怎么陪孩子做物理试验？

我喜欢把和孩子在一起时有意思、有意义的事记录下来。
今天陪孩子做了一个物理试验，设计一个装置观察气压如何随楼层高度变化。这是学校布置的作业，试验过程总体比较顺利，很成功，孩子很兴奋，也很有成就感。

以前也陪孩子做过几次试验，但感觉这次效果最好，总结一下，大概有几点很重要：

1. 试验过程中的参与感和成就感对于激发孩子学物理的兴趣有很大作用，切勿越俎代庖，把孩子变成了旁观者；

2. 孩子最初提出的设计可能存在很多缺陷，如果孩子是物理学的狂热分子，可以让他自己去试去改进；如果不是，对于关键缺陷还是要适当指出，提出建议，否则孩子碰壁多了，可能热情就没有了；

3. 试验结果的展示方式与效果要重点考虑，好的展示效果可以给孩子更多的成就感。拿我们这个试验举例，随楼层变化，液面高度改变三厘米显然比三毫米更让孩子兴奋。因此这部分的设计应该给孩子更多的建议；

4. 最后一点，试验后趁着孩子有兴趣，启发性地提一些问题，引导她去思考，相比平时能达到事半功倍的效果。

下面是我们这次试验的过程，既是一篇日记，也是对上面几点的补充。

图中是我们制作的试验装置，原理很简单：外部气压会随楼层变化，楼层越高气压越低。外部气压变低时，由于压力差，瓶内气压会把液体压向细管，压力差越大，管内液面越高。

显然，试验成功与否、效果如何，取决于瓶子密封效果、瓶内空气体积、管子内径的大小。

孩子起初并没有考虑这么多，而是在试验装置制作过程中逐渐明白的。这个过程中，我也适时提些建议，遇到困难时，和孩子一起想办法。

孩子先是选了一个小瓶和粗管，显然效果不会太好，跟她讨论一番后换成了大瓶和细管。

液体好办，水加醋就可以了，既易于观察，又安全（孩子把瓶子递给妈妈，说：“妈，帮我倒半瓶醋”，一听就是没有做过饭的主，不知柴米贵）。

孩子用刀在瓶盖上打孔，打得有点大，怎么封堵成了问题。我们试着用蜡封，可是蜡的强度不够，貌似封严了，一安装到瓶子上就裂了。

最后发现用电烙铁打的孔大小正好和管子粗细一样，于是换一个新瓶盖打孔插管，为保证密封，用胶枪在孔边缘抹上一圈胶，终于完美了。

把瓶盖装上，用手轻轻挤压瓶子，管中液面没有变化，说明还有漏气的地方。仔细检查，发现问题出在瓶盖与瓶口之间，我们用的这种瓶子无法拧紧瓶盖。灵光一闪，我提出用食用油试试，食用油粘稠，不易挥发，可能有比较好的密封效果。我们仔细地在瓶盖内侧抹上一圈，再扣到瓶子上，液体立刻沿着细管喷了出来，看来有效果！观察了一会儿，管中液面没有一丁点儿下降的迹象，问题完美解决。

装置制作完毕。试验是在电梯里进行的，这里要感谢黑客王同事，他破解了小区电梯的刷卡系统，用他提供的万能卡，我可以在电梯里选任何楼层。

试验过程不说了，见视频：http://t.cn/R6hJAIH
试验后的总结：http://t.cn/R6hJoaQ

趁孩子高兴，我问了她两个问题：

1. 你刚才记录了一楼和顶楼细管里的液面高度差约3厘米，那么一楼和顶楼之间气压差大约是多少？

2. 液面高度变化只与内外气压差变化有关，那是不是把细管换成粗管后液面高度变化还是这么多？

第一道题孩子答不上来，一讨论，发现原来她脑子里只有上课时老师讲的U形管，而这里没有U形管。讲解一番，她恍然大悟：“原来这是另外一种形式的U形管”，对试验原理有了更清晰的认识，并对“瓶内气压近似保持不变”这个计算前提有了更深的理解。在此基础上，准确地回答了第二题。

试验很成功，效果很好，看得出来孩子的兴趣被调动起来了。我给她提了一个建议：把试验过程写下来，配上图片和视频，给老师同学看看。我看见她眼中一亮，但很快又暗淡下来：“作业太多了，我有很多事想做可没有时间” :-( 。

希望以后学校能安排更多这样的活动。