2014年10月14日 星期二

實驗好好玩:童子尿尿

科學實驗有趣的地方在於控制變因,然而變因很多,怎麼控制呢?這就是科學素養的啟蒙機會,而且會像滾雪球一樣,原來的實驗帶出另一個實驗;上次帶孩子操作一個開孔的水瓶,觀察噴泉與空氣的關係(即壓力),我們討論出「瓶身上孔洞的高低」會影響「水柱噴射的遠近」!所以,接著有「童子尿尿」這實驗。(103-10-14)

像滾雪球一樣,原來的實驗帶出另一個實驗
n     實驗者:低年級13位,合作學習。
n     實驗日期:103516日(五)、22日(四)14:10~14:50
n     實驗說明:飲料瓶身上、下方分別打小孔,貼膠布,裝滿水,手壓瓶口;然後撕開不同部位膠布讓水噴出來,接著用手反覆壓瓶口,觀察兩孔水噴出的情況。
n     實驗器材:飲料瓶、電器膠布,每21份。

像滾雪球一樣,原來的實驗帶出另一個實驗
合作對話是完成實驗最好的策略之一
n     實驗結果討論,5/22摘錄:
       教師:你們剛才在第1孔(上)、第2孔(下)實驗時,發現什麼?
       家○:蓋子蓋著(水)都不會停!
       教師:為什麼?
       :因為空氣會從上面那個洞(第1孔)跑進去,然後往下壓,所以(第2孔)水就會噴出來!
       教師:所以剛才水面比上面那個洞(第1孔)還低是嗎?
       :嗯!
       教師:你們為什麼會覺得是空氣把水壓出來的?
       :因為空氣跑進去的話,然後就會把水噴出來。
       教師:我們剛才做的實驗有沒有證明這件事?
       學生:有!
       教師:我們第一次做實驗時,蓋子還沒打開時水會不會流出來?
       學生:不會!
       教師:那蓋子打開,水會不會流出來?
       學生:會!
       教師:那跟什麼有關係?
       學生:空氣!
       教師:空氣進去就會壓它,水一直流出來,空氣又一直進去,再壓它讓水流出來;你把蓋子蓋起來,空氣就進不去,水流不出來了。
       學生:對!
       教師:那問題來了!一樣是空氣壓它,我們剛才做(兩孔)實驗的時候,為什麼最下面的(孔)噴最遠?愈往上面噴愈近?
       :最上面的它(水)就不會噴!
       教師:但是水會不會流出來?
       :會!
       教師:但是噴不遠,對不對?
       :對!
       教師:那你們知道為什麼嗎?這跟空氣有關係嗎?
       :跟「水」有關!因為愈下面的洞(水)射比較遠。
       教師:為什麼?
       :比較上面的洞,水比較快沒有!(瓶內水位低於孔洞)
       (這實驗同時有水、空氣雙重壓力作用,必須用另一種方式引導思考。)

實驗示範操作與討論
實驗示範操作與討論
n     實驗結果發現,5/22摘錄:
       教師:我這裡有兩個瓶子,一高一低,瓶身下方都有一個開孔。請問,為什麼水不噴了?
       :蓋子沒打開,空氣進不來,要噴(水)就不能噴了!
       :水,下面的(孔)水噴比較遠。
       (教師請學童同時打開2瓶蓋子)
       教師:現在兩個瓶子噴水的狀況如何?
       :矮瓶子打開來,水噴出來是矮的,沒有像大(高)瓶子的水噴比較遠!
       教師:你們的觀察跟他一樣嗎?
       學童:一樣!
       :那為什麼會這樣?
       :因為瓶口不一樣大!
       教師:好,那我們量量看!
       (學童沒有學過「直徑」的概念,於是引導孩子將瓶蓋拆下來比較,或對調栓上去,結果瓶口是一樣大的!)
       教師:我們測出瓶口是一樣大的!因此剛才的推論是無法成立的!還有誰知道?
       (教師把高瓶子的水倒掉些許,使水位高度與矮瓶子的水位高度一樣,然後再實驗噴水。)
       教師:現在水噴出來的情形如何?
       2瓶水的(下)孔噴出來的水差不多遠!
       :只有一點點差距而已。
       教師:為什麼高瓶子倒掉些許水,就會有這樣的結果?
       :因把水倒到(跟矮瓶子)一樣多,噴出來的水就會一樣遠。
       教師:為什麼會這樣?那表示噴水跟「空氣」有關之外,還有跟什麼有關?
       因為原來大瓶的水量比較多,所以噴比較遠;當水量減到跟小瓶一樣,那兩瓶噴水的差距就一些些而已。
       教師:很棒!所以這證明噴水遠近與水量有關囉?
       學童:對!
       教師:所以,當我們實驗一個瓶子,上、下各有1孔的噴水不同遠近時,原因就是跟「水量」有關,「下孔」以上的水比較多,所以噴得遠!而「上孔」以上的水比較少,所以噴不遠!
       (實驗結束) 

「瓶身上孔洞的高低」會影響「水柱噴射的遠近」?
「瓶身上孔洞的高低」會影響「水柱噴射的遠近」?

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