破解身边的科学

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  要培养学生创新的科学素养,激发他们对科学的好奇心与学习兴趣,仅仅只停留在课堂上是远远不够的。我们应该让学生多参加课外的实践活动,才能让他们对科学创新有更深刻的认识。
  破解“下火海”之謎
  在一次去杭州动物园春游的过程中,同学们观看到了一场表演,其中“下火海”这个节目引起了大家的注意。大家看到演员把手放在火把上烧,而他的手居然没有烧伤,吞火把的时候也没有烫伤嘴巴。这是怎么一回事呢?
  当时学生就提出了这个问题,我并没有作出解答,而是让他们自己多观察演员的动作,并且多多思考。
  回到学校后,我们就这个问题来到实验室寻找答案。
  首先,同学们观察到那个演员的手一直都是放在火焰下面燃烧,并没有把手放到火把的上面,有学生就想是不是火焰的下面温度比较低呢?通过酒精灯的实验,同学们发现果然火焰的下方即内焰的温度是最低的,所以把手放在火焰下方不容易烧伤,而用口吞火焰时,也是从内焰的位置把火吞入口中的,绝不敢让火把的外焰对着自己的嘴。
  这样的解释就足够了吗?那熄灭火把却没有烧坏嘴巴又是怎么回事呢?
  接下来我做了实验,将一块湿润的布放在酒精中燃烧,然后在酒精快烧完时,扑灭余火,这时大家发现布并没有受损。这是怎么回事呢?
  原来我在酒精中加入了白醋,当酒精烧起来时,白醋和布上的水汽化,吸收大量的热,所以尽管火焰看起来很猛,实际上温度并不高,而布又是处在内焰这个位置,温度低于着火点。所以等火焰快熄灭时把余火拍灭,布还是完好的。
  经过这个实验,同学们终于破解了“下火海”之谜。但是,我最后还是提醒大家千万不要模仿尝试,毕竟那是专业演员的特长。
  220伏的电压真的很危险吗?
  一次科学课上,有同学问我,电真的危险吗?我当时觉得很奇怪,详细询问后得知这位同学在看电视节目时,看到一个人拿着一个灯泡,在220伏电压的作用下,灯泡亮了,而人却没有被电倒,而且后来主持人让二十多个人手拉着手,然后把220伏的电压作用在这些人身上,这些人也毫发无伤。因为同学们一直都被告知电很危险,不能乱摸乱碰,所以这位同学觉得很不可思议。
  在下一次科学课上,我就用实验为同学们做出了解答。我先是将一个灯泡和一个电阻并联在一个220伏电压上,然后用万用电表检测出绝大部分的电流通过了灯泡,而通过电阻的只有几毫安而已。我告诉大家,灯泡的电阻非常小,而另一个电阻却很大,有1万5千欧左右,这相当于一个短路电路,所以才会出现上面的情况。而人的电阻在干燥的情况下,绝对远远高于1万5千欧,而50毫安以下的电流对人来讲是安全的,所以在这种情况下,人是安全的。
  二十多个人手拉手就相当于一个串联电路,二十多人分担了220伏的电压,每个人身上的电压都低于36伏,所以人是安全的。在此,我同样提醒各位,没有专家的指导,千万不能模仿。
  倒扣的水真的会流出来吗?
  有一次实验课引起了大家很大的兴趣。当时我将一个玻璃杯中加满水,杯口放一片塑料片,接着我问大家把杯子倒过来会发生什么?几乎所有的学生都不约而同地回答,水会把杯口冲开而流出来。我让大家再考虑清楚,结果还是这个答案。于是我将杯子倒了过来,结果水并没有流出来,甚至把杯口与水接触的塑料片去掉后,水还是没有流出来。
  第一次水没有流出来,学生想到了是大气压的作用,水受到平衡力作用的结果。而第二次水没有流出来,学生有点懵了。
  原来在杯口,水的表面张力和水分子间的相互作用力,形成一层水膜,这水膜就相当于盖住瓶口的塑料片。我们在实验室中常常用到的胶头滴管,吸满水后,倒过来,水不是也没有流出来吗?这种最常见的操作,却没有引起注意,所以科学素养的培养真的需要从生活入手。
  人哪里去了?
  平时让学生制作一些实物模型,举行科技小制作比赛,也能极大地激发起学生的创新思维。比如让学生制作水火箭、魔镜或地球仪等,学生在开心玩的同时也了解到了其中的科学知识。
  魔镜很值得一提,因为有一年有个魔术团到我们学校来演出,一个女演员藏到了一个箱子的里面,可是一打开箱子,人却不见了。学生百思不得其解,主持人也只是鼓励大家好好学习,学好了科学知识就能探究其中的奥秘了。
  学了平面镜成像规律后,同学们回去制作了一些魔镜,魔镜的关键处是在盒子的中间斜放着一块倾斜45°角的平面镜。从正面看过去,会错误地认为这是一个空心的正方体盒子。当同学从盒子的上端向盒子投入硬币,从正面看,没有看到硬币落入盒子中。硬币哪里去了呢?其实它落到平面镜的后面去了。
  同理,那个女演员就像这钱币一样藏在镜子的后面,而我们的视觉还误以为盒子是空心的正方体。通过这个魔镜的制作,魔术节目中的玄机就变得不再神秘。
  课间玩的陀螺,三月放的风筝,哪个没有隐含着科学知识呢?所以,只要用心地去观察、发现,认真地去思考、探索,这些科学之谜都会乖乖地在你面前得出答案。
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