Если вы раздумываете, как отметить день рождения ребенка, возможно, вам понравится идея устроить детское научное шоу. В последнее время научные праздники приобретают все большую популярность. Занимательные опыты и эксперименты нравятся практически всем детям. Для них это что-то магическое и непонятное, а значит интересное. Стоимость проведения научного шоу довольно высокая. Но это не повод отказывать себе в удовольствии наблюдать изумленные детские лица. Ведь можно обойтись собственными силами, не прибегаю к помощи аниматоров и праздничных агентств.
В этой статье я сделала подборку простых химических и физических опытов и экспериментов, которые без проблем можно провести в домашних условиях. Все, что нужно для их проведения, наверняка найдется у вас на кухне или аптечке. Никаких особых навыков от вас также не потребуется. Все, что нужно – это желание и хорошее настроение.
Я постаралась собрать простые, но зрелищные опыты, которые будут интересны детям разных возрастов. К каждому опыту я подготовила научное объяснение (не зря же я училась на химика!). Объяснять детям суть происходящего или нет – решать вам. Все зависит от их возраста и уровня подготовки. Если дети маленькие, объяснение можно пропустить и сразу перейти к зрелищному опыту, сказав лишь, что узнать секреты подобных «чудес» они смогут, когда подрастут, пойдут в школу и начнут изучать химию и физику. Возможно, это вызовет у них интерес к учебе в будущем.
Хотя я выбирала наиболее безопасные опыты, к их проведению все равно нужно относиться очень серьезно. Все манипуляции лучше выполнять в перчатках и халате, на безопасном расстоянии от детей. Ведь тот же уксус и марганцовка способны причинить хлопот.
И, конечно же, при проведении детского научного шоу нужно позаботиться об образе сумасшедшего ученого. Ваш артистизм и харизма во многом определят успех мероприятия. Превратиться из обычного человека в смешного научного гения совсем не сложно – для этого достаточно взъерошить волосы, надеть большие очки и белый халат, измазаться сажей и сделать соответствующее вашему новому статусу выражение лица. Вот как выглядит типичный сумасшедший ученый.
Перед тем, как устраивать научное шоу на детском празднике (кстати, это может быть не только день рождения, но и любой другой праздник), следует проделать все опыты в отсутствие детей. Прорепетировать, что потом не было неприятных сюрпризов. Мало ли что может пойти не так.
Детские эксперименты можно проводить и без праздничного повода – просто так, чтоб интересно и полезно провести время с ребенком.
Выберите наиболее понравившиеся вам опыты и составьте сценарий праздника. Чтобы сильно не нагружать детей наукой, пусть и занимательной, разбавьте мероприятие веселыми играми.
Часть 1. Химическое шоу
Внимание! При проведении химических опытов следует быть предельно осторожными.
Пенный фонтан
Практически все дети любят пену – чем больше, тем лучше. Как ее сделать, знают даже малыши: для этого нужно налить в воду шампуня и хорошенечко ее взбултыхать. А может ли пена образовываться сама по себе без встряски и быть к тому же цветной?
Спросите у детей, что представляет собою, по их мнению, пена. Из чего она состоит и как ее можно получить. Пусть выскажут свои предположения.
Затем объясните, что пена - это пузырьки, заполненные газом. Значит, для ее образования нужно какое-то вещество, из которого будут состоять стенки пузырьков, и газ, который будет их заполнять. Например, мыло и воздух. Когда мыло добавляют в воду и перемешивают, воздух попадает в эти пузырьки из окружающей среды. Но газ можно получить и другим путем – в процессе химической реакции.
Вариант 1
- таблетки гидроперита;
- марганцовка;
- жидкое мыло;
- вода;
- стеклянный сосуд с узким горлом (желательно красивый);
- стаканчик;
- молоток;
- поднос.
Постановка опыта
- Воспользовавшись молотком, растолките таблетки гидроперита в порошок и высыпьте его в колбу.
- Поставьте колбу на поднос.
- Добавьте жидкого мыла и воды.
- Приготовьте в стаканчике водный раствор марганцовки и влейте его в колбу с гидроперидом.
После слияния растворов перманганата калия (марганцовки) и гидроперида (перекиси водорода) между ними начнет происходить реакция, сопровождающаяся выделением кислорода.
4KMnO 4 + 4H 2 O 2 = 4MnO 2 ¯ + 5O 2 + 2H 2 O + 4KOH
Под действие кислорода присутствующее в колбе мыло начнет пениться и вылизать из колбы, образуя своеобразный фонтан. За счет марганцовки часть пены будет окрашиваться в розовый цвет.
Посмотреть, как это происходит, можно на видео.
Важно: стеклянный сосуд должен иметь узкое горлышко. Полученную пену в руки не брать и детям не давать .
Вариант 2
Для образования пены подойдет и другой газ, например, углекислый. Окрасить пену можно в любой цвет, какой пожелаете.
Для проведения эксперимента понадобятся:
- пластиковая бутылка;
- сода;
- уксус;
- пищевой краситель;
- жидкое мыло.
Постановка опыта
- Налейте в бутылку уксуса.
- Добавьте жидкого мыла и пищевого красителя.
- Насыпьте соды.
Результат и научное объяснение
При взаимодействии соды и уксуса происходит бурная химическая реакция, сопровождающаяся выделением углекислого газа CO 2 .
Под его действием мыло начнет пениться и вылизать из бутылки. Краситель окрасит пену в выбранный вами цвет .
Веселый шарик
Что за день рождения без воздушных шариков? Покажите детям шарик и спросите, как его надуть. Ребята, конечно же, ответят, что ртом. Объясните, что шарик надувается за счет углекислого газа, который мы выдыхаем. Но надуть им шарик можно и по-другому.
Для проведения эксперимента понадобятся:
- сода;
- уксус;
- бутылка;
- воздушный шарик.
Постановка опыта
- Насыпьте внутрь воздушного шарика чайную ложку соды.
- Налейте в бутылку уксуса.
- Наденьте шарик на горлышко бутылки и высыпьте соду в бутылку.
Результат и научное объяснение
Как только сода и уксус вступят в контакт, начнется бурная химическая реакция, сопровождающаяся выделением углекислого газа CO 2 . Воздушный шарик начнет на глазах надуваться.
CH 3 -COOH + Na + − → CH 3 -COO − Na + + H 2 O + CO 2
Если взять шарик-смайлик, это произведет на ребят еще большее впечатление. По окончанию опыта завяжите шарик и вручите его имениннику.
Демонстрацию опыта смотрите на видео .
Хамелеон
Могут ли жидкости менять свой цвет? Если да, то почему и как? Перед тем, как ставить эксперимент, обязательно задайте детям эти вопросы. Пускай подумают. Вспомнят про то, как окрашивается вода, когда в ней полощешь кисточку с краской. А можно ли обесцветить раствор?
Для проведения эксперимента понадобятся:
- крахмал;
- спиртовая горелка;
- пробирка;
- стакан;
- вода.
Постановка опыта
- Насыпьте щепотку крахмала в пробирку и добавьте воды.
- Капните йода. Раствор окрасится в синий цвет.
- Зажгите горелку.
- Нагрейте пробирку до обесцвечивания раствора.
- Налейте в стакан холодной воды и погрузите туда пробирку, чтобы раствор остыл и снова окрасился в синий.
Результат и научное объяснение
При взаимодействии с йодом раствор крахмала окрашивается в синий цвет, поскольку при этом образуется соединение темно-синего цвета I 2 *(C 6 H 10 O 5) n . Однако это вещество неустойчиво и при нагревании снова распадается на йод и крахмал. При охлаждении реакция идет в другую сторону и мы опять видим, как раствор синеет. Эта реакция демонстрирует обратимость химических процессов и их зависимость от температуры .
