“小物品”凸顯“大科學(xué)”

吳春霞

摘要：江蘇省科學(xué)技術(shù)館針對(duì)初中生設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了“神奇的雞蛋”活動(dòng)，試圖以小見(jiàn)大，借助科學(xué)實(shí)驗(yàn)，探索科技館科普教育的新形式。從一枚普通的雞蛋入手，發(fā)現(xiàn)日常生活背后的科學(xué)原理，進(jìn)而激發(fā)孩子們對(duì)于物理學(xué)習(xí)的興趣，學(xué)會(huì)觀察、學(xué)會(huì)思考、學(xué)會(huì)提問(wèn)、學(xué)會(huì)動(dòng)手，真正達(dá)到自身情感體驗(yàn)與知識(shí)技能學(xué)習(xí)的統(tǒng)一。

關(guān)鍵詞：科普教育 科學(xué)實(shí)驗(yàn) 館校合作

0 引言

“紙上得來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要躬行”。實(shí)驗(yàn)，是科學(xué)研究的基本方法之一，能讓知識(shí)更為直觀、具體地呈現(xiàn)出來(lái)，易于理解和掌握。從提出問(wèn)題、實(shí)施實(shí)驗(yàn)、觀察現(xiàn)象到分析結(jié)果，在活動(dòng)的過(guò)程中，孩子們不僅學(xué)會(huì)了解決問(wèn)題的方法，并且具備了縝密的思維和活躍的思想。江蘇省科學(xué)技術(shù)館針對(duì)初中生設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了“神奇的雞蛋”活動(dòng)，借助科學(xué)實(shí)驗(yàn)，試圖用“小物品”凸顯“大科學(xué)”，從一枚普通的雞蛋入手，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)日常生活背后的科學(xué)原理，進(jìn)而激發(fā)他們對(duì)于物理學(xué)習(xí)的興趣。

1 活動(dòng)背景

意大利教育家瑪利亞·蒙臺(tái)梭利曾說(shuō)過(guò)：我聽(tīng)過(guò)的會(huì)忘記，我看過(guò)的會(huì)記得，我做過(guò)的才會(huì)理解。這正是“做中學(xué)”的精髓，即強(qiáng)調(diào)“參與、互動(dòng)、體驗(yàn)”，旨在從實(shí)踐中獲取直接經(jīng)驗(yàn)。科技館的科學(xué)實(shí)驗(yàn)通過(guò)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，吸引觀眾的注意力，在科技輔導(dǎo)員的幫助下，建構(gòu)對(duì)于科學(xué)的認(rèn)知。

學(xué)生對(duì)科學(xué)的學(xué)習(xí)始于他們?cè)谏钪袑?duì)自然界的認(rèn)識(shí)和探索，而不單是對(duì)書(shū)本知識(shí)的記憶和接受。因此，物理教學(xué)應(yīng)當(dāng)“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”，真正做到“物理生活化，生活物理化”。這就要求我們尋找貼近生活的教學(xué)方式，喚起學(xué)生的好奇心和求知欲，帶領(lǐng)他們用科學(xué)的眼光看待周?chē)氖澜纭１热?，雞蛋是廚房里的尋常事物，不妨挖掘與其相關(guān)的實(shí)驗(yàn)素材，有效而生動(dòng)地落實(shí)新課標(biāo)“面向生活”的教育理念。

2 活動(dòng)實(shí)施

“神奇的雞蛋”活動(dòng)的開(kāi)展依據(jù)科學(xué)原理，遵循由淺入深、循序漸進(jìn)的原則，分為“堅(jiān)硬”的雞蛋、雞蛋“愛(ài)咸”還是“愛(ài)甜”、“堅(jiān)定不移”的雞蛋三組實(shí)驗(yàn)，闡釋了結(jié)構(gòu)、密度和浮力、慣性的概念。從知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀三個(gè)層面，有助于學(xué)生了解物質(zhì)的基本性質(zhì)，認(rèn)識(shí)常見(jiàn)的物質(zhì)運(yùn)動(dòng)形態(tài)，理解物質(zhì)運(yùn)動(dòng)及其相互的作用，學(xué)會(huì)分享與寫(xiě)作，養(yǎng)成觀察、實(shí)驗(yàn)、收集和處理信息的初步技能，樹(shù)立“學(xué)物理有趣，學(xué)物理不難”的信心。

值得注意的是，該活動(dòng)立足探究式學(xué)習(xí)，為學(xué)生提供了更多自主選擇的空間和機(jī)會(huì)。為鞏固學(xué)習(xí)成果，我們特別采用了三色記錄法，即記下看到的、做到的、想到的，借助三種顏色加以區(qū)分，對(duì)應(yīng)問(wèn)題、方法和結(jié)果。

