基于蜂窝煤炉的科学实践活动
杭州市萧山区朝晖小学少年科学院:科技协作小组 指导老师:金亚军
【内容摘要】蜂窝煤炉虽然即将推出历史舞台,但笔者联系到身边学生,经过进一步思考,发现蜂窝煤炉是开展学生科学实践活动的很好资源。可以让学生了解科技的发展史,探究煤炉的结构原理,唤起学生的科学思考,珍惜现在的美好生活,煤炉的实践操作和团队的合作能力等众多优点。经过对活动的前期充分筹备,进行了针对蜂窝煤炉的历史推敲、解剖和探究蜂窝煤炉、推敲蜂窝煤炉的构造原理、蜂窝煤炉的实践操作等活动,并做好活动的后续成果研究,涌现出大量的活动成果,成为学生喜闻乐见的优秀科技实践活动。
【关键字】蜂窝煤炉:探究预设 原理探究 实践操作 后期研讨
活动的源起
新课程标准要求:科学课程应具有开放性。这种开放性还表现为,要引导学生利用广泛存在于学校、家庭、社会、大自然、网络和各种媒体中的多种资源进行科学学习,将学生的科学学习置于广阔的背景之中,帮助他们不断扩展对周围世界科学现象的体验,并丰富他们的学习经历。
作为一名小学专职科学教师,在对科学课堂进行有效挖掘以外,同时也要把科学教学的触角延伸到课外的无限空间,带领学生去发现、体验和研究一个又一个的生活化科学问题,去锻炼和提升学生的科学兴趣、观察能力、动手能力、研究能力和突破能力等科学素养。而科学实践活动能够有力的朝这个方向达成,于是带领学生进行有意义的科学实践活动成为我校科学教学的努力方向。
作为科学实践活动,如何选择好活动内容是至关重要的。随着人们生活水平的提高,人们的生活条件有了质的提高,在短短近20年的时间里,在我区科技发展和经济发展的双重推动下,身边生活不断推陈出新,发生了日新月异的变化。现代学生正生活在幸福的生活环境中,但是笔者发现:现代学生虽然生活在幸福年代,但是他们对生活的发展史了解并不多,于是笔者设想能否发动一个能够让学生了解过去、有效探究、触摸科学史,又能忆苦思甜的实践活动呢?
在一次偶尔的机会,我发现了即将推出历史舞台的蜂窝煤炉。蜂窝煤炉是人们在没有进入电气化和煤气化时代的一个每家必备的一个简易烧煮工具,看到它就让我想起许多幸福充实的往事。后来,笔者联系到身边学生,经过进一步思考,发现蜂窝煤炉是开展学生科学实践活动的很好资源,于是就有了基于蜂窝煤炉的科学实践活动。主要益处包括:
1、结构较为简单,很多基本原理非常贴近学生,有利于科学实践活动的顺利开展。
2、能调动学生回顾蜂窝煤炉的历史,触摸身边科技的发展史,唤起学生的科学思考。
3、有利于调动学生了解过去人们的生活情况,体验和思考过去生活和现代生活的变迁,教育学生珍惜现在的美好生活,从过去与现在的思考中去憧憬美好的未来。
4、由于蜂窝煤炉结构简单,取材方便,便于拆卸和组装,有利于学生的全方位探究,有利于体会和理解设计学在其中的体现。
5、蜂窝煤炉使用操作较为容易,同时还能发动学生开展使用蜂窝煤炉的活动,增强学生生活技能。
6、整个活动,不仅包括蜂窝煤炉的历史推敲、原理探究,还包括蜂窝煤炉的实践操作活动,无不渗透科技协作活动的团队精神的的培养和养成。
活动的策划
基于蜂窝煤炉的科学实践活动,从灵感获取到确定立项经过了2个星期的前期思考,笔者首先进行了多方面考虑,尤其是活动的有序安全开展就成为活动实施的必要基础。为了将活动进行有序实施,我们主要进行了以下策划。
1、教师除了进行前期思考,还首先进行蜂窝煤炉前期探访,实地了解蜂窝煤炉的结构原理、使用方法、以及2个蜂窝煤炉的具体收集方法等都有了具体的设计和安排。
