10個(gè)家庭科學(xué)小實(shí)驗(yàn),讓孩子玩水的同時(shí),學(xué)到滿滿的科學(xué)知識(shí)
前幾天,有個(gè)提問(wèn):
孩子喜歡玩水似乎是天性,不管是水坑里的水,水龍頭里的水,噴泉口出來(lái)的水,他們都會(huì)一直盯著看,試圖動(dòng)手或者動(dòng)腳。有什么好的方法可以把學(xué)習(xí)和玩耍兩者結(jié)合呢?
作為一個(gè)陪娃玩水6年的寶媽,我想說(shuō),愛玩水是孩子的天性。多找一些有趣的科學(xué)小實(shí)驗(yàn)在家陪玩,不失為一個(gè)集學(xué)與玩為一體的好機(jī)會(huì)。既能滿足孩子自由玩水的愿望,也能幫助孩子更好地掌握基礎(chǔ)的科學(xué)知識(shí),將來(lái)在生活中學(xué)以致用。
先來(lái)貢獻(xiàn)一些我和可愛多在生活中玩過(guò)的科學(xué)小實(shí)驗(yàn)供大家參考。
1.人工降雨實(shí)驗(yàn)

所謂的人工降雨實(shí)驗(yàn),就是在不斷沸騰的熱水壺上方放一個(gè)盛滿冰塊的碗。冷熱交鋒之下,水蒸氣會(huì)快速凝結(jié)成小水滴滴落,形成人工降雨。
2.色素降雨實(shí)驗(yàn)

?這個(gè)實(shí)驗(yàn)所需要的原材料非常簡(jiǎn)單:透明敞口瓶或杯子、可食用色素、泡沫洗手液、水。

?先往透明瓶子中加入大半杯水,再擠入一些泡沫洗手液,覆蓋住整個(gè)水面。再將色素滴入,就能看到色素成柱狀從水面降落。
這個(gè)效果與降雨類似。泡沫類似云朵的效果,色素類似灰塵或水滴的效果,只有色素在泡沫中積累到一定量了,才會(huì)穿透泡沫降落到水里。
這個(gè)實(shí)驗(yàn)的效果特別直觀好看,孩子可喜歡玩啦!
3.冰塊實(shí)驗(yàn)

?冰塊實(shí)驗(yàn)也是孩子特別愛玩的,盛夏的時(shí)候玩冰塊可太爽了!可愛多經(jīng)常會(huì)主動(dòng)要求我倒一碗水放冰箱冷凍室結(jié)冰,供他觀察和玩耍。
玩冰塊的過(guò)程中,可以讓孩子觀察一下。
①為什么冰塊里既有白色的,又有透明的,還有一些小氣泡?它們是如何形成的,原理是什么?
冰塊里有白色是因?yàn)樗锏目諝獗环庥≡诶锩媪?。冰塊里的小氣泡就是水里的空氣。
②冰塊為什么會(huì)融化,融化速度跟什么有關(guān)系?
當(dāng)水的溫度低于0℃時(shí),水才會(huì)凍結(jié),成為固態(tài)的水。當(dāng)水的溫度處于0~100℃時(shí),水會(huì)變成液體,冰塊會(huì)融化,是因?yàn)橹車臏囟茸兏吡恕囟仍礁?,冰塊融化得越快。除了環(huán)境溫度以外,冰塊的融化速度還與空氣流通速度相關(guān),空氣流通速度越快,冰塊融化速度越快。
③冰塊為什么浮在水面上,而不是沉在水底?
水在4℃時(shí)密度最大,高于或低于4℃,密度都會(huì)變小。冰塊的密度比水低,所以會(huì)飄在水面上。
4.虹吸實(shí)驗(yàn)

?虹吸實(shí)驗(yàn)的材料也非常簡(jiǎn)單,只需要一根吸管,兩個(gè)水杯即可。

?圖片來(lái)自《往上爬的水》
具體操作詳見這項(xiàng)圖片。首先,把吸管放入水中,排出吸管中所有的空氣。接著摁住吸管的一端,將吸管緩緩移出水杯,你將會(huì)看到水從吸管里緩緩流淌的“奇跡”。
除此以外,我們最近看了幾本與水相關(guān)的科普童書,發(fā)現(xiàn)了更多有意思,適合在家實(shí)操的科學(xué)小實(shí)驗(yàn)。

