每经编辑｜陈春怡    

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当(dang)冰块遇(yu)上牛奶，一(yi)场(chang)“冻(dong)”感十(shi)足(zu)的科(ke)学派对拉开帷幕！

亲(qin)爱(ai)的爸爸(ba)妈(ma)妈们，您是(shi)否(fou)常常苦恼于(yu)如何(he)让孩(hai)子(zi)们在玩乐中(zhong)学习(xi)？在屏(ping)幕(mu)时(shi)代(dai)，如(ru)何引导他(ta)们对科(ke)学(xue)产(chan)生(sheng)浓厚(hou)的(de)兴(xing)趣，而(er)不(bu)是(shi)沉迷(mi)于虚(xu)拟(ni)世(shi)界？今天，我(wo)将带您(nin)开启一(yi)场充满惊喜(xi)的(de)家庭科学(xue)实(shi)验(yan)之(zhi)旅，主角是再(zai)寻常不过的冰块(kuai)和(he)牛(niu)奶(nai)。别小(xiao)看它们，当它(ta)们(men)碰(peng)撞在(zai)一起，就(jiu)能变幻(huan)出(chu)令人惊叹(tan)的(de)科学魔(mo)法！

想象一下，在(zai)周末的午(wu)后(hou)，阳(yang)光透(tou)过(guo)窗(chuang)户洒进客(ke)厅，空气中(zhong)弥漫着温(wen)馨的(de)气息(xi)。您和(he)孩子(zi)一(yi)起，准备一(yi)些(xie)简单(dan)的材(cai)料：一(yi)块冰箱(xiang)里拿出(chu)的冰(bing)块(kuai)，一杯温(wen)热(re)的牛奶（不必(bi)太烫(tang)，温(wen)温(wen)的就(jiu)好），还有一(yi)个小(xiao)碟子。是(shi)不(bu)是很(hen)简单(dan)？但(dan)接(jie)下来(lai)的(de)景象，绝对会(hui)让孩子们的(de)眼(yan)睛(jing)闪闪发光。

冰(bing)块的“冻”人(ren)魔力(li)——探索温度(du)与状(zhuang)态的(de)变(bian)化(hua)

我们(men)先从(cong)冰(bing)块(kuai)开(kai)始(shi)。当(dang)冰块(kuai)触(chu)碰到(dao)温热(re)的牛奶，会(hui)发生(sheng)什么(me)呢？孩(hai)子(zi)们(men)的答(da)案可(ke)能会(hui)五花八门(men)：会融化？会(hui)变(bian)冷？会变成好喝的(de)牛奶冰(bing)淇淋？这(zhe)些都是可能(neng)的，但我(wo)们今天要(yao)深入挖掘的是(shi)它们(men)背(bei)后(hou)的科学原(yuan)理(li)。

“冰(bing)”入正轨：融(rong)化的(de)奥秘(mi)让孩子观察冰(bing)块在(zai)牛(niu)奶(nai)中的(de)变化。冰(bing)块(kuai)会慢(man)慢变小(xiao)，最(zui)终消(xiao)失。这(zhe)是(shi)什(shen)么原(yuan)因呢？我们可(ke)以(yi)引导(dao)孩子(zi)思考(kao)：为什(shen)么(me)冰块会(hui)融化？它从(cong)哪里(li)获(huo)得(de)了能量？是(shi)的，是来自温(wen)热(re)的牛奶。当(dang)冰块(kuai)吸收了(le)牛奶的(de)热量(liang)，它的分子运动就会(hui)变得更加活跃，从固(gu)态(tai)的“紧密排列(lie)”转变为(wei)液态的(de)“自由(you)流(liu)动”，这就是我们常说的(de)“融化”。

您(nin)可以趁(chen)机引(yin)入“相(xiang)变”的(de)概念，解释(shi)物质(zhi)会因(yin)为温(wen)度的(de)变化而改(gai)变形(xing)态(tai)，就(jiu)像(xiang)变魔术(shu)一样。