2、活动的形式:考虑到活动的高效实施的需要,以六年级科技协作小组为活动对象,开展人员在9人以内的小组活动。
3、活动时间:为了能保证活动时间的充裕,采用分期进行,活动会务和室内探究安排2天大课间时间,室外活动时间定位下午半天,并取得班主任的联系和支持。
4、活动安全性考虑。由于实践活动要进行煤炉的使用活动,所以如何保证活动的安全性就成为活动的当务之急。对学生进行安全使用的高效指导外,更要利用教师和学生维持好活动的秩序,保证活动的绝对安全。
5、确定活动的基本过程。包括:活动前期会务动员、煤炉的器材筹备、煤炉的尺寸测量、煤炉的拆卸研究、煤炉的原理思考、火钳和煤饼的原理推敲、煤炉的设计推敲、煤炉的使用操作、活动的后期研讨。
6、注重团队精神的引导,让活动努力实现团队的合作与和谐,真正做到师生的无缝合作和师生互长。
活动的实施
基于蜂窝煤炉的科学实践活动,从整个实施过程和实施成效来说,都体现一种高效性的达成和一气呵成的实施效果,学生参与其中乐此不彼,整体参与兴趣浓厚、兴致高涨,师生都沉浸在快乐而高效的实践活动氛围之中。实施的高效性、实施的有序性成为活动实施的一大亮点,期间闪现的活动插曲也是比比皆是!
一、活动前的有效动员。有效的活动动员工作是科学实践活动走向纵深的有效基础,所以我们积极安排筹备基于蜂窝煤炉的科学实践活动的进行前期动员。动员工作主要包括两项内容:
1、在基本确定的基于蜂窝煤炉的科学实践活动的活动方案的同时,为了保障活动有效实施,老师又抽空安排业余时间,对科技协作小组的个别同学进行试探性了解。在探访中,学生对这一活动都报以满腔的热情。交流中,我发现这个活动的选题的确非常贴近学生的探究欲望,学生听到老师对这一活动的基本方案后,还提出了学生个人想法,个别交流活动普遍得到大家的热烈支持!在征集大家的观点看法和活动支持后,活动的开展就有了一个良好的开端。
2、个别交流得到初步交流和认可后,进行全员动员已经成熟。2010年5月19日下午大课间时间,科技协作小组进行了较为全面的动员、交流和布置,活动是充满成果的。同学们准时到位,老师抛砖引玉直接提出开展基于蜂窝煤炉的科学实践活动的活动,老师首先对活动计划进行汇报,而后大家就畅所欲言、各抒己见、献计献策,利用科技协作小组的团队力量进行活动交流和补充。


同学们交流中提出很多有价值的问题:
谭宇艳:我觉得可以探究蜂窝煤炉的历史、构造及发明!
郁 宁:蜂窝煤炉引火的方法。
周柯琪:烧的具体步骤。
沈冰冰:内部构造和数据!
曹哲杰:关于蜂窝煤炉历史的问题!
曹飞扬:蜂窝煤炉的原理问题!
曹学究:为什么要在下面垫上一个旧煤饼?和蜂窝煤炉的优缺点是什么?
郁国平、徐秀丰:蜂窝煤炉为什么会被时代淘汰?
接着,老师和同学们针对师生的交流成果,进行活动方案的具体拟定:
活动的实施阶段 |
活动的具体内容 |
活动的准备工作 |
准备煤炉和丈量工具,做好及时记录 |
活动的实施计划 |
煤炉的历史推敲 |
煤炉的构造探究 |
形状、数据的收集 |
煤炉的设计原理 |
煤饼原理、空气对流、隔热材料与隔层、火钳原理、扇风与引火方法、锅垫原理 |
煤炉的创新设计 |
活动的烧煮实践 |
准备烧煮工具、食物和餐具,进行蜂窝煤炉的烧煮活动 |
另外,作为活动的导入和引导。教师首先对蜂窝煤炉的历史进行介绍,介绍蜂窝煤炉时代的农村人们的生活情况和蜂窝煤炉的实际重要作用,学生的注意力非常集中,又进行了师生的互动与探讨。发现学生对蜂窝煤炉的好奇心得到了有效的激发,学生对此次科学实践活动更加充满了期待!
