Опыты со льдом для дошкольников. Свойства снега и льда
Под опытами понимаются наблюдения за природными явлениями, организованные в специальных условиях. Проводиться они могут и в детском саду. Дошкольникам вполне под силу уяснить для себя не одни лишь внешние проявления природных фактов, но и очевидные взаимосвязи между ними.
Нужны ли опыты для дошкольников?
Какие закономерности под силу понять ребенку детсадовского возраста? Достаточно уверенно можно говорить о различных состояниях веществ, переходе их в другие качества, особенностях воздуха, свойстве песка пропускать воду и тому подобном.
Опыты для дошкольников помогают оттачивать логическое мышление, способности к сравнению и правильным выводам. Дети учатся формулировать собственные суждения, а также отстаивать их.
В основе каждого из них должны лежать представления, имеющиеся у ребенка на момент начала эксперимента. Причём дети в процессе должны принимать самое активное участие. Обсуждая с ними результаты, следует стимулировать дошкольников высказывать самостоятельные суждения. Благодаря несложным экспериментам малышей можно познакомить с немалым количеством характеристик воды, глины, песка и т. п.
Для примера рассмотрим опыты со льдом для детей детского сада, объясняющие свойства воды, а также другого хорошо известного ее состояния - льда. Казалось бы, вода - всем давно знакомое и привычное вещество, но как много неизвестного может узнать ребёнок в ходе хорошо подготовленного эксперимента!
Лед в кипятке
Итак, приступим. В первом из наших экспериментов участвуют и огонь, и вода, и лед. Точнее, мы с вами попробуем совместить лед и кипящую воду. Несложное оборудование, которое потребуется нам для этого, состоит из пробирки, спиртовой горелки, грузика, а также холодной воды и нескольких льдинок. В целом опыты со льдом в старшей группе (или подготовительной - малышам их понять пока трудновато) не требуют большого количества сложных инструментов и приборов.
Что знает ребенок на момент начала эксперимента? Дошкольникам обычно уже известно, что в горячей (не говоря уже о кипящей) воде лед имеет свойство быстро таять. Попробуем выяснить (это и будет целью нашего опыта) - а возможно ли такое: вода кипит, а лед остается твердым.
Как проводится эксперимент: берем пробирку и наполняем водой, затем бросаем туда кусочек льда. А так как он легче, чем вода, и имеет свойство всплывать, сверху придавливаем его медным грузиком, но при этом льдинки должны со всех сторон быть окружены водой.
И огонь, и вода, и лед - будьте осторожны!
Затем верхнюю часть пробирки начинаем нагревать на пламени спиртовой горелки - именно лишь верхнюю ее часть. Спустя совсем небольшой промежуток времени вода закипает - из пробирки выделяется пар. Но почему же на дне лежащий лед не тает, что за чудо природы?
Весь фокус в том, что кипящая вода находится лишь в верхней части пробирки, а на дне она остается холодной, то есть наш лёд не "в кипятке", а "под кипятком". Как известно, под воздействием тепла вода имеет свойство расширяться и становиться легче, поэтому кипящая вода и не думает опускаться на дно и смешиваться с холодной. Взаимодействия верхнего горячего и нижнего холодного слоев не происходит, нагреться нижняя часть пробирки может лишь путем теплопроводности, но, как известно, данный показатель у воды не слишком высок.
Кстати, самые простые опыты со льдом и снегом, понятные даже крохотному малышу, - это наблюдение на улице за летящими снежинками. Если взять лист бархатной бумаги черного цвета и выйти во двор в снегопад, опустившиеся снежинки на листе продемонстрируют свою безупречную кристаллическую структуру. Постояв немного подольше, мы получим наглядное представление о том, как образуется рисунок из снега.
Повышаем скорость охлаждения
Эксперимент номер 2. Интересные опыты со льдом можно проводить и в индивидуальном порядке - для собственного сына или дочки. Возьмем два крупных куска льда и приготовим пару чашек горячего какао. Это удобнее проделывать в домашних условиях. На чём базируется данный опыт? Скорее всего, ребёнок уже знает, как нагревается на плите, например, кастрюля с супом.
Горячий воздух поднимается вверх. Но таким же свойством обладает и вода, где самый нагретый слой всегда будет наверху. Напомните малышу, что суп на поверхности тарелки всегда горячее, чем на ее дне.