I 2 + (C 6 H 10 O 5) n => I 2 *(C 6 H 10 O 5) n
(йод - желт.) (крахмал - прозр.) (темно-синий)
Резиновое яйцо
Все дети знают, что яичная скорлупа очень хрупкая и от малейшего удара может разбиться. Вот было бы хорошо, если бы яйца не бились! Тогда можно было бы не переживать, как донесешь яйца домой, когда мама посылает тебя в магазин.
Для проведения эксперимента понадобятся:
- уксус;
- сырое куриное яйцо;
- стакан.
Постановка опыта
- Чтобы удивить ребятишек, к этому опыту нужно готовиться заранее. За 3 дня до праздника налейте в стакан уксуса и поместите в него сырое куриное яйцо. Оставьте на трое суток, чтобы скорлупа успела полностью раствориться.
- Покажите детям стакан с яйцом и предложите всем вместе произнести волшебное заклятье: «Трын-дырын, бум-бурым! Яйцо, стань резиновым!».
- Достаньте яйцо при помощи ложки, оботрите салфеткой и продемонстрируйте, как оно теперь может деформироваться.
Результат и научное объяснение
Яичная скорлупа состоит из карбоната кальция, который при реакции с уксусом растворяется.
CaCO 3 + 2 CH 3 COOH = Ca(CH 3 COO) 2 + H 2 O + CO 2
Благодаря наличию пленки между скорлупой и содержимым яйца, оно сохраняет свою форму. Как выглядит яйцо после уксуса, смотрите на видео .
Секретное письмо
Дети любят все загадочное, а потому этот эксперимент наверняка покажется им настоящим волшебством.
Возьмите обыкновенную шариковую ручку и напишите на листе бумаги секретное послание от инопланетян или нарисуйте какой-то тайный знак, о котором нельзя знать никому, кроме присутствующих ребят.
Когда дети прочитают, что там написано, скажите, что это большая тайна и надпись надо уничтожить. Причем стереть надпись вам поможет волшебная вода. Если обработать надпись раствором марганцовки и уксуса, затем перекисью водорода, то чернила смоются.
Для проведения эксперимента понадобятся:
- марганцовка;
- уксус;
- перекись водорода;
- колба;
- ватные палочки;
- шариковая ручка;
- лист бумаги;
- вода;
- бумажные полотенца или салфетки;
- утюг.
Постановка опыта
- Нарисуйте на листе бумаги шариковой ручкой рисунок или надпись.
- Насыпьте в пробирку немного марганцовки и добавьте уксуса.
- Смочите ватную палочку в этом растворе и проведите по надписи.
- Возьмите еще одну ватную палочку, смочите ее водой и смойте полученные разводы.
- Промокните салфеткой.
- Нанесите на надпись перекись водорода и еще раз промокните салфеткой.
- Прогладьте утюгом или положите под пресс.
Результат и научное объяснение
После всех манипуляций вы получите чистый лист бумаги, что очень удивит детей.
Перманганат калия - очень сильный окислитель, особенно если реакция происходит в кислой среде:
МnO 4 ˉ+ 8 Н + + 5 еˉ = Мn 2+ + 4 Н 2 O
Крепкий подкисленный раствор марганцовки буквально сжигает многие органические соединения, превращая их в углекислый газ и воду. Для создания кислой среды в нашем эксперименте используется уксусная кислота.
Продуктом восстановления перманганата калия является диоксид марганца Мп0 2 , имеющий бурую окраску и выпадающий в осадок. Чтобы его удалить, мы используем пероксид водорода Н 2 O 2 , восстанавливающий нерастворимое соединение Мп0 2 до хорошо растворимой соли марганца (II).
МnO 2 + Н 2 O 2 + 2 Н + = O 2 + Мn 2+ + 2 Н 2 O.
Предлагаю посмотреть, как исчезают чернила, на видео .
Сила мысли
Перед постановкой эксперимента спросите у детей, как затушить пламя свечи. Они, конечно же, вам ответят, что свечку надо задуть. Спросите, верят ли они, что вы сможете загасить огонь пустым стаканом, произнеся волшебное заклинание?
Для проведения эксперимента понадобятся:
- уксус;
- сода;
- стаканы;
- свечи;
- спички.
Постановка опыта
- Насыпьте в стакан соды и залейте ее уксусом.
- Зажгите несколько свечей.
- Поднесите стакан с содой и уксусом к другому стакану, немного переклонив его, чтобы полученный в процессе химической реакции углекислый газ перетек в пустой стакан.
- Пронесите стакан с газом над свечами, как бы поливая им пламя. При этом сделайте загадочное выражение лица и произнесите какое-нибудь непонятное заклинание, например: «Куры-буры, муры-пли! Пламя, больше не гори!». Дети ведь должны думать, что это волшебство. Секрет раскроете после восторгов.
Результат и научное объяснение
При взаимодействии соды и уксуса выделяется углекислый газ, который, в отличие от кислорода, не поддерживает горение:
CH 3 -COOH + Na + − → CH 3 -COO − Na + + H 2 O + CO 2
CO 2 тяжелее воздуха, а потому не улетает вверх, а оседает вниз. Благодаря этому свойству мы имеем возможность собрать его в пустой стакан, а потом «вылить» на свечи, тем самым загасив их пламя.
Как это происходит, смотрите на видео .
Часть 2. Занимательные физические опыты
Джин-силач
Этот эксперимент позволит детям взглянуть на привычное для них действие с другой стороны. Поставьте перед детьми пустую бутылку из-под вина (этикетку лучше предварительно снять) и протолкните в нее пробку. А затем переверните бутылку вверх дном и попытайтесь вытряхнуть пробку наружу. У вас, конечно же, ничего не получится. Задайте детям вопрос, можно ли как-то достать пробку, не разбивая бутылку? Пускай скажут, что они думают по этому поводу.
Поскольку через горлышко пробку ничем подцепить нельзя, значит, остается одно – попробовать вытолкнуть ее изнутри наружу. Как это сделать? Можно позвать на помощь джина!
В качестве джина в этом эксперименте будет выступать большой полиэтиленовый пакет. Для пущего эффекта пакет можно разрисовать цветными маркерами – нарисовать глазки, нос, рот, ручки, какие-то узоры.
Итак, для проведения эксперимента понадобятся:
- пустая винная бутылка;
- пробка;
- полиэтиленовый пакет.
Постановка опыта
- Скрутите пакет трубочкой и засуньте его в бутылку так, чтобы ручки оказались снаружи.
- Переворачивая бутылку, добейтесь того, чтоб пробка оказалась сбоку от пакета поближе к горлышку.
- Надуйте пакет.
- Аккуратно начните вытягивать пакет из бутылки. Вместе с ним выйдет и пробка.
Результат и научное объяснение
По мере надувания пакет расширяется внутри бутылки, изгоняя из нее воздух. Когда мы начинаем вытягивать пакет, внутри бутылки создается вакуум, за счет чего стенки пакета обхватывают пробку и увлекают ее за собой наружу. Вот такой вот сильный джин!
Чтобы увидеть, как это происходит, посмотрите видеоролик .
Неправильный стакан
Накануне эксперимента спросите у детей, что будет, если перевернуть вверх дном стакан с водой. Они ответят, что воды выльется. Скажите, что так происходить только с «правильными» стаканами. А у вас есть «неправильный» стакан, из которого вода не выливается.
Для проведения эксперимента понадобятся:
- стаканы с водой;
- краски (можно обойтись и без них, но так опыт выглядит зрелищнее; лучше использовать акриловые краски – они дают более насыщенные цвета);
- бумага.
Постановка опыта
- Налейте в стаканы воды.
- Добавьте в нее красок.
- Смочите края стаканов водой и положите поверх них по листу бумаги.
- Плотно прижмите бумагу к стеклу, придерживая ее рукой, переверните стаканы вверх дном.
- Немного подождите, пока бумага не прилипнет к стеклу.
- Не спеша уберите руку.