二、活动时的有序推进。
万事俱备,只欠东风,经过师生的共同准备,为活动的实施做好必要的指引,剩下的只有有效的行动了!
活动一、探究煤炉的结构原理。
2010年5月24日中午,老师带领个别学生就近采集到2个不同型号的蜂窝煤炉,同时准备好测量工具,包括三角尺、直尺等工具。
下午,大课间科技协作小组活动时间,大家准时报到。活动的主题是对蜂窝煤炉进行团队研究,男女各一组,分别探究蜂窝煤炉的主要外形结构特点。活动的第一项任务是进行蜂窝煤炉的形状、数据的收集,学生看到蜂窝煤炉都非常兴奋,老师布置活动任务后,大家就迫不及待的拿着测量工具,投入到测量和探究蜂窝煤炉的活动当中。由于六年级学生已经了解并懂得外形结构中的圆柱体、长方体等立体形体,所以小组分别对蜂窝煤炉的外壳高度、上下底面直径都进行了测量。接着,大家又对蜂窝煤炉内部结构尺寸进行了测量,虽然蜂窝煤炉内部较小,但是没有难道小组的合作探究。小组之间合作明确,有测量的、有帮忙的、也有记录的,测量氛围热烈而有序。最后,男女小组都测得较为全面而有价值的蜂窝煤炉外形结构数据。
紧接其后,科技协作小组围坐在一起,又将目标锁定蜂窝煤炉的结构原理的探究。为了便于进行全面的内外部探究,我们进行了蜂窝煤炉的拆卸。在老师的主持下,大家一边拆卸,一边进行观察和思考,同学们议论纷纷的探讨氛围非常浓厚。对拆卸的各个部分进行了深入的研讨:
1、蜂窝煤炉的炉盘(用来放置蒸锅等的煤炉上底盘)。大家首先从炉盘的形状结构进行研讨,我们发现炉盘的形状是圆盘形,与煤炉的圆柱结构的上地面吻合。采用的材料是生铁,具有耐烧、耐高温的特点。炉盘的内圈向下凹陷,凹陷面上有螺杆支架点,有利于将蒸锅托起而悬空。悬空部分便于炉内热空气的上升,又能保证热空气与锅底面的充分加热。
2、蜂窝煤炉层理结构。在打开蜂窝煤炉的炉盘后,从来没有看到煤炉内部结构的同学们吃惊不已!原来蜂窝煤炉的的内部煤饼圆柱槽是用砖泥定型烧铸而成,大小略大于煤饼大小,这样有便于空气的流通;蜂窝煤炉的外层圆柱面一般是用耐热材料或砖泥烧铸而成。蜂窝煤炉的内部圆柱和外部圆柱之间是用具有强隔热能力的煤渣进行填充,可以有效保持煤炉的内部温度,减少热量向外传递,也可以防止人员烫伤。
3、蜂窝煤炉的底部构造。由于蜂窝煤炉的底部的作用是进风口,所以在蜂窝煤炉底部一侧设有一个进气孔,进气孔的大小大概有5厘米见方,有些进气孔还是圆形的。进气口内侧是一个圆柱体空洞,空洞上侧、煤饼槽下侧设有煤饼金属栏杆,金属栏杆较为稀疏便于空气的流通,金属栏杆下部圆柱体空洞还可以存贮一些烧尽的煤饼屑,圆柱体空洞中的煤饼屑可以用火钳拨出进气口。
4、煤饼和火钳的学问。生活中学生很少有同学会去细心研究煤饼和火钳,今天学生能够对它们进一步研究无疑成为学生的兴趣。煤饼的大小大家经过测量发现煤饼高度和直径都是10厘米,煤饼穿孔有12个,我们还了解到没并使用机械磨具压制而成,怪不得形状统一,便于煤饼使用中的穿孔对齐,有利于热空气的空气对流。火钳的研究主要结合六年级科学教材的杠杆原理进行研究,我们发现火钳是属于费力杠杆,但是也有优点就是用力点和阻力点的距离较长,能够避免手部的烫伤。有趣的是我们还想设计省力火钳,虽然我们的设计以失败告终,但它更让我们明白科学原理的重要性,也激发了学生探究欲望,领会现实和科学的关系。

最后,师生总结交流活动过程的同时,积极布置周三的烧煮活动。大家饶有兴趣、兴趣盎然地进行了分组,然后既有各组自行安排准备器材、食物等用具。老师最后又强调本次烧煮活动必须在安全的过程顺利完成!
