(获第26届省科技创新大赛二等奖)
摘要------------------------------------- 2
活动正文——
废弃塑料瓶，实验“玩”不停----------------- 3
一、活动背景与选题
二、活动目标
三、活动过程
（一）成立探索小组，进行活动准备
（二）检索资料，讨论实验方案的可操作性，明确分工
（三）分头研究，绘制草图，说明制作与使用
（四）动手制作与调试
（五）活动成果汇报展示
四、活动收获与体会
五、致谢
正文附件——
探索小组成员名单---------------------- 10
塑料瓶实验方案梳理表---------------- 11
各分队塑料瓶系列实验活动照片---- 13
学生感想、家长与老师的评价-------- 17
【摘要】
以生活中最常见也最容易收集到的废弃塑料瓶为载体，开展塑料瓶在科学简易实验中的应用实践活动，利用废弃塑料瓶好好地“玩”一回科学。我们分组对七（上）、七（下）、八（上）的《科学》书、实验册、作业本进行了逐一梳理，罗列了把能利用塑料瓶能完成的实验。在此基础上，我们围绕八（上）已学的科学知识，制作塑料瓶系列实验器材，重温并改进拓展部分老师在课堂演示过的实验，完成许多我们曾经在练习中纸笔“做”过的实验。完成了单一塑料瓶系列，塑料瓶和导管组合系列，塑料瓶与乒乓球组合系列，塑料瓶与气球组合系列，塑料瓶与其他用品的组合系列等5个塑料瓶系列实验。我们还把活动过程中拍下视频与照片制成ppt，利用综合实践活动课，向全班同学和八年级科学组的老师汇报了我们活动的过程，当堂演示了12个实验。利用午休时间，我们还在校园里秀了一把自己制作的小型帕斯卡裂桶实验，受到老师和同学的高度评价。
本次活动尽管是对所学过内容的重温与整理，但通过活动我们获得了亲身参与研究探索的乐趣，学会了如何转化问题，如何合作，如何总结，培养了我们的科学素养和科学精神。在玩中学，大大消除了同学们尤其是女生“科学内容离我有点远”的隔阂，原来科学这么好玩。
废弃塑料瓶，实验“玩”不停
实施者：南海实验初中八（6）班科学探索小组
指导教师：林益挺
一、活动背景与选题
科学课上最让同学们兴奋的是做实验，老师的精彩演示，神奇的实验现象让我们惊羡，尤其是老师用生活中毫不起眼的饮料瓶、吸管等来演示说明一个个科学原理时，深感科学就在我们身边。许多实验做完之后，同学们总觉意犹未尽，纷纷表现出想自己动手去模仿实验的冲动，甚至有同学向老师打听实验用的器材可不可以借用、哪里有买。老师告诉我们，瓶瓶罐罐都可以做实验，许多实验中用到的器材都可以用我们身边熟悉的物品来代替，只要其科学性与原理不变，有时实验效果反而更明显，更有亲和力。
我们几个兴趣相投的同学决定用生活中熟悉的用品来玩玩已经学过内容的实验。我们的想法得到了老师的大力肯定：科学简易实验完全可以用日常物品甚至是废弃物来完成，而且同学们都可以亲身参与。八（上）的《科学》书中就有直接用塑料瓶来做实验的，如研究水的浮力、塑料瓶为什么会变瘪等，老师建议我们发动全班同学利用大家最容易收集到的塑料瓶为载体，组成科学探索小组，开展塑料瓶在科学简易实验中的应用研究实践活动，利用废弃塑料瓶“玩”一把科学。
二、活动目标
1．简易实验具有很强的模仿性和可操作性，每个同学都能自由地进行实验，也能很方便地在班级里展示，既让参与的同学体验实验中成功的快乐，也让全班同学都感受到科学就在我们身边，消除初二以来由于难度加大，在同学们心中普遍存在的“科学内容离我有点远”的隔阂，进一步激发同学学习科学的兴趣。
