一个孩子跪在石板路上,用滴管把蓝色墨水滴在方糖上;旁边放着墨水瓶和糖盒。
摄影:Lothar Bodingbauer,2012 年

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德语原文的自动翻译:Claude,Anthropic 公司的人工智能模型。

一起探索世界

小学里的自然科学实验 · Lothar Bodingbauer

和小学生一起开设自然科学实验课,是一件非常快乐的事。在三年的时间里,有一些做法和想法被证明效果很好。

这是一份清单,一份合集。都亲手试过,效果非常好。这里没有操作说明——因为参加的孩子中,可能有人还不识字。没关系!

背景

自我效能感,找到自己的位置,过程与状态,动手而非屏幕,感官体验,情感,合作,交流并找到合适的词语,犯错,把实验当作尝试,精益求精,自信,小心用火,注意安全,不同年龄段的孩子一起工作。

效果最好的是调动感官的实验:熔化蜡,把手指伸进正在冷却的液态蜡里,感受它慢慢变硬;搭建索道,让摆锤摆动,滴颜料,涂抹黏土,发射小火箭。

尽量不要操作说明——年纪小的孩子一开始往往还不会读。也不要实验记录或其他教学上的讲究——只做大家喜欢做的事。比如,画一棵仙人掌从土里长出来的样子。

实验清单

除了大家熟知的经典实验之外,下面这些题目也被证明非常好用:

  1. 把太阳的圆盘投影到地面上。(远近、能量)
  2. 用粉笔在地上描出公园长椅的影子,预测它会往哪里移动,每隔 10 分钟再描一次。(过程与状态)
  3. 用长绳和水瓶在树上做成摆,并用它设计一个游戏(撞倒积木)。(摆动平面、可预测性、周期性)
  4. 种仙人掌种子。(发育、时长、环境条件,生长与发育对比电脑上很快完成的下载和更新)
  5. 堆小球——用挡板把 1000 颗直径 10 毫米的小球围住,不让它们滚走,再堆成金字塔。(球体堆积、实验条件)
  6. 用木压舌板搭达·芬奇桥。(力、承重、结构)
  7. 自制电池并用它点亮发光二极管。(金属、酸、电、能量、排查故障)
  8. 拆解一件电器。(无损拆装(用螺丝刀)、构造、内部组成、黑箱)
  9. 熔化蜡。(材料知识、材料物理、感官体验、温度、冷却、熔化)
  10. 溶解糖,比较不同种类的糖。(消失、溶液、饱和)
  11. 三个人一起绕教堂走一圈并数步数——一个孩子负责百位,一个负责十位,一个负责个位。(数位制、测量)
  12. 制作“小虫机器人”:纽扣电池、手机振动马达、发光二极管、水瓶盖。(电子学、动手改装)
  13. 用黏土和模板搭一座桥。(结构力学、建筑材料)
  14. 柯尼斯堡七桥问题:在广场上用粉笔画出城市地图并标出桥梁,让孩子们找出一条每座桥只走一次的路线。(行走、解决问题、身体参与、路人参与)
  15. 让小球沿斜面滚下。(速度、加速度、重力、一维)
  16. 用橡皮泥做小船。(浮力、感受力、表面、二维)
  17. 搭索道和升降机:用绳子挂在广场的树上。(力学、空中空间、力、三维)
  18. 用小火箭做推进器。(实验、反冲、可以亲手操作火箭和火)
  19. 林奈散步:一个人收集圆的东西,另一个收集尖的东西,一个观察天空,另一个观察地面,还有一个负责安全。(分类学、获取知识、分组合作、研究)
  20. 磁学:带上许多不同的小磁铁;把磁铁系在绳子上,从许愿池里钓出硬币。(基本力、自我效能感、知识带来财富)
  21. 参观遗传学实验室(维也纳 IMBA 研究所的 Vienna Open Lab)。(科学、遗传学、现代实验、细胞、人)
  22. 把不同颜色的墨水滴进水里。(可混合性、溶解性、颜色、动态、漩涡)
  23. 给螺丝或乐高积木分类。(分类学、标准、不相容、系统性)
  24. 柠檬电池和发光二极管。(电、日常生活、电路)
  25. 浇铸小石膏块。(材料、情感、原料、过程、配料比例)
  26. 用黏土和蜡做阴阳模:用手指在黏土上戳一个洞,再灌入蜡。(模具、阴阳模、浇铸、空间)
  27. 拆开一台笔记本电脑再装回去。(无损拆装、可逆性、工作原理、零部件、通过可维修实现可持续)
  28. 在不同条件下播种水芹种子。(环境条件、光、水、过程)
  29. 仙人掌的形状:球形。用乐高搭出来。哪种形状的表面积最小?(水分平衡、进化、栖息地、生存条件、保护)
  30. 瓶子里装不同量的水,改变音高。试着做出一个音阶。(声学、音调、音律)
  31. 地图着色问题:要给地图上的国家涂色,最少需要几种颜色?(着色问题、最优化)
  32. 用烟斗通条做大泡泡。(飞行、条件、液滴、重力、最小曲面)
  33. 数数。用任务单数广场上的各种东西:有多少人走过斑马线,学校的楼梯一直到顶楼共有多少级。(测量、建立联系)
  34. 坐在一旁观看。(安静、让别人去做、看着世界运转)

如果在学校门前的广场上做这些实验,常常会有路人停下脚步,眼睛发亮,也被邀请一起参与。

播种仙人掌

和小学生一起种下了仙人掌和多肉植物。光、水、土。物理与植物学的结合。成功了。再过几天,孩子们就可以把自己的花盆带回家。别忘了:仙人掌种子需要光才能发芽。不要挖坑,用粗粒石英砂盖住种子就好。

石板路上用彩色粉笔涂成的马赛克图案,中间写着“柯尼斯堡七桥散步”(德语)。
摄影:Lothar Bodingbauer,2012 年

文字:Lothar Bodingbauer,2013 年首发于 phyx.at(德语)。
由三篇文章汇编,小标题与错别字修改:Claude,Anthropic 公司的人工智能模型,受 Lothar Bodingbauer 委托。
联系方式:lothar@sprechkontakt.at

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