在家也能做!5个受《哈利·波特》启发的有趣小实验-少儿编程之家

谈到烧杯和化学方程式时,《哈利·波特》系列小说的作者J.K.罗琳却有着满肚苦水。

她回忆道:“在校期间,化学一直都是我最不喜欢的科目,只要能不学,我一定果断放弃。”罗琳非常讨厌这门课,以致于她让西弗勒斯·斯内普——哈利·波特的死敌——设定为霍格沃茨的魔药课老师。

然而,在写《哈利·波特》系列小说时,罗琳不得不“向化学低头”从而为小说中的药剂汲取现实灵感。她内心有一部分承认“魔药的成分和斯内普的为人一样有趣”,为了对魔法药剂进行刻画,她钻研各种植物和酊剂的历史,其中既有真实存在的,也不乏虚构捏造的。

当哈利被伏地魔的蛇咬伤时,赫敏用一种叫迪特塔尼的魔法植物来医治他。而这种魔法植物的原型,则名为Origanum dictamnus,一种外形小巧,有天鹅绒质感的草药,它只生长在希腊克里特岛。在几百年前,它曾被用于制作治疗伤口的膏药。

2019年年初,圣地亚哥州立大学(San Diego State University)科学教育荣誉退休教授艾伦·麦考马克(Alan McCormack)在NSTA的一次演讲中曾提及,教师可以利用学生的兴趣爱好,譬如《哈利·波特》系列图书,来提高学习参与度,激发学生的想象力和创造力。

而要实践这一个论点,其实不乏有趣的方法,我们为你准备了5个手《哈利·波特》启发的趣味实验,让你的学生或者孩子也来试试吧!


哈利的隐形斗篷

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《哈利·波特》中著名的隐形斗篷——在《哈利·波特与魔法石》中被描述为“摸起来很奇怪,就像水织成物质一样”,披上斗篷在危险的情况下可以四处走动、偷听和逃脱敌人的侦查。

但是,隐形衣在现实生活中真的存在吗?学生们会普遍给出否定的回答,而事实上,这是一个和学生讨论光的折射的好机会。当光从一种介质传递到另一种介质,例如从水到空气,就可以观察到光的折射。

这里有一个简单的实验,可以展示给年龄较小的孩子:把一枚硬币放在一个透明的杯子下面,让学生看到硬币。当你把杯子装满水,硬币就会消失。你需要指定学生到一个特定的角度来观察杯子——不能太高,否则他们会从上面看到硬币。

当然,硬币并没有消失。当水进入杯子时,它会使硬币反射的光线弯曲,使硬币出现在不同的位置——从学生的角度看,这就是一个不可见的位置。

 

阿拉斯托·穆迪的魔眼

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虽说阿拉斯托·穆迪教授在战斗中失去了一只眼睛,但是他后来得到了一个绝佳的魔法替代品。穆迪的新眼睛被形容为“电蓝之眼”,可以看穿任何东西,从门到墙,哈利的隐形衣,乃至自己的后脑勺。

你可以用罗切斯特的斗篷“看穿”坚硬的物体。把四个凸透镜排成一条直线会使光线在它们之间发生弯曲。这就在两个镜片之间形成了一个“隧道”——如果你把你的手放在正确的位置,你就能实现一种“看穿”物体的视觉效果。

 

冥想盆

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霍格沃茨校长办公室里有一个大盆,盛满了闪闪发光的液体。“一个人只要把脑子里多余的想法虹吸出来,倒进盆里,有空的时候再检查一下就行了。”邓布利多解释说。一代又一代的巫师把他们的记忆储存在冥想盆里,创造出一个可供后人参考的经验库。

人脑是如何储存记忆的?而记忆又是如何被唤醒的?记忆结果能被提取出来并作修改吗?

这一系列提出的问题,为学生提供了一个深入研究记忆科学的机会,让他们得以学习大脑解剖学和不同类型的记忆(工作记忆、短期记忆和长期记忆)。此外,学生们还可以对记忆力开展多达数十项实验,以研究记忆随时间推移的可靠性,或测试提高回想能力的策略。你可以从一个《哈利·波特》的元素开始引申,比如纳威·隆巴顿忘记了他把蟾蜍放在哪里,然后用这个例子来展开实验,看看能否通过唱歌来提升他的记忆力。

 

法术和药水

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魔法药水的概念有科学依据吗?在《哈利·波特的科学:魔法是如何起作用的》一书中,科学记者罗杰·海菲尔德为我们提供了一条有用的线索:由于植物无法奔跑或躲藏,它们暗地里已经研发出“一系列可怕的化学武器,用来阻止、致残甚至杀死吃它们的昆虫和动物。”你可以让你的学生思考植物是如何保护自己的,这里可以拿出一些真实的例子,比如花叶万年青(dieffenbachia),它的植物茎部有毒,可以致使误吞它汁液的动物舌头剧痛继而无法发声。

巫师通常会使用隐形墨水作笔记以求保护信息安全,或者用同样的技巧向他人发送秘密信息。当赫敏找到汤姆·里德尔的日记时,她在空白的书页上释放了一种“显性魔法”,希望能把书中隐藏的文字揭露出来(尽管毫无效果)。要将其作为科学实验重现,你只需要一个柠檬、清水、一个灯泡或其他热源。香蕉和鳄梨变成棕色的过程,换句话说就是氧化的过程,同样能解释隐形墨水的神奇原理。

 

分院帽

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一到霍格沃茨,学生们就被分到四所学院之一:格兰芬多、赫奇帕奇、拉文克劳或斯莱特林。一千多年来,分院帽的工作就是专注给学生分配学院。分院帽能预测巫师的潜力,并宣布他们将加入哪所学院。

而卡片分类可以帮助较年轻的学生练习早期的数学技能,如分类、模式识别和观察。当学生描述他们所看到的东西时,也能顺便培养他们的语言技能。一个有趣的活动是把卡片从帽子里抽出来分类。这也可以用形状和颜色、动物或石头来完成——几乎任何一组可以分类的对象都可以应用到排序游戏中。

像分院帽这样的魔法装置可以用来培养学生的好奇心,向他们介绍科学概念,否则这些概念将过于抽象,难以理解。

 

原文在2019年9月12日发表于Edutopia

作者:Youki Terada

编译:Ken@Kidcodehome.com

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