海底火山爆发科学小实验(海底火山爆发小实验教案)

 

打雷时一定要拔掉电源，以免造成电器零部件短路引起火灾。

艾叔在好多平台都看到有些STEM教育机构用大量的所谓科学小实验来教孩子学习STEM知识。其中一个人气比较旺的课题是用曼妥思加可乐来像孩子展示火山喷发的原理。而我认为这个实验设计和它对接的学科之间出现了严重脱节，这个实验误导了孩子和家长STEM教育的本质。

真实的火山爆发

曼妥思可乐火山实验大家应该都能想到，就是一颗曼妥思薄荷糖被扔进装有可乐的小口容器内，产生激烈的化学反应，看起来就像是火山喷发一样。然而这种现状与真实的火山爆发并不相同。

火山爆发的成因是地球内部温度和密度不均匀，当地心高温物质上升到地球浅部时，由于压力减小而发生部分熔融。当岩浆囊的压力大于地层的压力时，岩浆就会沿着断层或薄弱的地方冲破地壳，造成火山爆发。

而曼妥思与可乐发生激烈反应的原理是曼妥思里含有一种叫做阿拉伯胶的化学物质，它遇到含碳酸盐成分的可乐后，使水分子的表面张力更易被突破，会以惊人的速度释放更多二氧化碳，由于反应剧烈，产生的气体让可乐喷出很高。年纪较小的孩子会误以为真的火山就是可乐和曼妥思造成的，或者同样的机制造成的。

想象一下，下一次孩子看到新闻里的火山喷发时，会不会觉得是有人往火山里扔了一颗曼妥思？

虽然都是喷发，但是这两种喷发从物理角度或者化学角度都没有可比性，只或许在视觉上有一定的相似性。这个实验偏离和误导了孩子对于火山喷发成因的理解，用这个实验来做所谓STEM教学，更是对STEM教学的误解。

STEM 教育的核心在于培养学生的STEM元认知能力，即培养学生认识STEM、认同STEM，并保持对未来从事STEM 相关领域工作的持久认同，好奇心和学习能力。STEM在学前和小学阶段的教育绝不仅是对STEM具体知识点，或具体技能的掌握，而是一种跨学科的思维方式和学习方法。

把严谨的学术概念和真实世界相结合，运用STEM各学科方法观察实际生活中的现象，带入STEM 思维模型框架中进行分析，通过老师的教学设计有针对性的学习现象当中的知识点，然后带回具体情境，提供解释或解决方案的过程，是典型的从实践中来，到实践中去的过程。其强调各学科领域知识的相互联系、相互作用。

那是不是曼妥思可乐就对孩子毫无教育意义呢？显然不是！曼妥思可乐是一个化学反应，而且曼妥思和可乐都是日常生活中随处可见，经常吃的东西 – 对，为什么不做成一个医学STEM知识点呢？想象一下，如果一个人吃曼妥思的时候喝可乐，会发生什么？

【实验前说明】

1. 真实生活中亲自尝试吃曼妥思和可乐会对我们的健康造成很大伤害，因此为了保护自己，我们不能用自己的身体来尝试（STEM教育：在安全的环境中开展STEM学习）

2.引入模型的概念。在我们的生活中，有时候我们需要学习和观察的物体太大，比如高楼，大桥，或者太小，比如我们的头发，树叶里的细胞，或者我们自己看不到，比如我们自己的眼睛，又或者是太危险，比如曼妥思可乐，这时我们就需要动手做一个模型来模仿这个学习对象。（STEM教育：建模）

3. 准备一个小密封袋，几粒曼妥思，一瓶没有开封的可乐。

【实验中】

烤箱加热管是间接性工作的，不一定常亮，发热管能加热就是正常的。

1. 安排孩子站到离实验地点至少1米远的安全区

2. 把几粒曼妥思放入密封袋，加入少许可乐，迅速封口

3. 实验人员快速退至安全区内，观察实验效果

超声波美容仪有用吗有危害吗？爱美对于女性来说，仿佛就像是天性一样，而且随着现在科学技术的不断推进，美容护肤的技术也在不断的创新，有人就通过超声波美容仪器进行瘦身和美白以及改善皮肤的质量。

4. 请孩子填写实验观察表，记录他们所观察到的现象

【实验后引导】

1. 你看到了什么？（科学描述的语言能力培养）

2. 形容一下你看到了什么？（丰富语言表达能力）

3. 可乐和曼妥思能一起吃吗？为什么？（联系生活实际）

4. 如果一起吃了，后果会是什么？（分析和推演）

5. 生活中还有哪些饮料和可乐一样？这些饮料能在吃曼妥思的时候喝吗？为什么？（扩大应用场景）

6. 生活中还有哪些食品/糖果和曼妥思一样？这些食品/糖果能和曼妥思一起吃吗？为什么？（扩大应用场景）

7. 如果一个人不小心同时吃了曼妥思喝了可乐，他/她可能会有什么感觉？你应该怎么做可以帮助他/她？（学科交叉，医学/急救知识）

其实，STEM实验只是学习过程的一个探究手段，实验本身并不是目的。实验过程中孩子们的思考、总结、归纳，比实验本身更为重要。没有这些，实验的价值是无法体现的。因此，STEM教育必须让孩子透过实验探究到科学本质，不断成长。

质子交换膜是燃料电池的核心部件，简化来说，就是一种厚度在50~180μm的薄膜，是催化剂的基底。质子交换膜的重要特征就是只允许氢离子通过，不容许氢气及电子通过。