少尝试过一次拉伸和发射橡皮筋。给你一个挑战:使用橡皮筋将棉球发射到尽可能最远的地方。
以不同的长度拉伸橡皮筋来发射棉球,看看不同长度会影响棉球飞得多远。
所需材料:一支短铅笔或冰棒棍、两条橡皮筋、两个空卫生纸管、胶纸、剪刀、棉球和一个单孔打孔器。
- 小心地将其中一个卫生纸管打横剪开两半并卷起来,让它变窄(大约是本来直径的一半)
- 然后,用胶纸固定住。
- 在较窄的管子一端,在距离末端半英寸的地方打两个孔,然后小心地将铅笔穿过它。
- 现在,拿出另一个卫生纸管,在管的一端切两条缝,一边是四分之一寸,另一边是半寸,这就形成一个小口盖。在管子的同一端再切开同样的狭缝。
- 将橡皮筋放在小口盖的每一侧,并用胶纸固定好。完成后,管子的每一侧都会悬挂一条橡皮筋。
- 握住橡皮筋管,让橡皮筋处于顶部,将较窄的管子滑入较宽的管子,铅笔末端在底部。
- 小心地将每个橡皮筋末端绕在铅笔上。
- 握住发射器,使铅笔位于底部。将棉球放在顶部,使它处于较窄的管子上。
这就是乐趣开始的地方。瞄准你的棉球,拉回铅笔,看看球怎么飞起来。
在这项活动中,您运用了两种能量来加载和发射棉球。当你用装有棉球的铅笔往回拉时,等于增加潜在的力量。当你把铅笔拉得越远,储存的力量就越多。 当你一松开铅笔时,能量就会变成了动能,棉球应该已经在空中飞了
液体烟花
虽然大家已经好久没聚在一起看烟花了,可是我们就在家制作属于自己的烟花吧(当然是没有火的!)。
所需材料:一个碗或碟子、牛奶、食用色素、棉花棒和肥皂液。
以下是我们如何用一滴肥皂制作多种彩色图案的方法:
- 倒入半碗牛奶,然后在中心滴入3至4滴食用色素。您可以用多种颜色,以获得更色彩缤纷的饰面。
- 用棉花棒的一端浸入肥皂液。
- 将棉花棒轻轻地放在食用色素的中心,观察颜色是如何扩散的。不要混合或搅拌,看看会发生什么事情。
- 尝试将棉花棒移动到碗的不同地方,然后看看食用色素的图案会产生什么变化。
现在您已经成功做好了家庭烟花,准备庆祝吧!
为什么食用色素会自动从棉花棒移开?因为牛奶含有脂肪和水,脂肪是不会溶于水的。而肥皂是由特殊分子组成,可以和脂肪与水产生化学作用,因此当肥皂接触到牛奶中的脂肪分子时,就会溶解在水中并四处移动。肥皂分子寻找脂肪分子进行结合,当它们在牛奶中移动,就会推动食用色素。这个过程最终会结束,因为所有肥皂分子都会找到了连接的脂肪分子,而且它们不再需要四处移动。这就是为什么洗碗剂可以有效去除盘子上的油脂。肥皂分子一旦粘附在油脂分子上,会使它们更容易溶解在水中,所以就能直接冲进下水道。
用棉花糖建造一座塔
有一种食物和甜点是所有年龄层的人都会喜欢的。没错,我们说的就是意大利面和棉花糖。这两种食物不仅是满足我们对美食的渴望而已,同时也能满足我们的求知欲和创意。如果只有棉花糖和未煮熟的意大利面,您可以搭建多高的塔呢?
所需材料:一盒未煮熟的意大利面、一袋棉花糖和一把尺子或卷尺。
在开始之前,想象一下应该如何搭建我们的塔,同时确保稳定又坚固。按照以下步骤,尽情发挥您的创造力:
- 找一个干净的工作空间。
- 使用棉花糖作为关节,意大利面作为梁,尝试搭建一座高塔,尽可能越高越好。
- 完成后,使用尺或卷尺来测量高塔的高度。
通过尝试不同类型的结构和构造,您会发现最稳固的塔具有宽阔、坚固的底座,以及使用三角形和金字塔作为支撑结构。三角形是一种很好的结构,因为它们是唯一一种在不改变边长的情况下,也不会改变角度的形状。这使到它非常坚固,能够很好地支撑物体。宽阔的底座也为塔架提供了更高的稳定性,并更好地分布重量。
用纸火箭发射
为我们孩子的人生不同阶段做好准备,看起来就像火箭科学。让我们停下脚步,享受我们与火箭科学一起度过的时光。
所需材料:2张纸、剪刀、吸管和胶纸
在科学中,我们了解到变量可能会影响实验的结果。让我们来探索不同的设计如何改变您的火箭推进方式:
- 将一张纸折叠成四份,然后把它们切成较小的长方形。
- 拿出其中一张小长方形,绕住吸管滚动以卷成管状(不要太紧)。用胶纸粘住你制作的管子,让它保持卷起的状态。
- 接下来,捏住管子的一端并用胶纸粘住以制作火箭的顶部。
- 用另一张小长方形的纸张,剪出一些直角三角形来制作翼片,然后将它们贴在管子上。
- 重复同样步骤,以制作不同管长和/或不同翼片数量的火箭。
将火箭放在吸管上,用吹气来发射。当您进行试验时,您可能会发现一些更改,会产生大差异。一旦您知道哪些变化的重要性,可以尝试设计一种可以飞得最远、最准确的火箭。
希望这些实验有助于激发您孩子的灵感,并点燃他们对科学和学习的热情。