“牛(niu)奶浴”下(xia)的(de)冰(bing)：温(wen)度的(de)传递在(zai)冰块融化(hua)的(de)过程中，牛(niu)奶(nai)的温度也(ye)在发生变(bian)化(hua)。孩子可以用(yong)小(xiao)手指轻轻触(chu)碰一(yi)下（确(que)保牛奶不会(hui)太烫），感(gan)受它(ta)是(shi)否变得凉爽了一(yi)些。这便是(shi)“热传(chuan)递(di)”的直观(guan)体(ti)验(yan)。热量(liang)总(zong)是从温(wen)度高的地(di)方(fang)传(chuan)递到温度低的地(di)方，就像(xiang)您(nin)把手放(fang)在(zai)热炉(lu)子上(shang)会感觉烫一(yi)样(yang)，冰块吸收了牛奶的(de)热量，所以(yi)牛(niu)奶(nai)就变凉(liang)了(le)。

我们可(ke)以(yi)讨(tao)论，如果用更大(da)量的(de)冰块，牛(niu)奶会变得多(duo)凉？如(ru)果用(yong)更(geng)热的牛(niu)奶，冰(bing)块会融化(hua)得(de)更(geng)快吗(ma)？这(zhe)些都是可(ke)以(yi)引(yin)导(dao)孩子(zi)去设(she)想和验证(zheng)的(de)“小实验(yan)”。

“沉”与“浮”的(de)哲学(xue)：密度的小(xiao)课堂(tang)有趣的是(shi)，有时(shi)候我(wo)们会发(fa)现(xian)，冰(bing)块似(shi)乎没有(you)立刻(ke)完(wan)全沉入(ru)牛奶(nai)底(di)部(bu)，而(er)是(shi)会在(zai)某个位(wei)置“停顿(dun)”一下，甚至偶(ou)尔(er)会漂浮(fu)。这(zhe)又是什么原因(yin)呢？我(wo)们可以解(jie)释“密度(du)”的(de)概念。密度是指单位体积物(wu)质的质量。当冰块(kuai)融化(hua)成水时(shi)，水的密(mi)度(du)会比冰的密度(du)稍大一(yi)些。

不(bu)过，这(zhe)更(geng)多地是(shi)关于(yu)冰块在融(rong)化过程中的受(shou)力平(ping)衡。更直接的观(guan)察(cha)是(shi)，当冰(bing)块(kuai)完全融化(hua)后，它会(hui)变成一滩(tan)水，通(tong)常会(hui)比牛(niu)奶“稀”一(yi)些，所以(yi)我们会觉(jue)得它在密(mi)度上有所(suo)不同。但这(zhe)里更(geng)精(jing)彩的观察是(shi)，如果(guo)您观(guan)察融(rong)化过程(cheng)中(zhong)，冰块(kuai)周围(wei)的牛奶颜(yan)色似(shi)乎有些变(bian)化，这(zhe)是(shi)因(yin)为冰块在(zai)融化时，会(hui)带走一部(bu)分牛(niu)奶中的热(re)量，导(dao)致周围的(de)牛奶温度(du)降低(di)，分子(zi)运动(dong)变慢，这会(hui)影响(xiang)其(qi)“透(tou)明度(du)”或“扩散(san)性(xing)”，形(xing)成(cheng)一些(xie)肉(rou)眼(yan)可见的(de)细(xi)微纹(wen)理(li)。

“白(bai)”雪公主的传说(shuo)：视(shi)觉的(de)惊(jing)喜当(dang)冰(bing)块(kuai)在牛奶中(zhong)融化时(shi)，您可能(neng)会注意(yi)到(dao)，冰(bing)块(kuai)周围的牛(niu)奶似乎变(bian)得(de)更(geng)加(jia)“乳(ru)白”或“浑浊(zhuo)”了一(yi)些。这是因为冰(bing)块(kuai)在冰箱里可(ke)能(neng)带有(you)一些空(kong)气(qi)或杂质(zhi)，融化(hua)时会释放出来(lai)，与牛奶混(hun)合。或(huo)者，更简单的解(jie)释是，冰(bing)块(kuai)表面(mian)的微小裂缝和(he)不规(gui)则(ze)形状，在(zai)融化(hua)时会与(yu)牛(niu)奶产生(sheng)更多的(de)接触面，形成一些(xie)临时(shi)的(de)细微乳化效果(guo)，让(rang)局(ju)部看(kan)起(qi)来(lai)更白。