В ходе нашего опыта мы собираемся выяснить, куда именно следует помещать лед для быстрейшего охлаждения жидкости. Итак, ваш ребенок любит какао. Если нет - приготовьте другой напиток, который он с удовольствием выпьет. Поставьте одну из чашек на пластинку льда, а другую накройте таким же ледяным кусочком. Позвольте малышу аккуратно с помощью пальчика и языка выяснить, в какой из чашек процесс охлаждения движется с большей скоростью, и попробуйте вместе поразмышлять, отчего так происходит.
Рассказываем заранее - охладить быстрее получится вторую чашку, ту, которая покрыта сверху льдом. Ведь, как известно, холодная жидкость имеет свойство опускаться вниз, таким образом ускоряя перемешивание слоев.
Цветы из снега
Эксперимент номер 3. Для него приготовьте мыльный раствор и соломинку. К моменту начала опыта дети уже должны знать, что снежинки представляют собой микроскопические кристаллы, образование которых происходит в облаках в холодную погоду. Целью же нашего опыта станет как раз увидеть, как это происходит.
Для проведения его нужно выйти из помещения в ясный морозный день (температура воздуха должна быть достаточно низкой). Почти все опыты со льдом или снегом вне помещения требуют холодной погоды - в оттепель ничего не выйдет.
Попробуйте через соломинку выдуть крупный мыльный пузырь. Снежные "цветы" будут образовываться под тонким слоем пленки и прямо на глазах расти.
Попутно стоит продемонстрировать детям и процесс образования инея. Сделать это еще проще - в мороз берем с собой на улицу чашку с кипятком и закрываем сверху чем-либо металлическим, например, крышкой от кастрюльки. Капельки пара от кипятка осядут на ней и быстро превратятся в на морозном воздухе в кристаллы инея.
Выращиваем сосульки
Эксперимент номер 4. Нам потребуется взять достаточно точный термометр и прикрепить его к длинному шесту, чтобы измерять температуру на крыше небольшой постройки, например сарая или гаража, а также под этой крышей. Знания, которыми должны обладать дети на момент начала эксперимента, несложны - почти все дошкольники уже в курсе, что при положительной температуре вода тает, при отрицательной образуется лед.
На этот раз наши опыты со льдом позволят изучить процесс образования сосулек. И узнать, почему вырастают они на крышах, а не где-то в других местах. И отчего процесс идет гораздо быстрее в солнечную погоду.
На всякий случай уточните, известно ли детям, откуда берутся такие красивые ледяные сосульки. Можно заранее понаблюдать за их ростом на ближайших крышах из окна, выбрав солнечный ясный денек. Заострите детское внимание на парадоксе - почему в мороз новых сосулек не образуется, а растут они лишь на ярком солнышке? Казалось бы, чем холоднее погода, тем больше должно образовываться льда.
Если малыши не в силах сами выстроить логическую цепочку рассуждений, помогите им. Ход мыслей будет таким: что нужно, чтобы появилась сосулька? Прежде всего, вода, затем поверхность, откуда эта вода сможет стекать небольшим ручейком. Ну и, наконец, температура, при которой происходит превращение этой воды в лед. Сочетание трех данных условий оказывается в наличии, если на фоне минусовой температуры начинает пригревать солнышко.
Каким образом это происходит? А вот таким: солнце нагревает лежащий на крыше снег и лед, тот начинает таять, стекающие струйки воды на краю крыши подвергаются перепаду температуры от положительной к отрицательной. Объясняется такой ее скачок тем, что солнечные лучи падают на поверхность гладкой и слегка покатой крыши под самым большим углом, в результате чего та подвергается значительному нагреванию вместе с лежащим снегом.
Раскрасим снег в разные цвета
Эксперимент номер 5. Продолжаем наши опыты со снегом и льдом. Запастись на этот раз придётся некоторым количеством пластиковых бутылок, в которые следует налить горячую воду, причём вода должна быть подкрашена гуашью в разные цвета. Пробку в каждой бутылке следует проколоть иголочкой, сделав небольшое отверстие.
Кроме того, нужно будет взять детскую лопатку и отыскать на территории садика несколько поверхностей, покрытых ровным слоем снега.
Знания, которыми обладают дети на момент начала эксперимента, заключаются в том, что всё (в том числе и снег, и лед) состоит из мелких частичек, именуемых молекулами. В ходе эксперимента мы наглядно продемонстрируем детям, каким образом окрашиваются различные предметы и вещества. А происходит это благодаря проникновению пигмента в структуру того предмета, который мы хотим разукрасить.
