關于科學學習,我們分享過一篇文章——《國外孩子的STEM學習方法》所謂STEM教育,是指科學Science、技術Technology、工程Engineering、數學Mathematics,它強調培養(yǎng)孩子的科學探索、實證研究及解決問題的能力。
其實“科學”沒有我們想象地那么遙遠,它就藏在我們生活的方方面面。孩子的學習科學,更多是為了激發(fā)并保護他們對這個世界的好奇心。
但書本上歸納出來的知識點,大部分都比較枯燥,很少有孩子能足夠耐心地看完,如果只是死記硬背,沒辦法融會貫通,變成思維方式。即使真的能解決問題,也只能按部就班,很少會有創(chuàng)新,這種僵化的思維方式,是學習科學最忌諱的。
2001年諾貝爾物理學獎得主卡爾·威曼教授認為,“要學好科學,學習的過程要足夠有趣,參雜很多生活情景,激發(fā)孩子的好奇心,讓孩子從探索中找到知識的樂趣,才能真正激發(fā)他們的內驅力?!?/p>
今天,學院君就和大家分享一檔目前在日本很流行的科普節(jié)目,這部片子日本父母用它來開發(fā)孩子左右腦思維,讓孩子收獲科學知識的同時,還收獲創(chuàng)意靈感,——《獻給未來的科學家》
由日本國立材料研究所(NIMS)監(jiān)制,以材料的物理特性為切入點,每集都會介紹一種特殊的材料,把科學知識變成一系列可視化的創(chuàng)意,讓人們印象中晦澀、無趣的科學變得極有意思,引領孩子用不同的方式看待世界,并從新的角度思考觀察到的事物,為孩子打開一扇平時難以理解的新領域的大門。
每次介紹完材料的特性之后,節(jié)目組都會設計一個小實驗,然后讓孩子根據前面的知識點,猜測接下來會發(fā)生的事情,這樣能更好地讓孩子把知識融會貫通,而不是只學會別人歸納出來的“死”知識。
接下來,學院君就挑幾種特別有趣的材料和大家分享。
看不見的玻璃
在《看不見的玻璃》這一期里,節(jié)目組用實驗來證明,在某種條件下,透明的玻璃會消失不見。
首先,準備好一份混合油和一塊玻璃板,然后把玻璃板放入混合油中,我們很驚訝地發(fā)現,這塊玻璃板消失在混合油里,下半截看不見了!
這時候,如果用夾子夾住玻璃板,然后放進混合油中,看上去就像只有夾子在水中浮著。
究竟是什么原因會導致這種神奇的現象呢?原來,混合油和玻璃板的折射率是一樣的,在油和玻璃的邊界,光線不能被折射,直接就通過了,玻璃板看起來才會像“隱形”了。利用這個原理,節(jié)目組在一個大水槽里面,設置了一個多米諾骨牌一樣的裝置。
其中部分的零件就是用玻璃板制成的,
然后用之前的混合油把水槽裝滿,游戲就開始了——將玻璃珠從左上角的軌道放下,會發(fā)生什么事情呢?可以先讓孩子猜一猜,再接著往下看。
果真,和前面的一樣,玻璃球就像消失在水里一樣,但它確實還在繼續(xù)運動。通過鏡頭,我們可以看到,“隱形”的玻璃球推開擋板向前運動,
然后推著圓柱體走過“隱形”的樓梯,把“隱形”的多米諾骨牌推倒......
用物理原理做出來這樣不可思議的裝置,真的太有意思了。
一種碰到水不會“濕”的材料
不知道大家有沒有觀察過,下雨時,雨滴落在葉子上的樣子。如果你有認真觀察過,就會發(fā)現,雨水會形成一滴滴小水珠,從葉子上滑落。我們可以用芋頭的葉子來實驗一下,水滴確實會從葉子的表面滑動并灑落。
這是因為,芋頭的葉子有很強的疏水性,水滴能形成漂亮的小水珠。模仿這種疏水性原理,可以制作成我們日常用到的防水材料。一般來說,普通玻璃具有親水性,當水碰到普通玻璃的時候,就會變成這樣,
當水碰到防水材料時,則會變成小水珠。
(疏水:使水滴聚集的性質;親水:水無法聚集起來的性質)
利用這種疏水性,還可以制作“滴液傳輸”,這種斜坡向上的運輸方式,將來還會在醫(yī)療方面有更多的運用。
從自然構思所得并應用于科學技術里,再加上新的想法,就可能會誕生很多新事物,為人類的進步做出更多的貢獻。
物質還能有記憶?
看到這個詞,可能孩子會很好奇,到底什么是“形狀記憶物質”?其實很簡單,它就是在某種特定溫度下,具有恢復到制定形狀的性質的物質。通過以下這些實驗,孩子們會更清晰地了解這種物質。比如,用形狀記憶合金做的金屬絲,它“記住”了自己伸直的狀態(tài)。即使把它變得彎曲,
只要放到60度以上的水里,它就會立刻恢復原狀。
再比如,用這種材質制作成的薄片,平時非常堅硬,怎么也掰不動。
但只要泡在熱水里,就會變得很柔軟,還可以用手拉長。
不過,這個變了形的“形狀記憶物質”,只要再給予同等的溫度,就會立刻恢復原狀。
接下來,我們就利用形狀記憶合金制作一個彈簧,它記憶了壓縮到極限的狀態(tài),
然后,我們把它盡可能拉長,掛到實驗臺上,下面吊上小蠟燭,點燃蠟燭之后,會發(fā)生什么事情呢?
原來,點燃的蠟燭可以提供足夠的條件,讓拉長的彈簧恢復到原本的狀態(tài)。
那么,利用這種彈簧制作下面這一個裝置,把鋁制軌道支撐起來。
在軌道裝上“蠟燭車”,軌道的兩端則設有讓車停下來的“擋塊”。這時候點燃蠟燭,把車放在左彈簧下,會發(fā)生什么事情呢?
同樣地,我們先讓孩子猜一猜,再接著往下看。
有沒有猜到結果呢?彈簧一遇到火就會向上縮,軌道的一側會被抬起,小車自然而然就滑向另一邊,如此反復,直到兩根彈簧都恢復原狀。
很多人覺得學習科學,是為了消滅無知,積累知識量,但實際上,科學教給我們的第一件事,就是“我們很無知”,然后才是訓練我們如何面對無知,學著自己一點點地撥開迷霧。它能讓避開生活中的各種謠言,它也能讓你更好地遠離朋友圈的偽科學......更重要的是,它能訓練你冷靜地面對無知,甚至直面無知所帶來的恐懼。
美國天文學家卡爾·薩根曾說:“每個人一出生便具有成為科學家的潛質,每個孩子都擁有類似于科學家對大自然好奇和敬畏的感覺?!笨茖W能給我們的,不只有知識,它更像是一種訓練,給孩子一個不一樣的看世界的角度;它還是一種思維方式,讓孩子從小學會像科學家一樣思考,對萬物保持一種懷疑思辨的態(tài)度,他們眼里的世界就會比別人的更遼闊。
左腦和右腦思維其實不是一分為二的,科學和創(chuàng)意其實互有交集,未來屬于那些擁有與眾不同思維的人,從小培養(yǎng)孩子左腦的理性和右腦的創(chuàng)意,才能讓孩子獲得決勝未來的能力。
本文轉自微信公眾號“少年商學院”,原標題《日本父母鍛煉孩子的左右腦思維,一檔創(chuàng)意科普節(jié)目備受熱捧》。文章為作者獨立觀點,不代表芥末堆立場。
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