您(nin)可以(yi)引(yin)导(dao)孩(hai)子去比(bi)较冰块刚(gang)放进去(qu)时和(he)完全融化后的(de)牛奶(nai)清澈度的(de)差异(yi)。

通(tong)过(guo)这样(yang)一(yi)个(ge)简单(dan)的冰(bing)块融化(hua)实(shi)验，我(wo)们不(bu)仅(jin)让(rang)孩子(zi)体(ti)验(yan)了(le)温度(du)变(bian)化、热传(chuan)递(di)、相变(bian)等基础(chu)科学(xue)概(gai)念，还培(pei)养了他(ta)们的观(guan)察能力(li)、分析(xi)能力和语(yu)言(yan)表达能(neng)力。每(mei)一次(ci)的“为(wei)什么(me)”都是一次(ci)宝贵的学习(xi)机会，而(er)每(mei)一次成(cheng)功(gong)的(de)“我明白了(le)”都(dou)是(shi)一次巨(ju)大的知识积累。别(bie)忘了，在实(shi)验(yan)过(guo)程中(zhong)，鼓(gu)励孩(hai)子用自(zi)己的语言(yan)描述(shu)他们(men)看到的一(yi)切，哪怕是稚(zhi)嫩(nen)的词(ci)汇(hui)，也是他(ta)们理(li)解和(he)探索(suo)世界(jie)的独(du)特方(fang)式。

棉(mian)签(qian)的“画(hua)”笔(bi)与牛(niu)奶(nai)的(de)“画(hua)布(bu)”：激(ji)发孩(hai)子(zi)无限创造(zao)力的(de)科学(xue)艺术！

在品味了(le)冰(bing)块带来的“冻(dong)”感科(ke)学(xue)之(zhi)后，让我们(men)换一(yi)种更加(jia)轻盈、更加富有(you)艺(yi)术气(qi)息的(de)探索方式(shi)。这(zhe)次，我们(men)的主角依(yi)然是(shi)牛奶，但将携手(shou)另(ling)一位(wei)意想不到(dao)的嘉宾(bin)——棉签(qian)。当脆(cui)弱的(de)棉签(qian)遇上(shang)温润的牛奶(nai)，一(yi)场(chang)关(guan)于表面(mian)张力的奇妙画(hua)卷即将(jiang)展开，这绝(jue)对(dui)是(shi)激(ji)发(fa)孩子(zi)无(wu)限想象力和创造(zao)力的绝佳机会(hui)！

“湿(shi)”身变“魔法”：牛(niu)奶(nai)的(de)表面张力(li)初体验准备一(yi)些干净(jing)的(de)棉签(qian)，一杯(bei)新鲜的牛(niu)奶(nai)（这(zhe)次不需要(yao)加(jia)热(re)，常(chang)温(wen)即可(ke)），还有(you)一个(ge)浅而(er)宽的(de)盘子。让孩(hai)子用(yong)棉签轻轻(qing)蘸(zhan)取一(yi)些(xie)牛(niu)奶(nai)，然(ran)后(hou)尝试在盘(pan)子的空(kong)白牛奶(nai)“画(hua)布”上(shang)画(hua)画。您(nin)会(hui)发(fa)现，棉签在(zai)牛(niu)奶(nai)表(biao)面滑动(dong)时，会留下浅浅(qian)的印(yin)记，但(dan)这些(xie)印记似乎(hu)并不(bu)容易扩散，或者(zhe)说(shuo)，牛(niu)奶表(biao)面有(you)一(yi)种(zhong)“韧性(xing)”，能(neng)够(gou)“托住”棉签(qian)留下(xia)的痕(hen)迹(ji)。

这便是(shi)“表(biao)面(mian)张(zhang)力(li)”在(zai)作祟！

您可以这样(yang)解释：牛奶(nai)的表(biao)面就像一(yi)张非(fei)常非常(chang)薄的、有(you)弹性(xing)的(de)“网(wang)”。网(wang)上(shang)的每个(ge)“节点”（也(ye)就是牛奶的分(fen)子）都(dou)相(xiang)互(hu)吸引(yin)着，让(rang)这张“网”绷(beng)得很紧(jin)。当棉签(qian)轻轻(qing)划过时，它(ta)会暂时破(po)坏这层“网(wang)”的连(lian)续性(xing)，但(dan)周围的分子(zi)又会(hui)立刻“拉(la)拢”过来，努力让这(zhe)张“网(wang)”恢复原(yuan)状(zhuang)。