Отправляясь на прогулку после снегопада, когда дорожки покрыты свежим пушистым снежком, раздайте детям по бутылке с цветной водой, достаточно горячей, чтобы не сразу замерзла. Посмотрите, где именно снег лег слоями разной толщины.
Предложите детям сделать на его поверхности цветные рисунки, разбрызгивая окрашенную воду. Такое занятие само по себе очень интересно. Возможно, увлекшимся творческим процессом малышам и не захочется обсуждать научную сторону опыта, но это не страшно. Нарисовавшись, они вернутся к изучению предмета.
Предложите лопаткой приподнять снег и обратите детское внимание на то, что толщина прокрашенного слоя зависит от количества вылитой воды и степени пушистости сугроба. Если же мы попробуем покрасить плотные снежки или хорошо утрамбованную поверхность, цветная вода не сможет проникнуть глубже самого верхнего слоя. Результат будет тем нагляднее, чем сильнее мороз на улице.
Получаем чистый лед
Эксперимент номер 6. Запаситесь водой (обычной, соленой и сладкой). Для начала сообщите детям о том, что хотя, как им известно, океанская вода соленая, но лед на поверхности Северного Ледовитого океана пресный. В ходе эксперимента вместе с детьми мы выясним, как происходит освобождение замерзающей воды от примесей в виде сахара и соли.
Для проведения опыта приготовьте заранее несколько ледяных кубиков. Каждый из них, полученный из сладкой, соленой, а также самой обычной пресной воды, аккуратно расколите пополам. Поинтересуйтесь у детей - как они считают, заморозив сладкую либо соленую воду, мы получим такой же лед?
Скорее всего, ответ будет положительным. Но это неправильно - на самом деле кристаллизующаяся в процессе образования льда вода избавляется от чужеродных молекул и примесей. Для подтверждения ваших слов разрешите детям лизнуть ледяные кусочки и убедиться в вашей правоте.
Подводные обитатели
Эксперимент номер 7. Для его проведения вам предстоит, кроме снега, разыскать покрытую прозрачным льдом лужу. Малыши должны уже знать, что прозрачные плоскости позволяют рассматривать то, что под ними находится, непрозрачные - наоборот. Напомнить им это можно, пояснив на примере простого стекла.
В ходе эксперимента мы постараемся разглядеть, что творится на дне глубокой лужи или небольшого прудика. Если в окрестностях такого водоема не наблюдается, придётся организовать его самостоятельно - например, в пределах пластиковой бутыли пятилитрового объёма. Выложите на дне композицию из палочек, камешков, орешков и т. п., затем залейте все водой и поставьте на мороз. После замерзания под прозрачным слоем льда все предметы будут отчётливо просматриваться.
Затем на глазах у детей присыпьте лед снегом, и содержимое бутыли тотчас же скроется из виду. Отчего так происходит? Всё просто - снег, в отличие ото льда, непрозрачный.
Чтобы увеличить познавательную ценность эксперимента, попутно можно пояснить детям и другие свойства снега (сыпучесть, рыхлость, мягкость) и льда (ломкость, хрупкость, твердость). Упомяните и о возможности пораниться об острые края льдинок и необходимости соблюдать осторожность.
Как Дед Мороз расписывает нам окошки
Эксперимент номер 8. Все видели морозные узоры на оконных стеклах. Попробуем воспроизвести их в "лабораторных" условиях. Вместо оконного стекла возьмем кусок пластика или сухую стеклянную пластину, которая заменит нам окно. Еще потребуется чашка горячей воды и различной толщины кисточки. Погода в день проведения эксперимента должна быть достаточно морозной.
Выводя детей на прогулку, предупредите их, что предстоит перевоплотиться в Деда Мороза. Если дети уже достаточно большие, можно заранее обсудить сюжет будущего рисунка, и даже создать на бумаге эскиз.
Выйдя на улицу, на сухую предварительно протертую поверхность стекла с помощью кисточки аккуратно нанесите узор горячей водой. Работать нужно быстро, пока вода не застыла. Повторно проводить кисточкой по тому же месту не следует, а вот после замерзания картинки можно повторить процедуру и сделать все линии толще и заметнее.
Несомненно, существуют и другие опыты со льдом. Кое-что вы можете придумать и сами. Главное - пробудить и поддержать интерес малышей к таким необычным и разнообразным природным явлениям!