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为期 6 周的科学课程

科学实验

六周的动手实验,学生学会像科学家和工程师那样思考:提出问题、检验想法,并解释自己的发现。

年龄
2-4 年级
时长
6 周
每周
45-60 分钟
所需
厨房用品

无需实验室、无需电脑,也无需任何科学背景。

学生们在 Avanza STEM 工作坊上动手做科学实验

每一周都是一个能在厨房餐桌上完成的真实实验。

先看一看

你将要做的这类科学

真实的反应、真实的一片狼藉、真实的结果,而不是练习单。这些实验来自 Avanza 的课程,以及与本课程配套的项目。

  • 小苏打和白醋做的火山喷出橙色泡沫

    第 2 周化学:把两种安全的材料混在一起,看着一种全新的气体出现。

  • 双手挤压由玉米淀粉和水调成的欧不裂

    第 3 周物质:一种你一打它就像固体、一松手就像液体的黏糊。

  • 大象牙膏实验中,一柱高高的泡沫从瓶子里喷出

    反应可以又快又多泡,而一旦知道原因,一切都能解释得清清楚楚。

这门课的目的

让孩子不再靠猜,而是开始探究

学生像真正的科学家那样学习科学:先提出一个问题、做出预测、进行公平实验、仔细观察、用证据解释发生了什么,然后再改进自己的实验或设计。每一周都是一个用便宜的日常材料(纸、小苏打、冰、玩具车、种子)完成的实验,配上一个重要的科学理念。课程从科学家和工程师如何思考讲起,经过化学、物质、力和机械,最后落到生物与生态系统。

  • 帮助学生把科学看作他们亲手去做的事,而不只是拿来读的东西。
  • 养成检验想法、而不是靠猜的习惯。
  • 用二到四年级孩子能听懂的话,讲授真实而准确的科学理念。
  • 展示科学家和工程师如何用同一个循环去弄清事情、把东西做得更好。

方法

每一周都遵循同一个循环

这是真正的科学家所用的循环。没有人指望第一次就完美:你先预测、再实验、看看会发生什么,然后改进。

  1. 提问

    先提出一个关于会发生什么的真实问题。

  2. 预测

    做出一个有根据的猜测,并在实验前写下来。

  3. 实验

    进行一次公平实验,每次只改变一个条件。

  4. 观察

    仔细观察,记录真正发生了什么。

  5. 解释

    用你的证据说明它为什么会这样。

  6. 改进

    改动一处再实验一次,学到更多。

到最后

六周之后你的孩子能做到什么

六周里你做了真正的科学。你让一架直升机慢慢落下、用自己制造的气体吹起气球、让冰更久不化、让小车冲下斜坡、搭出一台机械或一座塔,还养大了一株活物。每一次你都用了同一个循环:提问、预测、做公平实验、仔细观察、用证据解释结果,再改进你的作品。这个循环正是科学家和工程师每天在用的,如今你也能把它用在任何你想探究的问题上。

  • 提出一个科学问题,并在实验前做出预测。
  • 每次只改变一个条件,进行一次公平实验。
  • 仔细观察,用文字、数字或图画记录结果。
  • 用证据解释某件事为什么会发生。
  • 看到结果后,改进一个实验或一个设计。
  • 解释化学反应、物质状态、力与摩擦、简单机械,以及生物需要什么。

采购清单

你需要的一切,按周列出

所有材料都很常见、成本低,而且任何一周都只需一小把,所以边做边凑就行,不用一次全买齐。

第 1 周

像科学家和工程师一样思考

  • 2 张纸
  • 剪刀
  • 一把尺子
  • 几个回形针
  • 一个计时器或手机秒表
  • 一个可以安全放手让东西落下的地方,比如站在椅子旁(要有大人在场)

第 2 周

化学反应

  • 1 汤匙小苏打
  • 大约半杯白醋
  • 一个气球
  • 一个空的塑料水瓶
  • 一个小漏斗,或用一张纸卷成漏斗
  • 一个量勺

第 3 周

物质状态与材料

  • 3 个或更多同样大小的冰块
  • 小杯子或容器,每种材料一个
  • 用来测试的材料:锡箔、棉花或袜子、纸巾、泡沫或塑料袋
  • 一个盘子或托盘来接融化的水
  • 一个计时器