这(zhe)就(jiu)是为(wei)什(shen)么(me)牛奶(nai)表面看起(qi)来“滑滑的(de)”，好(hao)像有(you)一(yi)层(ceng)看(kan)不见(jian)的“保(bao)护(hu)膜(mo)”。

“点”石(shi)成“金”：用棉签“滴(di)”出惊(jing)喜(xi)现(xian)在，让(rang)实验变得(de)更有(you)趣！让(rang)孩子用棉(mian)签蘸(zhan)取一(yi)点(dian)点(dian)洗洁精（或(huo)者肥(fei)皂水(shui)），然后(hou)小(xiao)心(xin)翼翼地用蘸有洗洁(jie)精的棉签(qian)头，轻(qing)轻触(chu)碰(peng)牛奶盘子中心的(de)表面。奇迹(ji)发生了！原本平静的(de)牛奶(nai)表面(mian)会瞬(shun)间涌动(dong)，色(se)彩(cai)斑斓的(de)图案(an)仿佛(fu)被赋予了生命(ming)，向四(si)周“逃(tao)窜”开(kai)来。

这是(shi)为什么(me)呢？我们可以(yi)引(yin)入“表面活性剂(ji)”的概(gai)念。洗(xi)洁精是一(yi)种非(fei)常厉(li)害(hai)的“破坏(huai)者”，它能轻易地“撕裂(lie)”牛(niu)奶表面的“网(wang)”。当洗(xi)洁精(jing)触碰(peng)到牛奶(nai)时(shi)，它会(hui)迅速(su)降(jiang)低那一(yi)点区域的表面(mian)张力(li)，而(er)周(zhou)围高表面张(zhang)力的牛(niu)奶就(jiu)会立刻被(bei)“拉扯(che)”过去，带动(dong)漫天(tian)飞(fei)溅(jian)的牛(niu)奶分子，形(xing)成我(wo)们(men)看(kan)到(dao)的(de)壮观(guan)景象(xiang)。

您可(ke)以(yi)鼓(gu)励(li)孩(hai)子尝试在(zai)不同(tong)的位(wei)置(zhi)“滴(di)”上洗洁精，观(guan)察(cha)图案(an)的(de)变(bian)化(hua)。是(shi)中心扩散(san)最快(kuai)？还是某(mou)个(ge)角(jiao)落(luo)会产生意(yi)想(xiang)不(bu)到(dao)的“漩涡(wo)”？

“彩”衣(yi)“舞”女：加(jia)入食用色(se)素(su)的(de)艺(yi)术创作为(wei)了让(rang)这(zhe)场(chang)科学艺术表演(yan)更加绚丽(li)多彩(cai)，我们可(ke)以加入食用(yong)色(se)素。让孩(hai)子在牛(niu)奶盘子(zi)的不同位置，小(xiao)心地(di)滴几滴(di)不同(tong)颜色的食用(yong)色(se)素，形(xing)成(cheng)几朵(duo)小(xiao)“花(hua)”。然后(hou)，再用(yong)蘸(zhan)有洗(xi)洁(jie)精的(de)棉签(qian)去触碰这(zhe)些“花”的中心。您(nin)会看(kan)到(dao)，各(ge)种颜(yan)色的(de)食(shi)用色(se)素(su)就像(xiang)被注入(ru)了(le)生命，在牛奶的“画(hua)布(bu)”上(shang)跳(tiao)起了(le)曼妙的舞蹈，相(xiang)互交(jiao)织，碰撞出(chu)更加迷人(ren)的色彩(cai)。