2．简易实验把深奥的科学原理富于简单的实验之中，把一些看不见摸不着的原理或规律经过同学的亲自实践，很容易将科学知识与实际生活联系起来，是对科学学习的极大补充。通过活动的开展，提高同学的动手能力、观察及分析综合等能力。
3．通过活动把科学学习的空间延伸到课外，延伸到教室外，在实验失败、改进、成功的体验中，促进同学实验技能发展的同时，培养同学的反思、创新能力。
4．通过本次活动，提升同学沟通、交流、合作等素养，学会资料收集、素材处理、知识整理，学会总结，学会做活动记录、写活动报告。
三、活动过程
（一）成立探索小组，进行活动准备。
为了更大程度地激发班级同学参加科技艺术节活动的积极性，周五的科学课上林老师给全班同学介绍前几届学长们的小制作、小发明、开展过的各种科技实践活动以及取得的喜人成绩。看着这些从生活里最常见的物品中延伸出来科技作品，同学们展开了热烈的讨论，充满了奇思妙想，都希望能亲历这样的活动。老师当堂布置的科学双休日作业居然是要同学准备一些塑料瓶，思考利用塑料瓶可以做哪些实验，包含哪些科学知识，写下对自己想做实验的粗略设计方案。老师悄然无声地把活动主题推向了全班，同时也帮我们拉开了塑料瓶实验研究方案的征集以及探索小组人员的海选序幕。
在了解同学们参与的热情及整理同学们方案的基础上，我们成立了班级科学探索小组，刘梦慧任组长，黄湘惠任副组长，叶雨豪、刘丹衍、袁静仪、金哲、谢祯升、李丹婷、胡译尹、高一文、唐舟潮、史琛榆为核心成员，设置五个小分队，进行了主要分工，然后开始讨论具体活动的计划，设计了实验方案梳理表和活动记录表。
（二）检索资料，讨论实验方案的可操作性，明确分工。
同学们递交的粗略方案大同小异，基本上是对课堂演示实验的回顾，覆盖面很小。在老师的建议下，我们分组对七（上）、七（下）、八（上）的《科学》书、实验册、作业本进行了逐一梳理，把能利用塑料瓶能完成的实验都给罗列出来。还利用信息课上网查找了用塑料瓶做实验的相关资料。用列表的方式进行整理说明，我们发现能做的实验实在太多了，经小组讨论一致决定围绕八（上）已学的科学知识，制作塑料瓶系列实验器材，重温并改进拓展部分老师在课堂演示过的实验，完成许多我们曾经在练习中纸笔“做”过的实验。
第一分队研究单一塑料瓶系列实验，第二分队研究塑料瓶和导管组合系列实验，第三分队研究塑料瓶与乒乓球组合系列实验，第四分队研究塑料瓶与气球组合系列实验，第五分队研究塑料瓶与其他用品的组合系列实验。各队员之间有不同分工：撰写实验报告、收集实验材料、实验调试、拍照等都有任务分配。
（三）分头研究，绘制草图，说明制作与使用。
1．第一分队：单一塑料瓶系列实验
① 如图1所示，在一个塑料瓶底部同一水平位置的前、后、左、右对称的各处，用锥子钻四个孔径大小相同的 “针型”小孔，瓶内部装满水，每个孔径射出水的水平距离一样远。可以得出“同一种液体内部在相同深度的地方，液体向各个方向均存在压强且压强相等”。
② 利用图1装置，装满水后用瓶盖盖紧，这时水不流出，如果旋开瓶盖，则水会喷出，可说明大气压的存在。
③ 如图2所示，在塑料瓶的侧壁上的不同高度的地方钻几个小孔，再往瓶内倒水，比较水从孔中喷出距离的远近，可以得出“液体压强跟深度有关，深度越大，压强越大”。
图1 图2 图3 图4
④ 如图3所示，在塑料瓶靠近底部的地方用缝衣针钻两个相距
5毫米
左右的小孔，小心地灌入清水，注意瓶外不要沾有水滴，可以看到从两孔中射出两股独立的细流。一旦用手指捋一下两个小孔，两股细流就合二为一了，这是因为水分子间有引力的作用。