?《知乎版十萬(wàn)個(gè)為什么》、《水的旅行》、《水的世界》、《神奇校車之水的故事》、《往上爬的水》、《制造彩虹》
《知乎版十萬(wàn)個(gè)為什么》、《水的旅行》屬于科普性比較強(qiáng)的知識(shí)類童書,能給予我們學(xué)科知識(shí)上的有力補(bǔ)充;《神奇校車之水的故事》屬于故事性比較強(qiáng)的科普書,以孩子們變身進(jìn)入水的世界去親自冒險(xiǎn)的模式去探索水的奧秘,讀起來(lái)有身臨其境的效果;《水的世界》、《向上爬的水》、《制造彩虹》屬于實(shí)操性比較強(qiáng)的科普書,將現(xiàn)象與本質(zhì)相結(jié)合,一步一步指導(dǎo)孩子做實(shí)驗(yàn),進(jìn)而拆解科學(xué)原理。其中,《水的世界》配備了非常多實(shí)驗(yàn)會(huì)用到的器材和道具,家長(zhǎng)可以直接拿來(lái)主義,不需要費(fèi)勁去自個(gè)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)材料,超方便。
下面再來(lái)講一講,這幾套書里分別有哪些好玩的與水相關(guān)的科學(xué)小實(shí)驗(yàn)。
5.制造彩虹

?插圖來(lái)自《制造彩虹》
《制造彩虹》這本書用一問(wèn)一答的方式詳細(xì)介紹了制造彩虹的方法:
①要在陽(yáng)光充足的地方,讓陽(yáng)光照在水滴或水霧上。②由于彩虹只在背對(duì)陽(yáng)光的時(shí)候能看見,所以要背對(duì)陽(yáng)光,向與太陽(yáng)相反的方向看。③當(dāng)彩虹出現(xiàn)時(shí),背景昏暗的地方,彩虹更加清晰。
?《制造彩虹》
除此以外,當(dāng)我們裝有水的塑料盒放在陽(yáng)光下時(shí),也能看到彩虹。

?《制造彩虹》
這是因?yàn)樘?yáng)照射過(guò)來(lái)的白色光里有不僅有我們?nèi)庋劭梢姷募t色、藍(lán)色、黃色光,還有彩虹里的其他光。當(dāng)光線從空氣進(jìn)入水中,或者從水中進(jìn)入空氣中時(shí),會(huì)出現(xiàn)彎折,白色的光線變會(huì)呈現(xiàn)出各種各樣七彩的顏色。
6.會(huì)爬的水
這個(gè)實(shí)驗(yàn)與虹吸實(shí)驗(yàn)有些類似,但可玩性更強(qiáng)。主要利用的是面巾紙的吸水性。
做這個(gè)實(shí)驗(yàn)之前,可以問(wèn)問(wèn)孩子,在我們的生活當(dāng)中,哪些是吸水材料,哪些是不吸水的材料。
吸水材料有抹布、紙巾、毛筆等,不吸水的材料有塑料、鋼鐵等。

?《會(huì)爬的水》
實(shí)驗(yàn)一:測(cè)試紙巾的吸水能力
提出問(wèn)題:紙巾能把水吸引到多高的位置?
A.無(wú)論多高都可以爬上去。 B.可以爬10cm高。 C.爬不到5cm。
讓孩子預(yù)測(cè)答案,選一個(gè)選項(xiàng)。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果是,水爬到5cm以上時(shí),爬行速度會(huì)變慢。超過(guò)8cm基本停止爬行,最高能到達(dá)10cm。
實(shí)驗(yàn)二:紙巾引流實(shí)驗(yàn)

?《往上爬的水》
將紙巾反復(fù)折疊四次成細(xì)條狀,用訂書機(jī)固定。
將紙巾放入水杯中進(jìn)行測(cè)試,當(dāng)露在水杯外的紙條高于、低于和持平于水杯內(nèi)的水位時(shí),水能不能順利滴落?
答案:浸濕過(guò)的紙巾導(dǎo)流速度比較快。當(dāng)紙巾的A端高于水杯水面B端或者AB持平時(shí),水不能流下來(lái)。只有A端低于B端,水才可以流下來(lái)。
實(shí)驗(yàn)三:毛細(xì)實(shí)驗(yàn)

?《往上爬的水》
不知道大家有沒有觀察過(guò)杯子里的水。通常來(lái)說(shuō),水杯兩端總是比中間高。
我一直挺好奇,這是啥原因。
《向上爬的水》中有解釋:液體在細(xì)長(zhǎng)的玻璃管中向上爬的現(xiàn)象叫毛細(xì)現(xiàn)象。玻璃管越細(xì),水受到吸引爬得越好。
大家可以拿幾根粗細(xì)不同的透明管倒入水,讓孩子觀察比較下,驗(yàn)證科學(xué)的時(shí)刻到啦!
7.雪花實(shí)驗(yàn)
雪花挺常見的。尤其是冬天,每天早晨出門時(shí),總能看到車上、草坪上、玻璃上有一層白白的霜裝物質(zhì)。用肉眼湊近了細(xì)看,我們可以看到部分雪花的形狀。
玻璃窗的觀察效果尤其明顯。

