紙杯里的科學夢

◎山東省臨沂龍騰小學 王克偉 李蕾蕾

“紙杯里的科學”是我們學校獨創的活動，以“玩創”為理念，以學校的吉祥物龍龍、騰騰的對話導入，設計了一系列簡單、有趣的小實驗，通過準備器材、體驗操作、分析原理、拓展思維等環節讓學生認識紙杯，感知紙杯里的科學。

一、紙杯里的聲音科學

聲音是由物體振動產生的。為了驗證聲音的存在，了解聲音的大小變化，教材中的實驗用到了沙石、鋼尺、鼓、音箱等器材。用紙杯巧妙地代替這些器材，能大大降低學生實驗的門檻，因此，我們設計了“紙杯里的聲音科學”活動，這項活動包括“土電話”“紙杯母雞叫”“擴音器”“小牛愛唱歌”等4個子活動，從聲音的產生到聲音的大小變化，內容層層遞進。

紙杯母雞叫

我們先在紙杯底部打孔，再將毛線系在牙簽中間，接著把毛線和牙簽放入紙杯，將毛線從紙杯底部的小孔穿出，然后將浸濕的A4紙對折兩次，夾住毛線往后拉拽。毛線受力產生振動，我們可以聽到紙杯內發出聲響。

A4紙被浸濕后夾住毛線，與毛線的摩擦力增大。我們用力拉毛線會使毛線產生振動，從而使與毛線相連的牙簽、紙杯以及杯內空氣一起振動，發出類似母雞“咯咯”的叫聲。

在學生充分了解聲音產生的原理后，我們又通過拓展延伸讓學生感知摩擦力在生活中的應用。例如，機器運轉時會產生摩擦，造成能量損耗，可以使用潤滑油減少機器的摩擦。

二、紙杯里的空氣動力學

學生在探究風的形成、熱氣球上升的秘密等時需用到可樂瓶、火柴、蚊香、蠟燭、抹布、螺母等材料。用紙杯替代這些材料，能節省實驗準備時間，提高實驗效率。

我們設計的“紙杯里的空氣動力學”活動，包括彈跳紙杯、紙杯降落傘、小陀螺、氣球動力小車等4個子活動，讓學生在學習知識的同時探索空氣的奧秘。

彈跳紙杯

我們找來兩個紙杯，其中一個紙杯用保鮮膜封口，并在保鮮膜上開一個與紙杯底部一樣大的圓孔。將另一個紙杯放入封有保鮮膜的紙杯中時，因為封有保鮮膜的紙杯內有一定量的空氣，所以這個紙杯會彈起，說明壓縮的空氣具有一定的彈性。

接著，我們引導學生撕掉保鮮膜，再輕輕地將兩個紙杯疊在一起，對著紙杯連接處吹氣，上面的紙杯會自動彈跳。這是因為紙杯連接處的空氣流動速度加快，氣壓減小，而紙杯下方的空氣流動速度慢，氣壓大，就把上面的紙杯往上推，這就是著名的伯努利原理。

三、紙杯里的技術設計

小學科學課本里有技術與生活、電的本領、制作小臺燈等知識，學生需要領悟技術設計在科學中的應用。

我們利用紙杯設計了“紙杯里的技術設計”活動，其中包含節能小手電、七彩小臺燈、趣味甩干機、小風扇4個子活動，內容從電能、動能到太陽能，層層深入，讓學生充分展示紙杯藝術創意。

小風扇

我們引導學生將小風扇葉片、紙杯、小木條等組裝在一起，再將太陽能電池板和微型電動機的導線連接在一起，太陽能電池板將太陽能轉化為電能，驅動微型電動機轉動，使其帶動小風扇葉片轉動。紙杯是小風扇的底座，我們讓學生在紙杯上繪制多彩圖案，將技術和設計巧妙結合，培養學生的創新能力。

四、紙杯里的航空科學

小學科學課本里有不少關于太空探秘、航天飛行器的相關知識，這些與學生的實際生活相距較遠，僅僅通過圖片、視頻無法激發學生的探究興趣。

我們設計的“紙杯里的航空科學”包含了彈力小火箭、紙杯飛行器、直升機、紙杯滑翔機4個子活動。學生通過制作不同的紙杯航天模型，了解其中的科學原理，提升動手能力和創造能力。

彈力小火箭

我們將橡皮筋剪成等長的兩段，把橡皮筋的兩端都系在小木棒上，再把它們固定在紙杯口下方的杯壁上，使橡皮筋在紙杯中呈“十”字形。然后在紙杯口下方貼上火箭裝飾物，并涂上自己喜歡的顏色，這個紙杯則為“火箭杯”。

我們將另一個紙杯制作成“火焰杯”。將“火箭杯”套在“火焰杯”杯底，用力往下按，“火箭杯”在壓力的作用下向上沖。

橡皮筋具有彈性。當受到外力作用時，橡皮筋發生形變，從而產生彈力，“火箭杯”就被彈出去了，受力越大，離地距離越遠。簡易的火箭模型制作讓學生對航空航天產生了濃厚的興趣。

紙杯是生活中常見的物品，具有成本低、易獲取的特點，我們以紙杯為材料設計了一系列有趣的科學實驗，涵蓋了聲音科學、空氣動力學、技術設計、航空科學等方面的內容，拉近了科學與生活的距離，提高了學生的動手能力和思維能力，真正做到了讓學生學在其中、樂在其中。