⑤ 如图4所示，研究压力的作用效果与压力大小和受力面积大小的关系。
⑥ 如图5所示，
在2只大塑料瓶上分别加入浓盐水和
淡水，贴上海水、河水的标签，将小矿泉水瓶装一些沙子分
别放入海水、河水中，在不同的吃水线用记号笔划线，观察
实验中不同的吃水深度。
⑦ 将一装满水的饮料瓶浸没于水中，抓住瓶底向上提，会发现在瓶口未离开水面之前，瓶里始终充满水（如图6乙所示），若在瓶底钻一小孔，会发现瓶中水面下降与瓶外水面相平（如图6丙所示）。
2．第二分队：塑料瓶和导管组合系列实验。
① 如图7所示，在管上标上刻度，小心地吹入一段红墨水，再将此瓶盖盖紧塑料瓶，一个温度计就制作好了。
② 如图8所示，制作伽利略温度计。利用伽利略气体温度计，在塑料瓶底平铺一层棉花，滴上少许乙醚，可以看到红色液体沿玻璃管上升，这可以说明液体汽化吸热和大气压的存在。
图7 图8 图9 图10
③ 如图9所示，塑料瓶中盛大半瓶水，加少许红墨水，用瓶塞塞紧，再向瓶中吹气，使水沿玻璃管上升到瓶口以上，在不同高度的地方可以观察到大气压随高度而变化的情景。
④ 制作自动浇花机模型（图10）。太阳光照射，温度升高，容器内压强增大，使水流出。温度下降时，容器内压强减小，外界空气从细管进入容器内，使得下一次温度升高时又可以浇水。
⑤ 帕斯克裂桶实验。取一个塑料瓶，用刀片将瓶壁划透，用橡皮筋扎紧，瓶口塞入带导管的橡胶塞，用较长的橡皮管连接导管和漏斗，通过漏斗往瓶里加满水，此时瓶壁没有水流出，当把漏斗拉高时，水从瓶壁划痕处流出，很深刻地就理解了液体压强与深度的关系。
3．第三分队：塑料瓶与乒乓球组合系列实验
① 如图11所示，将瓶口朝下，把乒乓球放在瓶颈处从上面倒水，即使水满了，乒乓球也不会浮起来，用手从下面堵住瓶口时，乒乓球就会浮起来。从而说明浮力是液体对浸在其中的物体向上与向下的压力差。
② 如图12所示，用橡皮筋拉着乒乓球，向瓶里到水，看到橡皮筋被逐渐拉长，直到乒乓球全部浸没后，再向里倒水，橡皮筋长度不变。说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
图11 图12 图13
③ 如图13所示，乒乓球用细线系好固定在瓶盖上，往塑料瓶里加入适量的水，正放时球没浸入水中，倒放时球浸没水中，不论倾斜瓶子与否，细线始终与水平面垂直，从而生动形象地表明重力的方向总是竖直向下的、浮力的方向总是竖直向上的。
4．第四分队：塑料瓶与气球组合系列实验。
① 剪去塑料瓶底，在瓶盖上扎一小孔，然后用细线系住吹鼓的小气球，通过瓶盖上的小孔将气球拉入瓶内，将瓶倒置，用手堵住瓶盖上的小孔，再向瓶内注水，如图14所示。通过加水或向下拉细线，调整气球在水中的深度，同时观察气球的形状。可以验证液体内部的压强随深度的增加而增大这一结论。 图14
②
用剪刀剪去饮料瓶底，将气球按图
15
反扣在瓶口。将另一气球割开，用细线和气球膜封住饮料瓶底部，分别用手向下拉瓶底的膜（图
16
）和用手向上压瓶底的膜（图
17
），发现了瓶内的气球体积出现了图示的变化。从而验证气体的压强随着气体的密度的增大而增大，一定质量的气体压强随着气体体积的增大而减小。
图15 图16 图17
利用此装置，也可以模拟说明人的肺是如何吸气与呼气的。 图18
5．第五分队：塑料瓶与其他用品的组合系列实验。
①将一塑料瓶倒立，去底，逐层放入棉花、纱布、细沙、碎石，制作简易过滤器。