Результат и научное объяснение
Наверняка все дети знают, что нас окружает воздух. Хотя мы его не видим, он, как и все вокруг, имеет вес. Мы ощущаем прикосновение воздуха, например, когда на нас дует ветер. Воздуха много, а потому он давит на землю и все, что находится вокруг. Это называется атмосферное давление.
Когда мы прикладываем бумагу к мокрому стакану, она прилипает к его стенкам за счет силы поверхностного натяжения.
В перевернутом стакане между его дном (находящимся теперь вверху) и поверхностью воды образуется пространство, наполненное воздухом и парами воды. На воду действует сила тяжести, которая тянет ее вниз. При этом пространство между дном стакана и поверхностью воды увеличивается. В условиях постоянной температуры давление в нем уменьшается и становится меньше атмосферного. Общее давление воздуха и воды на бумагу изнутри получается немного меньше, чем давление воздуха снаружи. Поэтому вода и не выливается из стакана. Однако через некоторое время стакан потеряет свои волшебный свойства, и вода все же выльется. Это обусловлено испарением воды, увеличивающей давление внутри стакана. Когда оно станет больше атмосферного, бумага отпадет и вода выльется. Но вы до этого момента можете не доводить. Так будет интереснее.
Посмотреть ход опыта можно на видео .
Прожорливая бутылка
Спросите у детей, любят ли они покушать. А любят ли кушать стеклянные бутылки? Нет? Бутылки не едят? А вот и не правы. Это обычные бутылки не едят, а волшебные – очень даже не прочь перекусить.
Для проведения эксперимента понадобятся:
- вареное куриное яйцо;
- бутылка (для пущего эффекта бутылку можно разрисовать или как-то приукрасить, но так, чтоб детям было видно, что происходит внутри ее);
- спички;
- бумага.
Постановка опыта
- Очистите от скорлупы вареное яйцо. Кто же есть яйца в скорлупе?
- Подожгите кусок бумаги.
- Бросьте горящую бумагу в бутылку.
- Положите яйцо на горлышко бутылки.
Результат и научное объяснение
Когда мы забрасываем в бутылку горящую бумагу, воздух в ней нагревается и расширяется. Закрыв горлышко яйцом, мы препятствуем поступлению воздуха, в результате чего огонь гаснет. Воздух в бутылке остывает и сжимается. Создается разность давления внутри бутылки и снаружи, за счет чего яйцо всасывается в бутылку .
Пока что на этом все. Однако со временем я планирую добавить в статью еще несколько экспериментов. В домашних условиях можно, например, поставить опыты с воздушными шарами. Поэтому, если вас заинтересовала данная тема, добавьте сайт в закладки или подпишитесь на рассылку обновлений. Когда добавлю что-то новенькое, сообщу вам об этом по e-mail. На подготовку данной статьи у меня ушло много времени, так что просьба уважительно относиться к моему труду и при копировании материалов обязательно проставлять активную гиперссылку на эту страничку.
Если вы когда-то проводили домашние опыты для детей и устраивали научное шоу, пишите о своих впечатлениях в комментариях, прикрепляйте фото. Будет интересно!
Ребята, мы вкладываем душу в сайт. Cпасибо за то,
что открываете эту
красоту. Спасибо за вдохновение и мурашки.
Присоединяйтесь к нам в Facebook
и ВКонтакте
Есть очень простые опыты, которые дети запоминают на всю жизнь. Ребята могут не понять до конца, почему это все происходит, но, когда пройдет время и они окажутся на уроке по физике или химии, в памяти обязательно всплывет вполне наглядный пример.
сайт собрал 7 интересных экспериментов, которые запомнятся детям. Все, что нужно для этих опытов, - у вас под рукой.
Огнеупорный шарик
Понадобится : 2 шарика, свечка, спички, вода.
Опыт : Надуйте шарик и подержите его над зажженной свечкой, чтобы продемонстрировать детям, что от огня шарик лопнет. Затем во второй шарик налейте простой воды из-под крана, завяжите и снова поднесите к свечке. Окажется, что с водой шарик спокойно выдерживает пламя свечи.
Объяснение : Вода, находящаяся в шарике, поглощает тепло, выделяемое свечой. Поэтому сам шарик гореть не будет и, следовательно, не лопнет.
Карандаши
Понадобится: полиэтиленовый пакет, простые карандаши, вода.
Опыт: Наливаем воду в полиэтиленовый пакет наполовину. Карандашом протыкаем пакет насквозь в том месте, где он заполнен водой.
Объяснение: Если полиэтиленовый пакет проткнуть и потом залить в него воду, она будет выливаться через отверстия. Но если пакет сначала наполнить водой наполовину и затем проткнуть его острым предметом так, что бы предмет остался воткнутым в пакет, то вода вытекать через эти отверстия почти не будет. Это связано с тем, что при разрыве полиэтилена его молекулы притягиваются ближе друг к другу. В нашем случае, полиэтилен затягивается вокруг карандашей.
Нелопающийся шарик
Понадобится: воздушный шар, деревянная шпажка и немного жидкости для мытья посуды.
Опыт: Смажьте верхушку и нижнюю часть средством и проткните шар, начиная снизу.
Объяснение: Секрет этого трюка прост. Для того, чтобы сохранить шарик, нужно проткнуть его в точках наименьшего натяжения, а они расположены в нижней и в верхней части шарика.
Цветная капуста
Понадобится : 4 стакана с водой, пищевые красители, листья капусты или белые цветы.
Опыт : Добавьте в каждый стакан пищевой краситель любого цвета и поставьте в воду по одному листу или цветку. Оставьте их на ночь. Утром вы увидите, что они окрасились в разные цвета.
Объяснение : Растения всасывают воду и за счет этого питают свои цветы и листья. Получается это благодаря капиллярному эффекту, при котором вода сама стремится заполнить тоненькие трубочки внутри растений. Так питаются и цветы, и трава, и большие деревья. Всасывая подкрашенную воду, они меняют свой цвет.
Плавающее яйцо
Понадобится : 2 яйца, 2 стакана с водой, соль.
Опыт : Аккуратно поместите яйцо в стакан с простой чистой водой. Как и ожидалось, оно опустится на дно (если нет, возможно, яйцо протухло и не стоит возвращать его в холодильник). Во второй стакан налейте теплой воды и размешайте в ней 4-5 столовых ложек соли. Для чистоты эксперимента можно подождать, пока вода остынет. Потом опустите в воду второе яйцо. Оно будет плавать у поверхности.
Объяснение : Тут все дело в плотности. Средняя плотность яйца гораздо больше, чем у простой воды, поэтому яйцо опускается вниз. А плотность соляного раствора выше, и поэтому яйцо поднимается вверх.
Кристаллические леденцы
Понадобится : 2 стакана воды, 5 стаканов сахара, деревянные палочки для мини-шашлычков, плотная бумага, прозрачные стаканы, кастрюля, пищевые красители.
Опыт : В четверти стакана воды сварите сахарный сироп с парой столовых ложек сахара. Высыпьте немного сахара на бумагу. Затем нужно обмакнуть палочку в сироп и собрать ею сахаринки. Далее распределите их равномерно на палочке.
Оставьте палочки на ночь сушиться. Утром в 2 стаканах воды на огне растворите 5 стаканов сахара. Минут на 15 можно оставить сироп остывать, но сильно остыть он не должен, иначе кристаллы не будут расти. Потом разлейте его по банкам и добавьте разные пищевые красители. Заготовленные палочки опустите в банку с сиропом так, чтобы они не касались стенок и дна банки, в этом поможет бельевая прищепка.
Объяснение : С остыванием воды растворимость сахара понижается, и он начинает выпадать в осадок и оседать на стенках сосуда и на вашей палочке с затравкой из сахарных крупинок.
Зажженная спичка
Понадобятся : Спички, фонарик.
Опыт : Зажгите спичку и держите на расстоянии 10-15 сантиметров от стены. Посветите на спичку фонариком, и увидите, что на стене отражается только ваша рука и сама спичка. Казалось бы, очевидно, но я никогда об этом не задумывался.
