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在越来越重视幼儿启蒙教育的今天,科学启蒙教育的探索已成为了当今教育领域的新课题。随着科学教育向低龄化发展,一些国家和地区,如美国、我国的台湾等已经在幼儿教育中尝试性地进行以化学趣味实验为载体的化学知识启蒙教育。
我们收集了国内外诸多充满生活气息的趣味化学实验案例,在充分考虑安全性的基础上,做了相应的改进,使之成为能让幼儿观赏或参与的有趣的游戏。这些游戏已在部分幼儿园的小班和中班进行了试点,取得了良好的效果。
一、玩蛋系列
游戏1:鸡蛋碰碰碰
活动:挑选两个大小颜色相近的鸡蛋。将其中一个鸡蛋用牙膏涂抹,保持3分钟后洗掉,并在外壳做上记号。取两个杯子,各倒上半杯可乐。将涂过牙膏的鸡蛋和没涂过牙膏的鸡蛋分别放入两杯可乐中。让幼儿观察蛋壳表面所起的变化,持续时间约10分钟。观察完毕,请幼儿猜猜:将两个鸡蛋取出后相碰,哪个更易碎掉。实验可重复进行。
原理:蛋壳的主要成份是碳酸钙,可乐是一种碳酸饮料,能溶解蛋壳中的碳酸钙,使蛋壳变薄易碎, 反应:CaCO, C02 H20=Ca(HCO3)2,而牙膏会阻止这种腐蚀的进行,所以涂过牙膏的蛋壳仍然较硬,不易破碎。
意义:这原来是一则牙膏广告,我们将原来的实验中的酸换成了可乐。牙齿表面和蛋壳一样,其主要成分是有机钙,常喝可乐会使牙齿变软,但牙膏可以帮助我们保护牙齿,使牙齿更坚固健康。通过这个实验告诉幼儿要少喝可乐等碳酸饮料,并坚持每天刷牙。
游戏2:水中睡觉的鸡蛋
活动:让幼儿自选鸡蛋并放人清水中,结果鸡蛋都沉入水底。然后,让幼儿往清水中逐渐加入食盐,结果鸡蛋慢慢悬浮在水中了,好像在水中睡觉一样。
原理:盐水的密度、鸡蛋的密度和清水的密度依次增大。将鸡蛋放人清水中,鸡蛋沉到了水底;在清水中慢慢加入食盐,盐水的密度越来越大,直至水底的鸡蛋慢慢浮起来,并悬浮在水中;继续加入食盐,鸡蛋就会浮上水面。
意义:通过这个实验让幼儿初步接触密度的概念,密度能决定物体在水中的沉浮。
游戏3:蹦蹦跳的小蛋
活动:准备一支大试管,挑选一个比管口略大的鹌鹑蛋(处理过的),准备一杯开水、一杯冷水。表演时,将蛋放在管口,发现蛋不会掉进去。将试管浸在热水中,使蛋和管口留一点空隙,让膨胀的空气跑出来,大概浸泡3分钟,使试管内的空气充分受热散出,再将试管浸泡在冷水中,小蛋被“唆”的一声吸了进去,即使将试管倒置,小蛋也不会掉出来。最后,再将试管在热水里浸泡一会儿,“噗”的一声,小蛋蹦出来了,小朋友很兴奋。可以反复表演多次。
原理:这是个利用空气热胀冷缩,压强改变而设计的小实验。该实验成败的关键是,要在实验前把鹌鹑蛋在白醋中浸泡(若想加快,可加少量的1:2稀释过的盐酸来调节反应速度),直到蛋壳完全溶解,现出蛋膜后取出冲洗干净。此时,透过蛋膜可以看到流动的蛋白和蛋黄;切忌在醋或酸中泡太久,否则蛋白质变性凝固后会影响实验效果。