第 4 周

力、运动与摩擦

  • 一辆玩具车或任何会滚的东西
  • 一块木板或硬纸板做斜坡
  • 几本书用来垫高斜坡
  • 一把卷尺或尺子
  • 用来测试的表面:光地板、毛巾、砂纸和锡箔
  • 用来把表面固定平整的胶带

第 5 周

简单机械、结构与稳定性

  • 做机械用:一把尺子加一支铅笔当杠杆,或一个线轴加一根绳当滑轮
  • 用来抬起的小重物,比如一叠硬币或一个小玩具
  • 做结构用:卡片、吸管或手工棒
  • 胶带
  • 一把尺子
  • 用来测试承重的硬币或垫圈

第 6 周

生命科学与生态系统

  • 几颗干豆子或生长快的种子
  • 透明杯子或可重复封口的塑料袋
  • 纸巾
  • 一个有阳光的窗台和一个像橱柜那样的黑暗处
  • 一个用来每天记录所见的本子

小提示

不用一次备齐所有东西,每周只用到一小把材料,而且大多数周都列出了手边没有的东西的替代方案。

开始之前

用大白话说安全

这些实验是安全的,几个小习惯能让它们一直安全。每一周都会在课程页面上补充自己的具体注意事项。

  • 每个实验都要有大人在旁边。
  • 绝不要品尝或吃实验材料,即使是小苏打或种子这类食物也不行。
  • 让液体远离脸和眼睛,洒了要马上擦干,免得有人滑倒。
  • 每个实验后都要洗手。
  • 递剪刀时手柄朝前,并把剪刀放在桌面上。
  • 如果有护目镜就戴上,尤其是做白醋反应时。
  • 只使用安全的日常家用材料。

要有大人在旁边

一起做实验,看管好水、白醋和剪刀。本课程不使用任何热源、明火,或在超市买不到的化学品。

写给大人

你不需要科学背景

你的任务不是知道答案,而是把材料摆出来、提出好问题。以下就是让每一周顺利进行的关键。

  • 提前浏览本周内容,开始前把那一小份材料清单摆出来。
  • 让孩子在实验前写下预测。猜错是有用的信息,而不是错误。
  • 多问"你注意到了什么?"和"你觉得为什么会这样?",而不是直接给答案。
  • 每周安排大约 45 到 60 分钟。第 6 周的种子实验还需要每天快速查看一下。
  • 一起做实验,看管好水、白醋和剪刀。
  • 进度会保存在这个浏览器里。没有账号、无需登录,也不用付费。

终点线

完成这门课

第 6 周之后

你会像科学家和工程师一样思考了

在六周里,你做的是真正的科学。你让一架纸直升机慢慢降落,用自己制造的气体吹起了气球,让冰块保持更久不化,让小车沿斜坡飞驰,搭出了一台机械或一座塔,还养活了一个生命。每一次,你都用了同一个循环:提出问题、做出预测、进行公平测试、仔细观察、用证据解释结果,并改进自己的作品。这个循环正是科学家和工程师每天都在用的,现在你也可以把它用在任何你想到的问题上。

先走完六周,再回到这里做课程反思。

回顾与反思

  • 哪个实验最让你意外,为什么?
  • 哪一个预测最后是错的?「错了」这件事教会了你什么?
  • 你在日常生活的什么地方见过这些科学概念之一?
  • 如果可以重做一个实验来检验新的东西,你会改什么?

继续探索

  • 挑出你最喜欢的一周,为它设计一个全新的公平测试。
  • 把一个实验教给家里人,并解释它为什么会这样。
  • 开一本科学笔记,写下你接下来想检验的问题。
  • 试试相关项目,比如做一座小苏打火山。

准备好做第一个实验了吗?

从"像科学家和工程师一样思考"和"纸直升机落体测试"开始,然后按适合你的节奏学完全部六周。