我指导的两次小学生科学实验

作者：蒋迅

美国从学前班就开始给孩子们传授科学实验的思想。这项活动叫“科学博览会”（Science Fair）。学前班的科学实验一般是在老师的带领下，老师提供一个统一题目和实验用品，然后由孩子们写实验的假设、步骤、使用的材料。接下来就是做实验和写实验报告。以后各年，孩子们的实验题目就会五花八门，几个孩子一组。等实验结束后，学校会把家长们请来参观孩子们的研究成果。

有的时候，老师也会请家长帮助选题目。笔者曾指导过几次这样的科学实验。第一次是给一个三年级的班。老师请笔者选择一个课题并带领几个孩子做实验。我选择的题目是“飞机是如何转弯的”。

这个题目选自NASA提供给美国学校的教学材料“三机角翼滑翔的制作”（Delta Wing Glider）。这个时候我们无法给孩子们讲解机翼的受力理论。但我们可以让他们通过实验得到感性的认识。我们首先大致了解了一下飞机控制的历史，然后观察了鱼儿控制方向的方法。很容易看出鱼儿是利用鳍和尾来控制它的方位。这样就自然引出了副翼和尾翼的概念。

下面我们就要开始准备材料了。最需要的是一个12X10英寸²的塑料泡沫食物盘。就是在超市上装肉的一次性盘子，很容易找到。其他还需要胶带、曲别针、圆珠笔、一次性塑料刀（或剪子）、铅笔（或牙签）、防护眼镜、指甲锉（或砂纸）和滑翔机的图纸。除了最后一项由本人提供外，其它都由老师提供。为了情趣，我专门买了NASA标志的不干胶。

制作过程示意图和成品示意图

那天我是带领全班孩子们一起制作的。结束之后，四个做科学实验的孩子再跟我试飞。一个孩子负责指挥，一个孩子执行飞行，一个孩子报告观察结果，一个孩子负责记录。

虽然我们还不能讲飞机的受力原理，但我们还是做了一些受力分析。我们先找到了飞机的重心所在，然后把尾翼向一侧转动，让孩子们想象飞机的受力变化和影响。事实证明，他们都很容易做出判断。

经过一番周折之后，他们完成了观察报告的草稿。本人的任务也就完成了。展览那天，我惊喜地看到了四个孩子制作的展版。真的是漂亮极了。展版完全是四个孩子合作的成果，完全没有老师和家长的帮助。在为家长们表演时，四个孩子在前面就象是演了一场小话剧，每个人的角色和台词都完全是他们自己编排的。注意在板子的后面蹲著一个孩子，他会时不时地拿著一个小的滑翔机冒出头来表演，引得全班哄堂大笑。这次科学展览取得圆满成功。

经过上一次的成功，笔者又指导了一个四年级的科学实验。这次研究的是飞机的机翼对飞行距离的影响。参考的也是NASA为中小学编写的航空学材料中关于滑翔机机翼的选择一节。它要求学生制作一个滑翔机和各种不同的翼型，选出最好的机翼来。学生选择了6种机翼，分别各做多次实验，测量飞行距离，然后算出平均值后进行比较。这个实验可以让学生接触到平均值概念的实际应用，也为以后学习统计打下伏笔。

在这次实验中有一些部分是NASA的材料上没有的，比如有哪些机翼形状可供选择。学生必须自己去收集和筛选。按照规定，学生必须写出自己的预测的实验结果，以便在后面与飞行实验进行对比。整个过程就不在这里描述了。下面是实验的几个主要部分。

这次实验非常成功。最后的实验分析结果与机翼理论完全吻合。学校老师一定是很喜欢我们的这个展板，把它放在了最为显眼的地方。展览那天来了很多人。许多孩子在我们这里停留，有些还拿起我们试飞的模型来观察，并满意地拿走了我们提供的图纸和资料。

后记：在我发了“把一个高中生的科展变成一个学术研究”之后，贺震老师指出：

有些高中生确实有过人的天分, 适当的指导可以出一些成果. 但是, 现在的science fair充斥著大量高中生们不可能完成的课题. 在华裔, 印裔聚集的地方, 小孩们为了申请到好大学, 更是把这些"中学科技竞赛"弄的变了味道. 至於高中生发表论文, 我也见过, 还是那种影响因子大於10的期刊. 说实话, 我不太相信一个没有接受过完整科研训练的中学生能写出合格的科研论文; 背后的senior author才是真正的原因.

我个人同意她的意见。有这样的现象是因为有这样的土壤。很无奈。顺便提一句，在此之后，我没有再指导过这样的科学实验。