Объяснение : Огонь не отбрасывает тени, так как не препятствует прохождению света сквозь себя.
Лекция 4.
Эксперимент
Эксперимент – общий эмпирический метод исследования, суть которого заключается в том, что явления и процессы изучаются в строго контролируемых и управляемых условиях.
В науке под экспериментом подразумевается способ изучения явлений в строго регламентированных условиях, позволяющих воспроизводить, наблюдать и фиксировать эти явления аппаратурными методами или при помощи соответствующей научной документации.
В эксперименте то или явление можно исследовать при разнообразных условиях, повторять необходимое количество раз при одних и тех же и при неизменных обстоятельствах, расчленять на части.
Сущность экспериментального метода состоит в том, что он направлен на исследование причинно-следственных отношений между изучаемыми объектами (на определение – вызывает ли изменение одной переменной изменение другой переменной).В нем присутствуют черты, характерные для теоретического познания, - выделение стороны объекта, явления, интересующей исследователя, и абстрагирование от других его сторон.
В процессе познания эксперимент и теория взаимодействуют:1.Эксперимент подтверждает или опровергает теорию, находящуюся на стадии гипотезы, дает материал для его развития.
2. Какой бы экспериментни проводился, он всегда служит лишь определенным звеном в общей цепи научного исследования.Поэтому его нельзя рассматривать как самоцель и тем более противопоставлять его теории, ибо без теории невозможно научное экспериментирование.
Вот почему в научном исследовании меньше всего можно говорить о независимости различных методов познания. Только учет их диалектической взаимосвязи и взаимодействия дает возможность правильно представить весь процесс исследования в целом, его структуру, этапы и методы. Чаще всего применение экспериментального метода на практике сочетается с использованием таких методов как наблюдение, измерение, опрос, анкетирование, интервью, беседа.
Проведение эксперимента может преследовать различные цели:
1.- эмпирической проверки той или иной гипотезы, теории;
2. сбора необходимой эмпирической информации для построения какого-либо предположения.
По отношению к предшествующему знанию эксперимент играет двоякую роль: критериальную (проверочную) и эвристическую (пополняет имеющиеся знания за счет результатов проверки гипотезы).
1. Одной из особенностей экспериментального метода и его преимуществом перед методом наблюдения является создание особых экспериментальных условий для выявления причинно-следственных зависимостей, а также наличие возможностиварьироватьэти условия таким образом, чтобы полученные результаты могли быть подвергнуты анализу с помощью проверки и доказательства различных гипотез о причинных связях.
2. Другим преимуществом, которое дает эксперимент по сравнению с методом наблюдения, является повышение точности регистрации действий испытуемых,зависимых и независимых переменных.
3. И, наконец, еще одной характерной особенностью эксперимента является его более тесная связь с теорией – эксперимент не только направляется некоторой теоретической гипотезой, носамо проведение эксперимента становится возможным лишь тогда, когда исследователь имеет некоторое представление о природе изучаемого процесса, о факторах, его детерминирующих, а иначе просто не может быть решен вопрос о создании экспериментальной ситуации и тем более о целенаправленном воздействии.
Не существует единой схемы, ¸с помощью которой можно было бы строить эксперимент для любой проблемы. Сама проблема предопределяет выбор типа эксперимента и конкретный план его проведения.
В общую структуру эксперимента входят:
- познающий субъект и его деятельность;
- объект экспериментального исследования;
- средства воздействия на изучаемый объект.
Основной принцип любого эксперимента – изменение в каждой исследовательской процедуре только одного какого-либо фактора при неизменности и контролируемости остальных.Если надо проверить влияние другого фактора, проводится следующая исследовательская процедура, где изменяется этот последний фактор, а все другие контролируемые факторы остаются неизменными¸ и т.д.
В ходе эксперимента исследователь сознательно изменяет ход какого-нибудь явления путем введения в него нового фактора.
Новый фактор, вводимый или изменяемый экспериментатором, называется экспериментальным фактором, или независимой переменной. Т.е. переменная, которой манипулируют, называется независимой переменной.
Переменная, предположительно меняющаяся в ответ на изменение независимой переменной, называется зависимой переменной. Зависимая переменная – это любой аспект, наблюдаемый или измеряемый как ответ на действие независимой переменной. Таким образом, зависимая переменная является функцией от независимой переменной; она «зависима» от изменений, вызванных влиянием экспериментатора на независимую переменную.
Хотя логика экспериментального метода проста, в действительности процесс постановки эксперимента довольно сложен. Хорошо организованный эксперимент должен принимать в расчет множество факторов, которые могут повлиять на точность и научную значимость результатов. На практике это означает, что все переменные и условия (кроме интересующей независимой переменной), могущие оказать хоть какое-нибудь влияние на то, что мы измеряем, следует устранить, или они должны поддерживаться на постоянном уровне в течение всего эксперимента.
Существует много способов исключения посторонних переменных, способных оказать влияние на зависимую переменную. Но наиболее распространенный – поместить объекты случайным образом в разные экспериментальные условия или группы. Случайное распределение (часто достигаемое такими средствами, как выбрасывание орла/решки или использование таблицы случайных чисел) гарантирует, что у всех объектов имеются равные шансы быть отнесенными к любому условию или группе в эксперименте. В этом случае исследователь может быть уверен в том, что любые характеристики испытуемого. которые могли бы оказать влияние на эксперимент (возраст, интеллект, и т..), все имеют равные шансы при распределении в различных экспериментальных условиях или группах. Определяющей характеристикой экспериментального метода является предположение о том, что все субъекты в начале эксперимента одинаковы, за исключением одного параметра: присутствие или отсутствие независимой переменной. Поэтому, если поведение субъекта меняется в ответ на изменение независимой переменной, исследователь может быть уверен, что только она одна, и никакая другая, отвечает за изменения в поведении. После того, как исследователь изменил независимую переменную, любой аспект наблюдаемого или измеряемого поведения субъекта не может быть следствием действия какой-либо другой переменной, поскольку никакая другая не допускается в течение всего эксперимента.
Эксперимент в самой простой форме требует, чтобы проводилось сравнение по крайней мере между двумя группами испытуемых. Те испытуемые, которые подвергаются некоторым специальным воздействиям (манипуляции, предпринимаемые экспериментатором), называются экспериментальной группой. Другие испытуемые, которые не получают специального воздействия, образуют контрольную группу. Затем производится сравнение субъектов из обеих групп с целью проверки, оказало ли экспериментальное воздействие какое-либо влияние на выбранную зависимую переменную.
Например, схема эксперимента с двумя группами экспериментальной и контрольной. В экспериментальной группе независимая переменная присутствует, в контрольной – отсутствует. Зависимая переменная измеряется в той и другой группах (описание схемы эксперимента с одной независимой переменной и одной зависимой переменной). Контрольная группа служит отправной точкой для оценки результатов специального воздействия на экспериментальную группу. Решающее значение здесь имеет то, что единственное различие между двумя группами заключается в действии одного фактора, и этот фактор выступает в качестве независимой переменной. В этом требовании содержится основная логика экспериментального метода.Если две группы идентичны во всех отношениях, за исключением присутствия или отсутствия независимой переменной, то любое различие между группами по зависимой переменной должно быть обусловлено изменением независимой переменной.Иначе говоря, если между двумя группами нет никаких других различий, кроме тех, которые вызваны манипуляцией над независимой переменной, резонно заключить, что введение независимой переменной является причиной изменения зависимой переменной.
Определив некоторые из основных особенностей и элементов экспериментального метода, рассмотрим его в действии, используя процедуру и данные одного из наиболее остроумных экспериментов в истории социальной психологии личности.
