纸杯里的科学梦

◎山东省临沂龙腾小学 王克伟 李蕾蕾

“纸杯里的科学”是我们学校独创的活动，以“玩创”为理念，以学校的吉祥物龙龙、腾腾的对话导入，设计了一系列简单、有趣的小实验，通过准备器材、体验操作、分析原理、拓展思维等环节让学生认识纸杯，感知纸杯里的科学。

一、纸杯里的声音科学

声音是由物体振动产生的。为了验证声音的存在，了解声音的大小变化，教材中的实验用到了沙石、钢尺、鼓、音箱等器材。用纸杯巧妙地代替这些器材，能大大降低学生实验的门槛，因此，我们设计了“纸杯里的声音科学”活动，这项活动包括“土电话”“纸杯母鸡叫”“扩音器”“小牛爱唱歌”等4个子活动，从声音的产生到声音的大小变化，内容层层递进。

纸杯母鸡叫

我们先在纸杯底部打孔，再将毛线系在牙签中间，接着把毛线和牙签放入纸杯，将毛线从纸杯底部的小孔穿出，然后将浸湿的A4纸对折两次，夹住毛线往后拉拽。毛线受力产生振动，我们可以听到纸杯内发出声响。

A4纸被浸湿后夹住毛线，与毛线的摩擦力增大。我们用力拉毛线会使毛线产生振动，从而使与毛线相连的牙签、纸杯以及杯内空气一起振动，发出类似母鸡“咯咯”的叫声。

在学生充分了解声音产生的原理后，我们又通过拓展延伸让学生感知摩擦力在生活中的应用。例如，机器运转时会产生摩擦，造成能量损耗，可以使用润滑油减少机器的摩擦。

二、纸杯里的空气动力学

学生在探究风的形成、热气球上升的秘密等时需用到可乐瓶、火柴、蚊香、蜡烛、抹布、螺母等材料。用纸杯替代这些材料，能节省实验准备时间，提高实验效率。

我们设计的“纸杯里的空气动力学”活动，包括弹跳纸杯、纸杯降落伞、小陀螺、气球动力小车等4个子活动，让学生在学习知识的同时探索空气的奥秘。

弹跳纸杯

我们找来两个纸杯，其中一个纸杯用保鲜膜封口，并在保鲜膜上开一个与纸杯底部一样大的圆孔。将另一个纸杯放入封有保鲜膜的纸杯中时，因为封有保鲜膜的纸杯内有一定量的空气，所以这个纸杯会弹起，说明压缩的空气具有一定的弹性。

接着，我们引导学生撕掉保鲜膜，再轻轻地将两个纸杯叠在一起，对着纸杯连接处吹气，上面的纸杯会自动弹跳。这是因为纸杯连接处的空气流动速度加快，气压减小，而纸杯下方的空气流动速度慢，气压大，就把上面的纸杯往上推，这就是著名的伯努利原理。

三、纸杯里的技术设计

小学科学课本里有技术与生活、电的本领、制作小台灯等知识，学生需要领悟技术设计在科学中的应用。

我们利用纸杯设计了“纸杯里的技术设计”活动，其中包含节能小手电、七彩小台灯、趣味甩干机、小风扇4个子活动，内容从电能、动能到太阳能，层层深入，让学生充分展示纸杯艺术创意。

小风扇

我们引导学生将小风扇叶片、纸杯、小木条等组装在一起，再将太阳能电池板和微型电动机的导线连接在一起，太阳能电池板将太阳能转化为电能，驱动微型电动机转动，使其带动小风扇叶片转动。纸杯是小风扇的底座，我们让学生在纸杯上绘制多彩图案，将技术和设计巧妙结合，培养学生的创新能力。

四、纸杯里的航空科学

小学科学课本里有不少关于太空探秘、航天飞行器的相关知识，这些与学生的实际生活相距较远，仅仅通过图片、视频无法激发学生的探究兴趣。

我们设计的“纸杯里的航空科学”包含了弹力小火箭、纸杯飞行器、直升机、纸杯滑翔机4个子活动。学生通过制作不同的纸杯航天模型，了解其中的科学原理，提升动手能力和创造能力。

弹力小火箭

我们将橡皮筋剪成等长的两段，把橡皮筋的两端都系在小木棒上，再把它们固定在纸杯口下方的杯壁上，使橡皮筋在纸杯中呈“十”字形。然后在纸杯口下方贴上火箭装饰物，并涂上自己喜欢的颜色，这个纸杯则为“火箭杯”。

我们将另一个纸杯制作成“火焰杯”。将“火箭杯”套在“火焰杯”杯底，用力往下按，“火箭杯”在压力的作用下向上冲。

橡皮筋具有弹性。当受到外力作用时，橡皮筋发生形变，从而产生弹力，“火箭杯”就被弹出去了，受力越大，离地距离越远。简易的火箭模型制作让学生对航空航天产生了浓厚的兴趣。

纸杯是生活中常见的物品，具有成本低、易获取的特点，我们以纸杯为材料设计了一系列有趣的科学实验，涵盖了声音科学、空气动力学、技术设计、航空科学等方面的内容，拉近了科学与生活的距离，提高了学生的动手能力和思维能力，真正做到了让学生学在其中、乐在其中。