意义:一是让幼儿通过观察了解蛋的内部组成;二是在有趣的实验中了解空气的热胀冷缩现象。
二、摇摇乐
游戏4:变色瓶摇摇乐
活动材料:2gNaOH(氢氧化钠),3g葡萄糖,2~3滴亚甲基蓝溶液(0.2%),600mL的可乐塑料瓶一个(带瓶盖),400mL烧杯一个,滴管一个。
活动:将2g亚甲基蓝溶于100mL自来水中,即可得到0.2%的亚甲基蓝溶液。将2gNaOH、3g葡萄糖放人400mL的烧杯中,加lOOmL的自来水溶解,冷却后装入可乐塑料瓶中(因为实验需要氧气参与反应,所以混合液的体积最好不要超过塑料瓶容积的一半),再滴加2~3滴亚甲基蓝溶液(2%),旋紧瓶盖确保不漏水。表演开始,可以请小朋友来摇晃塑料瓶,溶液由五色变成蓝色,静置一段时间后,溶液又变回无色(见图1)。实验可反复多次进行。
在上述混合液中,若加入2~3滴酚酞,溶液会变成红色,摇晃可乐瓶,溶液会在红色与紫色间来回变化。如果在上述混合液中加入2~3滴甲基橙,溶液会变成橙色,摇晃可乐瓶,溶液会在橙色和绿色间来回变化。不同颜色的变化能激发幼儿对实验的兴趣。
原理:亚甲基蓝是一种氧化还原指示剂,在碱性条件下,蓝色的亚甲基蓝溶液被葡萄糖溶液还原成无色的亚甲基白溶液。振摇混合溶液使其溶入氧气后,亚甲基白又被氧气氧化成亚甲基蓝,混合液又呈现蓝色。由于酚酞遇碱显红色,而摇晃后亚甲基蓝的蓝色与红色混合而显紫色。甲基橙遇碱显橙色,亚甲基蓝的蓝色和甲基橙的橙色混合就是绿色。
意义:这个实验简单易行,很适合小朋友自己操作。
三、吹气系列
游戏5:模拟火山喷发
活动材料:食用小苏打,白醋100mL,面粉,食盐,食用油,水粉颜料(绿色,红色,褐色,黄色)。
活动:用30克面粉加水和成面团(和面时加少量盐和食用油可以使面团表面光滑且不易失水干裂),用一个深的盘子做底座,将一小瓶(容积100~200mL的小口瓶,如儿童喝的酸奶瓶)放在盘子中央,将面团围着小瓶做成火山的形状,往瓶里加人大约6.2克的小苏打和一些红色的水粉颜料,并加入20mL的水使其溶解,待用。用褐色的水粉颜料给火山上色,用剩的面团做成绿色的草地等(这一步及其原料也可省略)。往火山口(瓶口)倒入白醋,会发现有红色的泡沫不断地涌出“火山口”,好像火山喷发一样(见图2)。
图2:模拟火山喷发游戏6:会自己充气的气球活动材料:小苏打1.7克,食用白醋25mL,一个气球,一个lOOmL锥形瓶。
活动:将白醋倒人锥形瓶中,将小苏打用纸槽倾倒至气球中,将气球的口套在锥形瓶口上,这时气球瘪搭在锥形瓶的一侧,注意不要将气球竖直,以免小苏打抖落到瓶中。实验开始,将气球竖直,抖落小苏打到瓶里,随着反应的进行,气球逐渐胀大(见图3)。
原理:同游戏5。
意义:吹气球是小朋友经常玩的游戏,利用不同的方法来实现他们熟悉的活动,以展现科学的魅力。图3:会自己充气的气球
结论:在幼儿科学启蒙教育中,目前研究和介绍得较多的是趣味物理实验的引入,而化学实验的引入极少。我们的研究也尚属探索阶段。或许幼儿不会去深究趣味化学实验的科学原理,但只要抓住了幼儿的眼球,不断激发出他们与生俱来的强烈的好奇心,以自然的美妙和科学的神奇引导他们去发现和感受周围的世界,那么一颗颗热爱科学的心灵便会在可爱的孩子胸中升腾。