Психолог Стенли Шахтерзаинтересовался поговоркой «На миру и смерть красна». Обзор соответствующей эмпирической литературы привел Шахтера к заключению, чтолюди, опасающиеся чего-нибудь неожиданного, что может произойти с ними в неизвестной ситуации, предпочитают, чтобы рядом с ними находился другой, пусть даже совершенно чужой человек, чем быть в одиночестве.Если быть более точными, то Шахтер предположил следующее:ГИПОТЕЗА -возрастание тревоги может вызвать нарастающее предпочтение быть рядом с другими – то, что психологи называют «потребностью в аффилиации» (то есть в присоединении к группе).Для проверки этой гипотезы Шахтер пригласил студенток-старшекурсниц. Когда испытуемые пришли на обследование, их приветствовал экспериментатор в белом лабораторном халате, в окружении разнообразного электрического оборудования. Он назвался доктором Зильштейном из отделения неврологии и психиатрии и объяснил, что цель исследования – изучение влияния удара электрического тока на частоту сердечных сокращений и артериальное давление. Затем каждой участнице эксперимента сообщили (индивидуально), что они подвергнутся серии ударов электрическим током, и в это время будут производиться замеры пульса и давления. Для манипулирования уровнем тревоги у испытуемых (независимая переменная) Шахтер использовал два разных описания действия электрического заряда.
Для создания «высокотревожной» ситуации половина испытуемых получила предупреждение, сказанное зловещим тоном: « Буду с вами откровенен и расскажу правду о том, что вас ждет. Разряды тока будут очень сильными, очень болезненными. Как вы сами понимаете, в исследованиях такого рода мы должны изучить все, что действительно может помочь человеку, и поэтому просто необходимо, чтобы удары тока были интенсивными». Другой половине испытуемых Шахтер говорил, что удары тока будут весьма умеренными и безболезненными. Например, давалось такое объяснение: «Пусть слово «удар» вас не беспокоит. Не сомневаюсь, что эксперимент доставит вам удовольствие. Уверяю вас, все, что вы почувствуете, ни в коей мере не будет болезненным. Это будет похоже скорее на щекотку, чем на что-то неприятное». На самом деле в исследовании Шахтера никакие удары тока не были запланированы. Инструкция служила цели моделирования у испытуемых различных уровней тревожности.
После того, как у испытуемых при помощи инструкции было вызвано состояние тревоги Независимая переменная, высокой и низкой, соответственно, экспериментатор говорил им, что придется подождать десять минут, пока он не отрегулирует аппаратуру.Далее, он объяснил, что можно подождать в компании месте со всеми в соседней комнате., а можно и в одиночестве – кто как захочет. После этого каждую студентку спрашивали, может ли она сказать, как предпочитает провести эти десять минут или у нее нет никаких особых предпочтений. То или иное заявление (побыть в одиночестве, остаться вместе с другими) явилось зависимой переменной, которая и интересовала Шахтера.
Как и предполагалось, испытуемые с высоким уровнем тревоги продемонстрировали гораздо более сильное предпочтение побыть с другими, чем испытуемые с низким уровнем тревоги. Процент тех, кто предпочел ждать вместе с другими, был в случае высокой тревожной ситуации почти в два раза выше, чем в случае низкотревожной. Это означало, что изменение уровня тревожности оказало решающее влияние на поведение присоединения (высокая тревожность: вместе - 62,5%, в одиночестве – 9,4%, все равно – 28,1%: низкая тревожность: вместе – 33%; в одиночестве – 7,0%, все равно – 60,0%).
В дальнейшем Шахтер провел другой эксперимент для проверки гипотезы о том, что люди, испытывая тревогу, объединяются только с теми, кто испытывает те же чувства. Двум группам женщин давалась та же инструкция, что и «высокотревожной» группе в предыдущем эксперименте. Испытуемым из одной группы было дано право выбора:ожидать поодиночке или вместе с другими женщинами, участвующими вэксперименте.Испытуемые из другой группы имели возможность в ожидании начала эксперимента или побыть в одиночестве, или в компании студенток, ожидавших консультации. Результаты эксперимента показали, что женщины, находившиеся в состоянии тревоги, предпочитали ожидать только с участницами данного эксперимента, ожидать с теми, кто не был участником эксперимента отказались все (100%) участниц.
Шахтер обобщил полученные результаты, сделав вывод о том, что «в несчастье нужен не просто товарищ, а именно страдающий товарищ». Дальнейшие исследования подтвердили это открытие: люди, находящиеся в тревожной ситуации, предпочитают присоединяться к таким же как они сами.
В зависимости от характера условий экспериментальной ситуации эксперименты делятся на естественные и лабораторные.
1. Естественный эксперимент(иногда его называют полевым) основан на управлении поведением исследуемых в повседневных обстоятельствах их жизни путем введения ряда воздействующих и контролируемых исследователем факторов. Условия, используемые при проведении естественного эксперимента, не содержат в себе чего-то необычного, искусственного, непривычного для протекания, а органично включены в него, являются его составной частью.Например, можно применить в одном или нескольких классах новые педагогические методы и спустя какое-то время определить их эффективность, сравнивая эти классы с другими, где это изменение не было введено.
Обычность, естественность условий при введении на их фоне экспериментальных переменных позволяет исследователю проследить действие этих переменных и тем самым установить их роль и особенности влияния на изучаемое явление.
Для успешного проведения естественного эксперимента часто необходима полная неосведомленность его участников о том, что их изучают, что созданная ситуация является экспериментальной, в противном случае результаты эксперимента могут быть сильно искажены.
Широко известны полевые эксперименты американского психолога М. Шерифа,положившего начало целой серии экспериментальных исследованиймежгрупповых феноменов. Свои эксперименты М.Шериф проводил в летнем лагере отдыха для подростков. В качестве активного помощника экспериментатора выступала администрация лагеря,создавшая условия, позволяющие изучить эффекты межгрупповой кооперации и конфликта.На первый взгляд, жизнь подростков в лагере была вполне традиционной, например, в лагере проводились состязания. Но их особенностью было то, что одна из групп однозначно оказывалась победителем, а друга все время терпела поражения. В другой серии экспериментов администрация лагеря искусственно создавала трудности, которые можно было устранить только совместными усилиями соревнующихся групп,задавая экспериментальным путем характер межгруппового взаимодействия.Исследователь, изучая поведение подростков, мог проследить историю формирования и развития межличностных отношений.
Лабораторный эксперимент – это исследование, проведенное в некоторой искусственной обстановке, в основе которого лежит специально созданная ситуация, позволяющая экспериментатору фиксировать интересующие его зависимости.
В отличие от естественного, лабораторный эксперимент предполагает организацию достаточно искусственной ситуации. Испытуемый в условиях лабораторного эксперимента знает, что с ним экспериментирую, но, как правило, лишен информации о характере задач, которые решаются в ходе эксперимента.
Перенесение эксперимента в лабораторные условия дает исследователю ряд преимуществ.
Во-первых, экспериментатор имеет возможность устранить постороннее влияние, снять излишнюю «зашумленность»ситуации и тем самым отчетливее проследить интересующую его зависимость.
Во-вторых, лабораторные условия позволяют контролировать сразу несколько переменных и точно регистрировать ответы-действия испытуемых.
В-третьих, использование специально оборудованных помещений, измерительной аппаратуры, тренажеров позволяет экспериментатору моделировать реальные условия, которые в повседневной жизни не так часто встречаются или недоступны для наблюдения.
Одним из первых в России лабораторный социально-психологический эксперимент освоил В.М.Бехтерев, начав исследованиеэффективности групповой деятельности.Им было показано, что точность восприятия, продуктивность памяти, наблюдательность индивидов, реализующих совместную деятельность в группах, выше, чем при работе в одиночку.
Техника лабораторного эксперимента совершенствовалась далее в лабораториях Б.Г.Ананьева, Е.С.Кузьмина, В.Н. Мясищева и др.