?車窗上的雪花和《知乎十萬(wàn)個(gè)為什么》、《水的旅行》
看到了雪花,孩子肯定會(huì)問(wèn):“雪花為什么是白色的?雪花是什么形狀的呢?”
關(guān)于這兩個(gè)問(wèn)題,《知乎版十萬(wàn)個(gè)為什么》上有明確答案:雪花呈現(xiàn)白色是由于光的反射形成的??梢姽庵杏懈鞣N波長(zhǎng)的光線,不同波長(zhǎng)的光線所呈現(xiàn)出的顏色也不相同。由于雪是由很多個(gè)小冰晶組成,這些小冰晶有各種凹凸不平的表面,足以把各種不同波長(zhǎng)的光線全部反射掉,因此,我們看到的雪花就是白色的。
水蒸氣凝華結(jié)晶,屬于六方晶系。迄今為止,科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了兩萬(wàn)多種雪花的形狀,無(wú)論形狀細(xì)節(jié)如何,整體外觀都是六角形的。
在《水的旅行》上,我們可以看到為了探究雪花形狀之美耗盡一生的“雪花人”——威爾遜·本特利拍攝的各種形狀的雪花,特別細(xì)致真實(shí)地展現(xiàn)了雪花之美。

?我在汽車玻璃窗和車燈處拍到的雪花
看到這里,我想到了自己曾經(jīng)在車玻璃上看到的雪花。雖拍得不及本特利拍攝得那么唯美,卻也能看到雪花的大致雛形,讓我一度感到得意和開心。
特別清晰的這張是在車燈上拍到的,大家也可以試試帶孩子觀察車燈上的雪花呦!
8.凈水實(shí)驗(yàn)

?《神奇校車之水的故事》
我和可愛多最早知道水的凈化過(guò)程,是通過(guò)閱讀《神奇校車》了解的。
大自然中的水要輸送到每家每戶需要經(jīng)過(guò)很多環(huán)節(jié):經(jīng)過(guò)混合池,讓明礬吸附灰塵和泥土;經(jīng)過(guò)沉淀池,明礬會(huì)沉到水底;經(jīng)過(guò)沙子和礫石組成的過(guò)濾池,將殘留在水中的雜質(zhì)過(guò)濾掉;在通往儲(chǔ)水罐的水管里,加入了強(qiáng)化牙齒的氟化物和能殺滅病菌的氯;干凈的水通過(guò)地下輸水管送到各種建筑物里。

?《水的世界》是與水相關(guān)的實(shí)驗(yàn)套裝,里面恰好就包含了凈水實(shí)驗(yàn)的材料,和我們所學(xué)的知識(shí)點(diǎn)匹配度極高。很適合家庭自制凈水裝置,觀察水的凈化過(guò)程。
9.結(jié)晶鹽畫

?可愛多在看科學(xué)視頻《誰(shuí)拿了小驢子的鹽》
《水的世界》除了配備基礎(chǔ)的實(shí)驗(yàn)材料,還有10堂精彩的科學(xué)網(wǎng)課供我們同步學(xué)習(xí)。第二堂課《誰(shuí)拿了小驢子的鹽》教了可愛多溶質(zhì)、溶劑和溶液的區(qū)別,還讓我們用鹽、白糖、油、石頭與水?dāng)嚢瑁纯茨男┦强扇苄晕镔|(zhì),哪些是不可溶性物質(zhì)。
同時(shí),水不能無(wú)限容納某種溶質(zhì),加得多了,會(huì)達(dá)到飽和狀態(tài),無(wú)法再溶解溶質(zhì)。

?可愛多在攪拌飽和鹽水
以鹽為例,當(dāng)你把鹽往水里加到一定程度,無(wú)論你如何攪拌,都無(wú)法溶解。這樣的水叫飽和鹽水。

?可愛多用飽和鹽水作畫
當(dāng)你用飽和鹽水在黑色卡紙上作畫時(shí),在濕潤(rùn)的時(shí)候,看不出什么明顯效果。

?結(jié)晶鹽畫
當(dāng)水分蒸發(fā)掉以后,結(jié)晶鹽就會(huì)呈現(xiàn)在黑色卡紙上,效果特別明顯。想要畫面干得快一些,也可以借助吹風(fēng)機(jī)的力量吹干。
10.桔子潛艇

?圖片來(lái)自《水的世界》
把橘子放進(jìn)水杯里,橘子會(huì)漂浮在水面上。

?圖片來(lái)自《水的世界》
把橘子皮剝掉,再丟進(jìn)水里,橘子就會(huì)沉到水底。
這是因?yàn)殚僮釉谒械母×Υ笥谧陨淼闹亓?,所以?huì)漂浮在水面上。如果剝掉橘子皮,重量雖然減輕了,但橘子的密度變大了,浮力減小了,且重力大于浮力,所以會(huì)沉入水底。
今天,我把這10個(gè)與水相關(guān)的科學(xué)小實(shí)驗(yàn)送給大家,希望每個(gè)孩子都能在玩水的同時(shí),學(xué)到多多的科學(xué)小知識(shí)喲!
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