我们收集了国内外诸多充满生活气息的趣味化学实验案例,在充分考虑安全性的基础上,做了相应的改进,使之成为能让幼儿观赏或参与的有趣的游戏。这些游戏已在部分幼儿园的小班和中班进行了试点,取得了良好的效果。
一、玩蛋系列
游戏1:鸡蛋碰碰碰
活动:挑选两个大小颜色相近的鸡蛋。将其中一个鸡蛋用牙膏涂抹,保持3分钟后洗掉,并在外壳做上记号。取两个杯子,各倒上半杯可乐。将涂过牙膏的鸡蛋和没涂过牙膏的鸡蛋分别放入两杯可乐中。让幼儿观察蛋壳表面所起的变化,持续时间约10分钟。观察完毕,请幼儿猜猜:将两个鸡蛋取出后相碰,哪个更易碎掉。实验可重复进行。
原理:蛋壳的主要成份是碳酸钙,可乐是一种碳酸饮料,能溶解蛋壳中的碳酸钙,使蛋壳变薄易碎, 反应:CaCO, C02 H20=Ca(HCO3)2,而牙膏会阻止这种腐蚀的进行,所以涂过牙膏的蛋壳仍然较硬,不易破碎。
意义:这原来是一则牙膏广告,我们将原来的实验中的酸换成了可乐。牙齿表面和蛋壳一样,其主要成分是有机钙,常喝可乐会使牙齿变软,但牙膏可以帮助我们保护牙齿,使牙齿更坚固健康。通过这个实验告诉幼儿要少喝可乐等碳酸饮料,并坚持每天刷牙。
游戏2:水中睡觉的鸡蛋
活动:让幼儿自选鸡蛋并放人清水中,结果鸡蛋都沉入水底。然后,让幼儿往清水中逐渐加入食盐,结果鸡蛋慢慢悬浮在水中了,好像在水中睡觉一样。
原理:盐水的密度、鸡蛋的密度和清水的密度依次增大。将鸡蛋放人清水中,鸡蛋沉到了水底;在清水中慢慢加入食盐,盐水的密度越来越大,直至水底的鸡蛋慢慢浮起来,并悬浮在水中;继续加入食盐,鸡蛋就会浮上水面。
意义:通过这个实验让幼儿初步接触密度的概念,密度能决定物体在水中的沉浮。
游戏3:蹦蹦跳的小蛋
活动:准备一支大试管,挑选一个比管口略大的鹌鹑蛋(处理过的),准备一杯开水、一杯冷水。表演时,将蛋放在管口,发现蛋不会掉进去。将试管浸在热水中,使蛋和管口留一点空隙,让膨胀的空气跑出来,大概浸泡3分钟,使试管内的空气充分受热散出,再将试管浸泡在冷水中,小蛋被“唆”的一声吸了进去,即使将试管倒置,小蛋也不会掉出来。最后,再将试管在热水里浸泡一会儿,“噗”的一声,小蛋蹦出来了,小朋友很兴奋。可以反复表演多次。
原理:这是个利用空气热胀冷缩,压强改变而设计的小实验。该实验成败的关键是,要在实验前把鹌鹑蛋在白醋中浸泡(若想加快,可加少量的1:2稀释过的盐酸来调节反应速度),直到蛋壳完全溶解,现出蛋膜后取出冲洗干净。此时,透过蛋膜可以看到流动的蛋白和蛋黄;切忌在醋或酸中泡太久,否则蛋白质变性凝固后会影响实验效果。
意义:一是让幼儿通过观察了解蛋的内部组成;二是在有趣的实验中了解空气的热胀冷缩现象。
二、摇摇乐
游戏4:变色瓶摇摇乐
活动材料:2gNaOH(氢氧化钠),3g葡萄糖,2~3滴亚甲基蓝溶液(0.2%),600mL的可乐塑料瓶一个(带瓶盖),400mL烧杯一个,滴管一个。