Особое место среди лабораторных экспериментов, например, в социальной психологии занимает аппаратурный эксперимент. В социально-психологических исследованиях очень часто используются приборы, дающие возможность моделировать групповую деятельностью
Примером аппаратурного эксперимента может служить использование аутокинетического эффекта(зрительной иллюзии движения неподвижной светящейся точки в полной темноте) при исследовании внушаемости членов группы. Взяв за основу тот факт, что мерцающая точка в темноте кажется наблюдателю блуждающей, исследователь просил испытуемых внимательно следить за точкой и не пропустить тот момент, когда она, по их мнению, начнет двигаться, и определить направление движения. Пока испытуемые исследовали поодиночке, их ответы значительно отличались друг от друга. Так, одному казалось, что точка движется «вверх и вправо», другому – «только вправо», третьему – «вниз и влево» и т.д. Но как только испытуемые оказались вместе и получали возможность обмениваться мнениями, картина резко менялась – содержание их суждений начинало сближаться. Выяснилось, что на ответ испытуемого оказывает определенное влияние мнение других испытуемых, а наличие или отсутствие этого влияния связано с принадлежностью этих других к референтной группе индивида и их социометрическим статусом.
Проведение эксперимента в социально-психологических исследованиях всегда связано с определенными трудностями и требует от экспериментатора не только превосходного владения техникой его проведения, но прежде всего умения правильно его планировать: структурировать общую гипотезу, определять выбор логической схемы, определяющей характер процедур и порядок различных этапов эксперимента, составить репрезентативную выборку испытуемых и т.д.
Следует иметь в виду, что на достоверность и надежность полученных данных влияет личность экспериментатора, его умение работать с испытуемыми, степень его совместимости с ними, а также добровольное согласие испытуемых на участие в эксперименте.
В зависимости от поставленных целей выделяют несколько видов эксперимента.
1. Экспериментальное изучение существующих явлений -констатирующий эксперимент. Суть констатирующего эксперимента состоит в определении исходных данных для дальнейшего исследования. Данные этого вида эксперимента используются для организации следующих видов эксперимента.
2. Экспериментальная проверка гипотезы, созданной в процессе изучения практического опыта и анализа литературных источников –
- проверочный, или уточняющий, эксперимент).
3. Экспериментальная проверка новых явлений, возникающих в результате введения нового фактора, реализации вновь созданных моделей и проектов- творческий, созидательный, преобразующий, формирующий эксперимент.
4. Контрольный эксперимент- основное внимание сосредоточено на проведении более тщательной экспериментальной проверки (контролирующий эксперимент) результатов формирующего эксперимента.
Решение вопроса о видах и типах эксперимента зависит от ряда моментов:
- цели и конкретной задачи исследования;
- этапа работы исследователя над проблемой;
- средств, используемых для проведения эксперимента.
Первоначальный этап исследования – ориентировочный (пробный, диагностический. Он может начинаться с констатирующего эксперимента – для определения исходных данных (например, уровня предварительных знаний, необходимых для работы в новых условиях).
Если проверка исходных данных дает положительный результат, т.е. подтверждается наличие этих данных, то можно переходить к формирующему эксперименту. Предварительно проанализировав и обработав полученные результаты.
На следующем этапе конкретного исследования основное внимание сосредоточено на проведении более тщательной экспериментальной проверки (контролирующий эксперимент) результатов формирующего эксперимента.
При проведении любого эксперимента для получения объективных и достоверных данных существенную роль играет планирование эксперимента. Планом эксперимента определяется характер отдельных этапов эксперимента и порядок их проведения.
Планирование эксперимента
Эксперименту предшествует значительная теоретическая работа, которая включает в себя изучение состояния разработанности проблемы как в научно-теоретической и методической литературе, так и в практике. Это предполагает уяснение актуальности выбранного направления исследования, обоснование исходных концептуальных положений относительно объекта и предмета, цели и задачи исследования, формулирование гипотезы их успешного решения и, наконец, определение условий констатирующего или формирующего эксперимента и показателей эффективности его осуществления.
Хотя цель любого эксперимента сводится к экспериментальной проверке той или иной гипотезы, либо теории, все же до начала эксперимента следует не только располагать его общей идеей, но и тщательно продумать план его проведения, а также возможные результаты и способы их обработки и интерпретации.
Собственно выбор того или иного типа эксперимента, как и конкретный план его проведения, в существенной мере зависит от той научной проблемы, которую предстоит разрешить с помощью эксперимента. Одно дело, когда эксперимент предназначен для предварительной оценки и проверки гипотезы (например, в констатирующем, поисково-проблемном эксперименте), и совсем другое, когда речь идет о количественной проверке той же самой гипотезы (например, в формирующем, созидательно-преобразующем эксперименте).
В первом случае можно ограничиться общей, качественной констатацией зависимостей между существенными факторами и свойствами исследуемого процесса; во – втором – требуется количественно выразить эти зависимости.
Вообще принять считать, что единого шаблона, с помощью которого можно было бы строить эксперимент для решения исследуемых проблем, не существует. Самое большое, что можно сделать – это наметить общую стратегию и дать некоторые общие рекомендации по построению и планированию эксперимента.
План эксперимента должен включать:
- цели и задачи эксперимента;
- место и время проведения эксперимента и его объем;
- определить этапы проведения эксперимента;
- характеристику участвующих в эксперименте;
- описание материалов, используемых для эксперимента;
- описание методики проведения эксперимента и применения частных методов исследования;
- методику наблюдения, тестирования и т.п. в ходе эксперимента (инструментарий);
- описание методики обработки результатов эксперимента.
Методика проведения экспериментаразнообразна и зависит от его длительности и целей, от сложности структуры изучаемого объекта и других факторов.
При ее разработке необходимо:
1. определить исходные данные и гипотезу, предварительно осуществив наблюдение над изучаемым явлением или объектов (констатирующий эксперимент);
- подобрать объекты и создать условия, по возможности выровненные для экспериментирования;
- систематически наблюдать за ходом развития изучаемого явления и точно фиксировать факты;
Проводить регистрацию, измерения, оценку фактов с помощью различных средств и методов (анкет, тестов, математического аппарата);
- создавать повторяющиеся ситуации и ситуации с изменением характера условий;
- подтверждать или опровергать полученные ранее результаты;
Переходить от эмпирических материалов к логическим обобщениям, осмыслению собранных данных, сопоставлению их с требованиями науки, формулирование окончательных выводов о результатах исследования, а также разработка рекомендация для внедрения в практику.
Не подлежит сомнению, что экспериментальный метод является мощной эмпирической стратегией. В отличие от других, экспериментальный метод позволяет исследователям не только контролировать и предсказывать определенные феномены, но и давать им объяснение. Где бы он ни применялся, этот метод дает возможность получать информацию, которую не добыть с помощью других методов. Эксперимент обеспечивает получение ценного фактического материала, его обобщение и систематизацию, установление взаимосвязей между различными элементами и компонентами объекта (предмета) исследования, только эксперимент приводит к накоплению данных, которые затем подвергаются анализу с помощью теоретических методов познания.
И, темнее менее, экспериментальный метод имеет свои ограничения.Например, рассмотрим ограничения в применении экспериментального метода в области психологии личности.
Во-первых, некоторые проблемы изучать экспериментальным путем просто неэтично, хотя это было бы очень просто осуществить.Например, психологи не могут преднамеренно моделировать условия, представляющие потенциальный риск для испытуемых, угрожающие или чреватые возможностью получения каких-либо повреждений. Представьте себе исследователя, заинтересованногов изучении влияния хронического одиночества на самооценку и развитие депрессии у детей.Несомненно, это эмпирически важный вопрос, но очевидные этические соображения мешают собрать сотню десятилетних детей, в случайном порядке отобрать из них пятьдесят и поместить их в такие экспериментальные условия, в которых они не имели бы возможности близко общаться с окружающими.