活动二、使用煤炉的实践活动。
2010年5月26日,期盼已久的星期三来了,大家中午时分集合后就进入今天的烧煮活动。


1、烧煮活动的物质准备。由于昨天已经要求学生分组,并布置了烧煮活动的物质准备。今天一早大家就拿来了很多待煮食物,还带来了煤饼和引火材料。为了是保障活动的顺利进行,上午我和个别同学对同学带来的材料进行了核实检查,目的是进行查漏补缺。我们发现学生准备较为充分,有较多的菜蔬,2只蒸锅(一大一小),8个煤饼,五六个紫薯,1包水饺,还有引火材料。
但是正像我们预想的,缺少了助燃引火材料,于是中午时分,我带曹哲杰同学一起去了一趟曹家桥,到木器厂讨来了一些木屑,为了充实食物我还花了8.5元买了一包紫薯,就高兴地回来了。为了争取时间,我和几位同学一起分工合作,选地方的选地方,洗菜的洗菜,搬东西的搬东西,不一会儿我们将东西准备好了。接着所有的同学都来以后,我将活动的注意事项做了布置,尤其强调操作的方法和安全问题的重要性。
2、蜂窝煤炉的点火启动。接着学生立马进行扇煤炉的活动,开始时学生有些没把握,但是在老师的鼓励和适当指导下,学生的活动还是较为顺利地进行着。瞧他们那忙活样,虽然有些稚嫩,不娴熟,但是可以看出学生非常认真努力,一派热火朝天的景象。还好不一会儿两个蜂窝煤炉都较为顺利地点燃了。
3、蜂窝煤炉的食物烧煮。先点燃的男生组煤炉担任蒸紫薯、土豆和玉米的任务,后来女子组煤炉主要烧煮蛋花贡丸菜汤,这是学生和老师一起琢磨出来的。接着就是焦急地等待,在与学生聊的时候,听说还有几个学生没有吃午餐,无有些傻眼了。但心想:看来学生对这个活动充满着期盼!期间,经常会发现有学生去开开锅盖,大概是饿得慌了!在经过煤饼对孔后,烧煮速度加快。大概等了30分钟,汤锅加入贡丸,接着又加入毛毛菜,后来又把学生准备的蛋液导入锅中。不一会儿,蛋花贡丸菜汤烧煮完成。
4、烧煮过后的食物分享。学生纷纷拿着从学校借来的碗筷,排队拿菜。由于菜汤有限,我自然成为分菜者。原则是平均,但是也考虑到女生优先的原则。还美其名曰:这是自然法则。学生对分到菜后就津津有味地品尝起佳肴,有说有笑的,真开心!吃完菜汤后,很快就下课了,由于考虑到下午的课。于是改变策略,将一个煤炉熄灭,另一个煤炉直接带到科技教室,并承诺学生让一个煤炉自己烧熟紫薯等,等下午放学后,等他们来一起吃。大家讲地面卫生搞清后,纷纷高高兴兴地回去上课了。我呢,为了考虑烧煮安全,将科技教室的门关得严严实实。下午第一节课后,我来一看,已经烧得差不多了。一放学后,陆续来了四五位同学,还和老师一起分享大家的劳动果实。整个活动,时刻充满着快乐和兴奋,郁宁同学还说:“这样的活动要多搞搞!”
5、烧煮活动的器材整理。由于当天时间比较紧张,第二天,大家就一起来整理活动的器材和场地,整理时大家各就各位、合作分工,将场地卫生搞得干干净净的。同学拿来的烧煮器材,由学生清洗干净后带回家.