活动:将2g亚甲基蓝溶于100mL自来水中,即可得到0.2%的亚甲基蓝溶液。将2gNaOH、3g葡萄糖放人400mL的烧杯中,加lOOmL的自来水溶解,冷却后装入可乐塑料瓶中(因为实验需要氧气参与反应,所以混合液的体积最好不要超过塑料瓶容积的一半),再滴加2~3滴亚甲基蓝溶液(2%),旋紧瓶盖确保不漏水。表演开始,可以请小朋友来摇晃塑料瓶,溶液由五色变成蓝色,静置一段时间后,溶液又变回无色(见图1)。实验可反复多次进行。
在上述混合液中,若加入2~3滴酚酞,溶液会变成红色,摇晃可乐瓶,溶液会在红色与紫色间来回变化。如果在上述混合液中加入2~3滴甲基橙,溶液会变成橙色,摇晃可乐瓶,溶液会在橙色和绿色间来回变化。不同颜色的变化能激发幼儿对实验的兴趣。
原理:亚甲基蓝是一种氧化还原指示剂,在碱性条件下,蓝色的亚甲基蓝溶液被葡萄糖溶液还原成无色的亚甲基白溶液。振摇混合溶液使其溶入氧气后,亚甲基白又被氧气氧化成亚甲基蓝,混合液又呈现蓝色。由于酚酞遇碱显红色,而摇晃后亚甲基蓝的蓝色与红色混合而显紫色。甲基橙遇碱显橙色,亚甲基蓝的蓝色和甲基橙的橙色混合就是绿色。
意义:这个实验简单易行,很适合小朋友自己操作。
三、吹气系列
游戏5:模拟火山喷发
活动材料:食用小苏打,白醋100mL,面粉,食盐,食用油,水粉颜料(绿色,红色,褐色,黄色)。
活动:用30克面粉加水和成面团(和面时加少量盐和食用油可以使面团表面光滑且不易失水干裂),用一个深的盘子做底座,将一小瓶(容积100~200mL的小口瓶,如儿童喝的酸奶瓶)放在盘子中央,将面团围着小瓶做成火山的形状,往瓶里加人大约6.2克的小苏打和一些红色的水粉颜料,并加入20mL的水使其溶解,待用。用褐色的水粉颜料给火山上色,用剩的面团做成绿色的草地等(这一步及其原料也可省略)。往火山口(瓶口)倒入白醋,会发现有红色的泡沫不断地涌出“火山口”,好像火山喷发一样(见图2)。
图2:模拟火山喷发游戏6:会自己充气的气球活动材料:小苏打1.7克,食用白醋25mL,一个气球,一个lOOmL锥形瓶。
活动:将白醋倒人锥形瓶中,将小苏打用纸槽倾倒至气球中,将气球的口套在锥形瓶口上,这时气球瘪搭在锥形瓶的一侧,注意不要将气球竖直,以免小苏打抖落到瓶中。实验开始,将气球竖直,抖落小苏打到瓶里,随着反应的进行,气球逐渐胀大(见图3)。
原理:同游戏5。
意义:吹气球是小朋友经常玩的游戏,利用不同的方法来实现他们熟悉的活动,以展现科学的魅力。图3:会自己充气的气球
结论:在幼儿科学启蒙教育中,目前研究和介绍得较多的是趣味物理实验的引入,而化学实验的引入极少。我们的研究也尚属探索阶段。或许幼儿不会去深究趣味化学实验的科学原理,但只要抓住了幼儿的眼球,不断激发出他们与生俱来的强烈的好奇心,以自然的美妙和科学的神奇引导他们去发现和感受周围的世界,那么一颗颗热爱科学的心灵便会在可爱的孩子胸中升腾。