Более 160 экспериментов, которые наглядно демонстрируют законы физики и химии, сняты, смонтированы и выложены в сеть на научно-познавательном видео-канале «Простая наука». Многие из опытов настолько просты, что их легко повторить и дома – они не требуют специальных реактивов и приспособлений. О том, как сделать простые химические и физические опыты в домашних условиях не только интересными, но и безопасными, какие эксперименты увлекут малышей, а какие будут любопытны школьникам, «Летидору» рассказал Денис Мохов, автор и главный редактор научно-познавательного видео-канала «Простая наука» .
– С чего начался ваш проект?
– Я с детства люблю различные опыты. Сколько себя помню, собирал различные идеи для экспериментов, в книгах, телепередачах, чтобы потом самостоятельно их повторить. Когда я сам стал отцом (моему сыну Марку сейчас 10 лет), для меня всегда было важно сохранить любознательность в сыне и, конечно, суметь ответить на его вопросы. Ведь, как и любой ребёнок, он смотрит на мир совершенно иначе, чем взрослые. И и в определенный момент его самым любимым словом стало слово «почему?». Именно из этих «почему?» начались домашние опыты. Ведь рассказать – это одно, а показать – совсем другое. Можно сказать, что любопытство моего ребёнка послужило импульсом для создания проекта «Простая наука».
– Сколько лет было вашему сыну, когда вы начали практиковать домашние опыты?
– Опытами дома мы занимаемся c того момента, как сын пошел в детский сад, где-то после двух лет. Сначала это были совершенно простые эксперименты с водой и равновесием. Например, реактивный пакет , бумажные цветы на воде , две вилки на спичечной головке . Сыну сразу понравились эти забавные «фокусы». Причем ему, как и мне, всегда интересно не столько наблюдать, сколько повторить их самостоятельно.
–
С маленькими детьми можно провести интересные эксперименты в ванной: с лодочкой и жидким мылом , бумажным корабликом и воздушным шаром,
теннисным шариком и струей воды . Ребенок с самого рождения стремится познавать все новое, эти зрелищные и красочные опыты ему обязательно понравятся.
Когда же мы имеем дело со школьниками, пусть даже и первоклассниками, тут уже можно развернуться вовсю. В этом возрасте детям интересны взаимосвязи, они будут внимательнее наблюдать эксперимент, а потом искать объяснение, почему происходит так, а не иначе. Здесь как раз можно разъяснить суть явления, причины взаимодействий, пусть даже и не совсем научными терминами. И, когда на школьных уроках ребенок столкнется с подобными явлениями (в том числе в старших классах), объяснения учителя ему будут понятны, ведь он это уже знает с детства, у него есть личный опыт в этой области.
Интересные эксперименты для младших школьников
**Пакет, проткнутый карандашами**
**Яйцо в бутылке**
Резиновое яйцо
**– Денис, что посоветуете родителям в плане безопасности домашних экспериментов?** – Опыты я бы условно разделил на три группы: безобидные, опыты, требующие аккуратности и опыты, и последнее **–** опыты, требующие соблюдения техники безопасности. Если вы демонстрируете, как две вилки стоят на кончике зубочистки, то это первый случай. Если вы делаете опыт с атмосферным давлением, когда стакан с водой накрывают бумажным листом и затем переворачивают, то тут нужно быть аккуратным и не пролить воду на электроприборы **–** делайте опыт над раковиной. Когда в опытах участвует огонь, припасите сосуд с водой на всякий случай. А если используете какие-либо реактивы или химикаты (пусть даже обыкновенный уксус), тут лучше выйти на свежий воздух или в хорошо проветриваемое помещение (например, балкон) и еще обязательно надеть на ребенка защитные очки (можно использовать лыжные, строительные или солнцезащитные).
**– Где взять реактивы и приспособления?** **– ** Дома для проведения опытов с детьми до 10 лет лучше всего использовать общедоступные реактивы и приспособлениями. Это то, что есть у каждого из нас на кухне: сода, соль, куриное яйцо, вилки, стаканы, жидкое мыло. Безопасность в нашем деле превыше всего. Особенно, если ваш «юный химик» после успешных экспериментов вместе с вами, попытается повторить опыты самостоятельно. Только не нужно ничего запрещать, все дети любознательны, а запрет подействует как дополнительный стимул! Лучше объяснить ребенку, почему некоторые эксперименты нельзя делать без взрослых, что есть определенные правила, где-то нужна открытая площадка для проведения опыта, где-то необходимы резиновые перчатки или очки. **– Была ли в вашей практике такие случаи, когда эксперимент оборачивался экстренной ситуацией?** **– ** Ну, дома ничего такого не было. Зато в редакции «Простой науки» частенько случаются казусы. Однажды, снимая опыт с ацетоном и оксидом хрома, мы немного не рассчитали пропорции, и опыт чуть было не вышел из-под контроля.
А недавно, при съемках для канала Наука 2.0, мы должны были сделать зрелищный эксперимент, когда 2000 шариков для настольного тенниса вылетают из бочки и красиво падают на пол. Так вот, бочка оказалась довольно хрупкой и вместо красивого полета шариков получился взрыв с оглушающим грохотом. **– Откуда берете идеи для опытов?** **–** Идеи находим в интернете, в научно-популярных книгах, в новостях о каких-то интересных открытиях или необычных явлениях. Основные критерии **–** зрелищность и простота. Стараемся выбирать те эксперименты, которые легко повторить дома. Правда, иногда мы выпускаем «деликатесы» **–** опыты, для которых нужны необычные приспособления, специальные ингредиенты, но это бывает не слишком часто. Иногда советуемся с профессионалами из тех или иных областей, например, когда делаем опыты по сверхпроводимости при низких температурах или в химических опытах, когда требуются редкие реактивы. В поиске идей нам также помогают наши зрители (число которых в этом месяце перевалило за 3 миллиона), за что мы их, конечно, благодарим.
Домашние опыты для детей 4 лет требуют фантазии и знания простых законов химии и физики. «Если эти науки в школе давались не очень хорошо, придется наверстывать упущенное время», подумают многие родители. Это не так, опыты могут быть очень простыми, не требующими особых познаний, умений и реактивов, но в то же время объясняющими фундаментальные законы природы.
Опыты для детей в домашних условиях помогут на практическом примере объяснить свойства веществ и законы их взаимодействия, пробудят интерес к самостоятельному исследованию окружающего мира. Интересные физические опыты научат детей быть наблюдательными, помогут логически мыслить, устанавливая закономерности между происходящими событиями и их следствием. Возможно, малыши не станут великими химиками, физиками или математиками, но навсегда сохранят в душе теплые воспоминания о родительском внимании.
Из этой статьи вы узнаете
Незнакомая бумага
Малышам нравится делать из бумаги аппликации, рисовать рисунки. Некоторые дети 4 лет осваивают искусство оригами вместе с родителями. Все знают, что бумага мягкая или плотная, белая или цветная. А на что способен обычный белый лист бумаги, если с ним поэкспериментировать?
Оживший бумажный цветок
Из листа бумаги вырезают звездочку. Загибают ее лучи внутрь в виде цветка. В чашку набирают воду и опускают звездочку на поверхность воды. Через некоторое время бумажный цветок, точно живой, начнет раскрываться. Вода намочит волокна целлюлозы, из которых состоит бумага, и расправит их.
Прочный мостик
Этот опыт с бумагой будет интересен для детей 3 лет. Спросите у малышей, как положить на середину тонкого листа бумаги между двумя стаканами яблоко, чтобы оно не упало. Как сделать бумажный мостик достаточно прочным, чтобы он выдерживал вес яблока? Сворачиваем лист бумаги гармошкой и кладем на опоры. Теперь он выдерживает вес яблока. Это объяснятся тем, что изменилась форма конструкции, которая и сделала бумагу достаточно прочной. На свойстве материалов становится прочнее в зависимости от формы, основаны проекты многих архитектурных творений, например, Эйфелева башня.