2.1 “堅(jiān)硬”的雞蛋

實(shí)驗(yàn)還沒(méi)開(kāi)始，就有學(xué)生提出疑問(wèn)：雞蛋不是一碰就碎嗎？怎么會(huì)是堅(jiān)硬的呢？質(zhì)疑是科學(xué)學(xué)習(xí)的第一步！對(duì)此，科技輔導(dǎo)員應(yīng)當(dāng)給予肯定，鼓勵(lì)學(xué)生踴躍嘗試：用手握緊雞蛋使勁捏;用鉛筆尖敲擊雞蛋;用縫衣針穿過(guò)蛋殼……接著，科技輔導(dǎo)員拋出一個(gè)問(wèn)題：小雞是如何破殼而出的？學(xué)生們打開(kāi)雞蛋一看，原來(lái)蛋殼分為凹面和凸面。假設(shè)用鉛筆來(lái)模擬小雞和母雞，蛋殼究竟是從里面被小雞啄開(kāi)的還是從外面被母雞啄開(kāi)的？由表1可知，堅(jiān)硬的不是雞蛋本身，而是雞蛋兩端的圓頂形結(jié)構(gòu)。雞蛋是橢圓形的，這種特殊的結(jié)構(gòu)使得它能把力量分散，導(dǎo)致壓強(qiáng)并不大，所以捏不碎、敲不壞、刺不破。最后，舉一反三，以安全帽為例進(jìn)行知識(shí)遷移。

2.2 雞蛋“愛(ài)咸”還是“愛(ài)甜”

首先，科技輔導(dǎo)員組織學(xué)生展開(kāi)討論：雞蛋能在鹽水還是糖水中浮起來(lái)。然后，將學(xué)生們分為“鹽水派”和“糖水派”兩大陣營(yíng)，通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證各自的猜想。如表2所示，一邊用鹽溶于水中，雞蛋很快浮了起來(lái);另一邊則似乎不太順利，用糖溶于水中，雞蛋卻紋絲不動(dòng)，隨著糖塊越加越多，雞蛋這才探出水面。清水的密度比雞蛋的密度小，所以雞蛋放入水中就會(huì)沉下去。加入鹽粒后，鹽水的濃度慢慢增加，比重也隨之增加。等到鹽水的密度比雞蛋的密度大時(shí)，雞蛋自然而然就浮起來(lái)了。同理，加入糖塊也是類似的。至于鹽粒和糖塊的用量為何差距如此之大，這是由于密度的不同，密度大的物體加得少就能把雞蛋浮起來(lái)，密度小的物體加得多才能把雞蛋浮起來(lái)。于是，又給學(xué)生留下了一個(gè)延伸的問(wèn)題：醋、醬油也能讓雞蛋浮起來(lái)嗎？

2.3 “堅(jiān)定不移”的雞蛋

在裝有水的杯口覆蓋盤(pán)子，上面放置雞蛋。當(dāng)有一個(gè)杯子一個(gè)雞蛋時(shí)，如何讓雞蛋穩(wěn)妥地掉進(jìn)杯子？當(dāng)有三個(gè)杯子三個(gè)雞蛋時(shí)呢？科技輔導(dǎo)員要求學(xué)生分組討論，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。如表3所示，雞蛋沒(méi)有跟隨盤(pán)子飛出去，而是具有慣性保持靜止的狀態(tài)，又由于受到重力落入杯中?？蔀槭裁匆槐浑u蛋成功，而三杯三雞蛋卻失敗了呢？?jī)H僅是數(shù)量的差異嗎？事實(shí)上，慣性的大小與物體的質(zhì)量有關(guān)。質(zhì)量大的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相對(duì)難于改變，也就是慣性大;質(zhì)量小的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)相對(duì)易于改變，也就是慣性小。最后，舉一反三，以洗衣機(jī)的甩干功能為例進(jìn)行知識(shí)遷移。

3 結(jié)語(yǔ)

形式的創(chuàng)新是實(shí)施科普教育的關(guān)鍵。一方面，傳統(tǒng)的說(shuō)教灌輸已經(jīng)過(guò)時(shí)了，在信息如此發(fā)達(dá)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)代很難再調(diào)動(dòng)起廣大受眾的熱情;另一方面，面對(duì)社會(huì)發(fā)展，我們要滿足個(gè)性化的需求，贏得更大的市場(chǎng)、保持長(zhǎng)久的活力?？萍拣^作為科普教育的主陣地，在提升青少年科學(xué)素養(yǎng)方面扮演了重要角色，應(yīng)當(dāng)充分發(fā)揮場(chǎng)館的資源優(yōu)勢(shì)，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。因此，只有將科學(xué)實(shí)驗(yàn)與課堂教學(xué)有機(jī)結(jié)合，才能不斷拓寬教育活動(dòng)的主題，豐富教育活動(dòng)的內(nèi)容。

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