② 物体浮、沉、悬的演示器。用红色漆笔在玻璃小漂流瓶纵向标上刻度（便于观察），凉干后可用。在大瓶里装入适量的水，在小瓶里装入适量的水后倒置（开口向下）放入大瓶的水中直到刚好能够浮在水面为宜，在大瓶口处密封上塑料膜，盖严瓶盖，保持大瓶瓶口始终向上，如图18所示。用手轻轻的挤压大瓶侧壁， 看到内部小瓶下沉、上浮、悬浮的现象，比较“小瓶下沉、上浮、悬浮”与“小瓶进水、排水”的一一对应关系，说明内部小瓶是靠改变自重与浮力的关系来实现下沉、上浮、悬浮的。
③ 用光滑平整的塑料瓶装水模拟晶状体，研究近视眼与远视眼的成因。
（四）动手制作与调试
各小分队根据自己的需求，利用各种型号的塑料瓶开始制作实物作品。在制作过程中使用工具中最多的是剪刀、小刀、万能胶水等。在制作过程中，组员们碰到了很多困难，如在橡胶塞上打孔连接玻璃导管，装置的密封性处理等，林老师和实验室的老师给了我们很多的指导与帮助。装置做出来后，有的在实验时效果不如人意，大家在调试与改进上花了很多功夫，也做了多种不同替代的尝试，通过大家的通力合作，困难一一被攻克。各个小组经过努力，终于成功完成了各个系列的塑料瓶实验。看着自己辛苦劳作的成果，体验到成功的喜悦，大家都情不自禁地欢呼起来。
（五）活动成果汇报展示
我们把活动过程制成ppt，利用综合实践活动课，向全班同学和八年级科学组的老师汇报了我们活动的过程，播放了活动视频与照片，当堂演示了12个实验。受到老师和同学的赞扬。（ 利用午休时间，我们在校园里演示了帕斯卡裂桶实验，引来了众多同学的观看，有围观的、有路过者停下脚步的、有学习者从教室窗户里探出头来的，热闹的场面让我们激动不已。
四、活动收获与体会
四、活动收获与体会
经过这一次以塑料瓶为主题的实践活动，动手做科学，不仅丰富了我们的知识，也锻炼了我们自己动手做实验的能力，也知道了科学其实就是从生活中来的，只要我们平时留心观察，就会有很多有趣的科学实验。我们在实验的过程中也碰到了许多困难，有些实验用具我们无法买到，于是我们动脑也想出了可以用其他器材来代替。这些都让我们在研究中提高了独立思考的能力。做了那么多实验，起初的时候觉得我们要完成那么多实验会很难，但是在每个成员的共同努力下，我们一起团结协作，互相帮助还是成功地完成了。看着这些成果，我们的心中充满了自豪感。通过自己做出来的和老师上课演示的实验感觉真是不一样。在综合实践活动课中展示我们的活动成果，使我们从以前的观众升格为科学实验的表演者，我们对实验器材不断改进，设法组合，扩展了我们科学实验的思路，加深了对科学实验的认识，以玩促学，以实验为中心的学习方法逐渐在同学意识里形成。这次活动也培养了我们的科学素养和科学精神，我们在实验过程中带着问题去学习，体验着成功的快乐和挫折的困惑，在老师的指导下学会了如何转化问题，如何合作，如何总结。本次活动尽管是对所学过内容的重温与整理，在这一过程中，我们学到了一定的研究方法，获得了亲身参与研究探索的乐趣。也使我们更加关注起平时身边的发生的事情，积累经验，提高了对科学的热情。今后我们要多做这些有意义的实验，在实验中学习，收获更多的知识与乐趣！
五、致谢
本次活动，得到了林益挺老师的指导，给了我们很多宝贵的建议与改进意见，还有实习老师周琳、班主任老师王珊珥、实验室老师的大力支持与帮助。我们的父母对我们的活动予以了全力的支持，班级同学为我们源源不断地提供实验用的塑料瓶。在这里一并致谢！
正文附件
附件1：探索小组成员名单
附件2：塑料瓶实验方案梳理表
附件3：各分队塑料瓶系列实验活动照片
附件4：同学的感想、家长与老师的评价