Ожившая змейка
Научные доказательства движения теплого воздуха вверх можно привести при помощи простого опыта. Из бумаги вырезают змейку, разрезая круг по спирали. Оживить бумажную змейку можно очень просто. В ее голове делают небольшую дырочку и подвешивают за нитку над источником тепла (батареей, обогревателем, горящей свечой). Змейка начнет быстро вращаться. Причина этого явления – восходящий вверх теплый поток воздуха, который раскручивает бумажную змейку. Точно так можно сделать бумажных птичек или бабочек, красивых и разноцветных, повесив их под потолком в квартире. Они будут вращаться от движения воздуха, как будто летая.
Кто сильнее
Этот занимательный эксперимент поможет установить какая фигура из бумаги более прочная. Для опыта понадобятся три листа офисной бумаги, клей и несколько тонких книг. Из одного листа бумаги склеивают колонну цилиндрической формы, из другого – треугольной формы, а из третьего – прямоугольной. Ставят «колонны» вертикально и испытывают их на прочность, аккуратно размещая сверху книги. В результате опыта окажется, что треугольная колонна самая слабая, а цилиндрическая самая сильная – она выдержит наибольший вес. Недаром колонны в храмах и зданиях делают именно цилиндрической формы, нагрузка на них распределяется равномерно по всей площади.
Удивительная соль
Обычная соль есть сегодня в каждом доме, без нее не обходится ни одно приготовление еды. Можно попробовать сделать красивые детские поделки из этого доступного продукта. Понадобится только соль, вода, проволока и немного терпения.
Соль имеет интересные свойства. Она может притягивать к себе воду, растворяясь в ней, увеличивая при этом плотность раствора. Но в перенасыщенном растворе соль опять превращается в кристаллы.
Для проведения эксперимента с солью из проволоки сгибают красивую симметричную снежинку или другую фигурку. В банке с теплой водой растворяют соль, пока она не перестанет растворяться. Опускают в банку согнутую проволоку, и ставят в тенек на несколько дней. Проволока обрастет в результате кристаллами соли, и станет похожа на красивую ледяную снежинку, которая не растает.
Вода и лед
Вода существует в трех агрегатных состояниях: пар, жидкость и лед. Цель этого опыта познакомить детей со свойствами воды и льда и сравнить их.
В 4 формочки для льда наливают воду, и помещают их в морозилку. Чтобы было интереснее можно подкрасить воду перед замораживанием разными красителями. В чашку наливают холодную воду, и бросают туда два кубика льда. По поверхности воды поплывут простые ледяные кораблики или айсберги. Этот опыт докажет, что лед легче воды.
Пока кораблики плавают, оставшиеся кубики льда посыпают солью. Смотрят, что будет происходить. Через короткое время, не успеет еще комнатный флот в чашке пойти ко дну (если вода довольно холодная), кубики, посыпанные солью, начнут рассыпаться. Это объясняется тем, что температура замерзания соленой воды ниже, чем обычной.
Огонь, который не сжигает
В давние времена, когда Египет был могущественной страной, Моисей убежал от гнева фараона и пас в пустыне стада. Однажды он увидел странный куст, который горел и не сгорал. То был особый огонь. А могут ли предметы, которые охвачены обычным пламенем, остаться целыми и невредимыми? Да, такое возможно, это можно доказать при помощи опыта.
Для эксперимента понадобится лист бумаги или денежная купюра. Столовая ложка спирта и две столовые ложки воды. Бумагу смачивают водой, чтобы вода в нее впиталась, сверху поливают спиртом и поджигают. Появляется огонь. Это горит спирт. Когда огонь погаснет бумага останется целой. Экспериментальный результат объясняется очень просто – температуры горения спирта, как правило, недостаточно для того, чтобы испарить влагу, которой пропитана бумага.
Природные индикаторы
Если малыш хочет почувствовать себя настоящим химиком, можно изготовить для него специальную бумагу, которая будет менять цвет в зависимости от кислотности среды.
Природный индикатор готовят из сока краснокочанной капусты, содержащей антоцианин. Это вещество изменяет цвет в зависимости от того с какой жидкостью контактирует. В кислом растворе бумага, пропитанная антоцианином, окрасится в желтый цвет, в нейтральном растворе станет зеленой, а в щелочном – синей.
Для приготовления природного индикатора возьмите фильтровальную бумагу, кочан красной капусты, марлю и ножницы. Капусту тонко нашинкуйте и выжмите сок через марлю, помяв руками. Пропитайте лист бумаги соком и просушите. Затем разрежьте сделанный индикатор на полоски. Ребенок может опускать бумажку в четыре разные жидкости: молоко, сок, чай или мыльный раствор, и смотреть, как будет изменяться цвет индикатора.
Электризация трением
В древности люди заметили особую способность янтаря притягивать легкие предметы, если его потереть шерстяной тканью. Знание об электричестве они еще не имели, поэтому объясняли это свойство, духом, живущим в камне. Именно от греческого названия янтаря – электрон и произошло слово электричество.
Такими удивительными свойствами обладает не только янтарь. Можно провести простой опыт, чтобы увидеть как стеклянная палочка или пластмассовая расческа притягивает к себе маленькие кусочки бумаги. Для этого стекло нужно потереть шелком, а пластмассу шерстью. Они начнут притягивать мелкие обрывки бумаги, которые будут к ним липнут. Через время эта способность предметов пропадет.
Можно обсудить с детьми, что это явление происходит благодаря электризации трением. При быстром трении ткани о предмет могут появиться искры. Молния в небе и гром – это тоже следствие трения воздушных потоков и возникновения разрядов электричества в атмосфере.
Растворы разной плотности – занятные подробности
Получить разноцветную радугу в стакане из жидкостей разных цветов можно, приготовив желе, и заливая его слой за слоем. Но есть способ более простой, хотя не такой вкусный.
Для проведения опыта понадобится сахар, постное масло обычная вода и красители. Из сахара, готовят концентрированный сладкий сироп, а чистую воду окрашивают красителем. В стакан наливают сахарный сироп, потом аккуратно по стенке стакана, чтобы жидкости не смешались, наливают чистую воду, в конце добавляют постное масло. Сахарный сироп должен быть холодным, а подкрашенная вода теплой. Все жидкости останутся в стакане подобно маленькой радуге, не смешиваясь между собой. На дне будет самый плотный сахарный сироп, вверху водичка, а масло, как самое легкое окажется поверх воды.
Цветной взрыв
Еще один интересный эксперимент можно провести, используя различную плотность растительного масла и воды, устроив в банке цветной взрыв. Для опыта понадобится банка с водой, несколько ложек растительного масла, пищевые красители. В небольшой емкости смешивают несколько сухих пищевых красителей с двумя ложками растительного масла. Сухие крупинки красителей не растворяются в масле. Теперь масло выливают в банку с водой. Тяжелые крупинки красителей будут оседать на дно, постепенно освобождаясь из масла, которое останется на поверхности воды, образуя цветные завихрения, как от взрыва.
Домашний вулкан
Полезные географические знания могут быть не такими скучными для четырехлетнего малыша, если вы устроите наглядную демонстрацию извержения вулкана на острове. Для проведения опыта понадобится пищевая сода, уксус, 50 мл воды и столько же моющего средства.
Небольшой пластиковый стаканчик или бутылку устанавливают в жерло вулкана, вылепленное из цветного пластилина. Но прежде в стаканчик насыпают пищевую соду, наливают воду, подкрашенную в красный цвет и моющее средство. Когда импровизированный вулкан готов, в его жерло наливают немного уксуса. Начинается бурный процесс пенообразования, из-за того, что сода и уксус вступают в реакцию. Из жерла вулкана начинает выливаться «лава», образованная красной пеной.
Опыты и эксперименты для детей 4 лет, как вы убедились, не нуждаются в сложных реактивах. Но они не менее увлекательны, особенно с интересным рассказом о причине происходящего.