这(zhe)个过(guo)程不(bu)仅是(shi)孩(hai)子对表(biao)面张力原(yuan)理的(de)直观(guan)理解(jie)，更是(shi)一次(ci)纯(chun)粹的(de)艺(yi)术创作。您(nin)可以(yi)鼓励(li)孩(hai)子思考(kao)：哪些颜色的组合(he)最(zui)漂(piao)亮？如(ru)何(he)用棉签“引导”颜(yan)色(se)的流动，创(chuang)造出自己(ji)想(xiang)要的(de)图案？是(shi)想要一(yi)个旋转的星云(yun)，还是一个(ge)绽放(fang)的花朵？在这个(ge)过(guo)程(cheng)中(zhong)，他(ta)们不仅在(zai)学习科学(xue)，更在(zai)学习色(se)彩(cai)搭配、构图(tu)和(he)创造性思维(wei)。

“棉(mian)”里(li)藏“针”：探索更多(duo)变量(liang)除了(le)洗洁(jie)精，我(wo)们(men)还可以(yi)引导孩子(zi)尝试(shi)其他“破坏(huai)者”。例如，如(ru)果您有酒(jiu)精（请务必(bi)在家(jia)长(zhang)的(de)严密监护(hu)下进行，并(bing)确保安全），也可(ke)以少(shao)量尝试(shi)。不同(tong)物质对表(biao)面张力(li)的(de)影(ying)响是不同(tong)的，这会带(dai)来不(bu)同的视觉效果。您还可(ke)以引(yin)导(dao)孩子思考：如果用更(geng)多的(de)洗洁(jie)精会怎样(yang)？如(ru)果牛奶(nai)的(de)温(wen)度不同（微(wei)凉(liang)或(huo)微热），会有(you)区别吗？如(ru)果用其他液体(ti)代替(ti)牛奶，比(bi)如(ru)清水(shui)，还会(hui)发生(sheng)同样(yang)的现象吗(ma)？这(zhe)些都是(shi)可以进(jin)一(yi)步(bu)激(ji)发孩(hai)子(zi)好奇心和探(tan)索欲(yu)望的(de)“进阶”问题(ti)。

通过(guo)棉签(qian)与牛(niu)奶的(de)结合(he)，我们不仅(jin)仅是(shi)演(yan)示了(le)一个“表(biao)面张力”的(de)科学(xue)现象(xiang)，更(geng)是(shi)为孩(hai)子打开了(le)一扇(shan)通往(wang)“科学即艺(yi)术，艺术(shu)即(ji)科学”的大(da)门(men)。他(ta)们用(yong)双手触摸科(ke)学的脉搏，用眼睛捕捉科(ke)学(xue)的(de)美(mei)丽，用(yong)想(xiang)象力(li)创(chuang)造科学的(de)未来。在这(zhe)个(ge)过程中(zhong)，每(mei)一(yi)次的(de)失败(bai)尝(chang)试，每一(yi)次意(yi)外的发现(xian)，都将(jiang)成为他(ta)们(men)成长(zhang)道(dao)路上宝(bao)贵(gui)的财富(fu)。

结语：

冰块与(yu)棉签，牛(niu)奶与(yu)洗(xi)洁(jie)精，这(zhe)些(xie)看似普通的日常物品(pin)，却能在家(jia)庭的(de)科学实验(yan)室(shi)里，激发出(chu)无(wu)限的智慧火花(hua)。这场“冰块和棉(mian)签创意牛(niu)奶实(shi)验”不(bu)仅(jin)仅是(shi)一(yi)次简(jian)单的(de)科普活(huo)动(dong)，更(geng)是(shi)一次(ci)充满爱的(de)亲子(zi)互(hu)动，一(yi)次(ci)点燃(ran)孩子科学(xue)梦想(xiang)的契(qi)机。当(dang)实验(yan)的欢声(sheng)笑(xiao)语(yu)在家(jia)里(li)回荡(dang)，当孩子们眼(yan)中闪烁(shuo)着探(tan)索(suo)的(de)智慧光芒，您(nin)会发现(xian)，原(yuan)来科学启蒙(meng)，可以(yi)如此(ci)简单(dan)，如此有趣(qu)，如此(ci)充满“魔法”！让我们(men)一起，用科学(xue)，为孩(hai)子(zi)的(de)童年(nian)，涂抹上最(zui)绚烂(lan)的色(se)彩！

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图片来源：每经记者 陈婉珍 摄

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