三、活动后的后期研讨。
科学实践活动的有效实施,为活动的开展和成果的提炼做出了重要保障,努力挖掘活动的内涵,努力提升活动的“含金量”,使活动的成效引向纵深就成为本次活动的重要内容。
2010年6月12日大课间科技活动时间,科技协作组同学进行了总结和研讨,同时布置了相关活动内容。这一天,大家围坐在一起,老师对本次活动在活动的策划、活动的准备、活动的实施都进行了点评,老师对本次师生的活动报以很好的赞誉,尤其对科技协作小组的合作能力、协调能力等都进行了表扬。在师生的交流中,学生踊跃发言,纷纷表示在活动中受到了很大的启迪和收获。
接着,在老师的引领下,师生对活动的研究性成果进行总结。由于活动各项研究任务在活动前,都已经在学生的头脑中酝酿,经过完整的活动后学生已经形成了自己的研究过程,所以本次总结研讨的重心定位为交流探讨,和如何进行成果展示等事项。由于活动后已经有一段时间了,所以学生基本研究成果都基本完成,于是就有各位学生对自己研究的成果进行小组交流,以期实现在交流中互补和提升。活动场面较为自由而热烈,获得了丰富的活动成果。
另外,活动的成功实施,师生又对本次活动在省市区网站进行了报道,学生数篇科技小论文和煤炉的创新设计进行网上展示,得到网友的好评!
活动的成果
看似不经意的蜂窝煤炉,在本次科技实践活动中却得到了圆满成功!由于蜂窝煤炉结构简单,源自百姓人家,所以自然给学生带了更多亲近感和好奇感。经过完整的实践研究,活动的成果超过了活动的预期,学生的兴趣超过了学生的预期。
就学生的科学技能你来说,学生在蜂窝煤炉的整个活动中,参与了一次完整的实践活动。师生的活动策划中,让学生知道如何进行活动筹划,并且还会明白活动策划的重要性。师生的探究活动中,涉及到测量、拆卸、组装、推敲、探究和交流等技能要求,学生有效参与就足以说明学生科学技能得到了有效的实践与尝试。师生的实践操作中,经历了完整的煤炉烧煮活动,学生体验到准备食物、点燃煤炉和烧煮食物等过程,由于是学生实践操作,学生好奇心和兴奋感得到了有效激发,学生生活体验和生活技能得到充分挖掘。师生的成果交流中,学生学习了如何进行成果交流等重要技能,既有学生个人的成果探究,又有师生的合作交流,还能体验成果交流的重要性。
就学生的科学情感你来说,通过活动学生触摸身边科技的发展史,唤起学生的科学思考,对理解科学本质有独到的好处。调动学生了解过去人们的生活情况,体验和思考过去生活和现代生活的变迁,教育学生珍惜现在的美好生活,从过去与现在的思考中去憧憬美好的未来。整个活动,自始自终渗透科技协作活动的团队精神的的培养和养成。
就学生的科学知识你来说,学生对活动策划的基本环节、煤炉的测量数据、煤炉的历史、结构原理、设计原理,以及煤炉的操作流程等知识都得到有利的充盈。
纵观整个实践活动,活动的开展是相当顺畅而有序的,活动成果丰厚,学生兴趣高涨,不愧为一次难忘的、高效的科学实践活动。
在省市区网站发表的相关成果附件:
附件序号 |
作者姓名 |
成果名称 |
附件1 |
科技协作小组 |
基于蜂窝煤炉的科学实践活动报道 |
附件2 |
郁 宁 |
探究蜂窝煤炉的历史(小论文) |
附件3 |
谭宇艳 |
煤炉的历史推敲(小论文) |
附件4 |
郁国平 |
探究蜂窝煤炉的防热传导(小论文) |
附件5 |
曹飞扬 |
探究蜂窝煤炉的构造与原理(小论文) |
附件6 |
徐秀丰 |
探索煤饼炉的空气对流奥秘(小论文) |
附件7 |
汪 杰 |
推敲火钳的学问(小论文) |
附件8 |
周柯琪、曹晢杰 |
煤炉的创意设计(创新设计) |
附件1:
基于蜂窝煤炉的科学实践活动报道
朝晖小学少年科学院:科技协作小组 指导老师:金亚军
在新课程改革背景下,给予老师和学生更大的教学空间。从很大程度上激发了学生的学习兴趣和探究欲,同样激发了学生探究生活问题的能力,真正意义上促进学生的个性化发展。
为了有效调动学生的科学热情,我校在科技组的有效策划下,拟定基于蜂窝煤炉的科学实践活动。对于蜂窝煤炉现代人已经有些陌生,但是在煤气化电气化时代之前,却是人们生活中不可或缺的一种便携式炉灶。曾经也为人们的日常生活带了极大的便利。作为即将推出历史舞台的蜂窝煤炉,人们总有一种依恋的感觉,我也不例外。经过仔细推敲,我发现它却是学生开展科技实践活动的有效素材。首先,蜂窝煤炉的原理没有太多的复杂原理。主要有空气对流原理、隔热原理和历史推敲原理。而这一些原理正是学生的理解范围。另外还可以进行实践操作——使用煤炉的活动,活动后还可以进一步研究探讨等活动。当然,在实践操作时必须注意安全,这是先决条件。仔细想来,活动的实施是可以实现的。
通过这一活动,学生可以空气对流和隔热材料的实际研究,也可以使学生触摸科技的发展史。使用煤炉部分,可以让学生生活技能得到有效锻炼。仔细端详不愧为一个有意义的实践活动。
至于学生的安排仅限于校科技协作小组9人,这个组是我校充盈少年科学院而专门设立的,主要由金亚军老师负责。学生是从金老师所教六年级班级中通过学生填报,教师精选的一部分学生。所以这部分学生对科学比较感兴趣,而且学科成绩也是不错的学生。
这次科学实践活动,主要分为四个阶段:活动策划(教师), 活动前研究,实践研究和活动后的探讨。时间为五月中旬到六月中旬一个月时间,具体活动时间主要是每周2个大课间时间为主。活动策划主要有金老师负责。活动前研究主要是利用小课堂的形式对蜂窝煤炉进行课堂探究,如煤炉的尺寸大小,构成结构,以及原理的前期研究等活动。实践研究主要是组织好学生烧煮活动的准备和实施工作,重点做好活动的安全工作。活动后的探讨主要是组织学生进行科学研究成果的呈现,如科技小论文和创新设计等活动。
从整个活动的气氛来看,学生的活动热情高涨。活动效果积极而富有成效,活动中时常充满欢声笑脸!
附件2:
探究蜂窝煤炉的历史
萧山区朝晖小学少年科学院 604班 郁宁 指导老师:金亚军
现在,人们烧水烧菜都用一样东西----蜂窝煤炉。但这蜂窝煤炉怎么来的呢?根据我的推测是这样来的。
在远古时代,原始人靠吃生肉为生,但这不易于消化。远古人在与自然界的活动中,发现天气突变会产生电闪雷鸣。在闪电的逼迫下,能迫使森林着火。当时原始人对于火并不了解,感到很奇怪,这是什么呢?
后来,原始人偶然发现,用火烤东西,吃后不仅易消化,而且烤肉味道鲜美。
原始人开始用柴火烧,很绿色环保。但后来有人发现一种新型燃料——煤可以直接烧,而且烧得更热更旺。于是人们外出旅行到哪儿,就用若干石块搭成一个空心圆柱,上面放锅就可以烧了。但久了,人们还是觉得不方便,想做一个携带式的。在一些有心人的研究下,便发明了蜂窝煤炉。再后来又有一个叫郭文德的发明了12孔的煤饼,他的煤饼孔需对齐并能够产生空气对流,给煤炉的使用带来极大的方便。
现在的蜂窝煤炉,有隔热层,那是用砖粉末和小石子做成的,内外两层都是砖窑烧制,他们都是热的不良导体。这样既可以防止热能的浪费,而且可以防止使用时烫伤。还有通风口,通风口设有调节阀门,这样就可以控制火的大小。而且具备较好的空气对流效果。虽然煤炉燃烧会产生一氧化碳等有毒气体,而且煤烧不尽有些浪费,但是在那个条件简陋的年代,因为蜂窝煤炉价钱比较便宜,使用也比较方便,所以每家每户都有蜂窝煤炉。
随着时代的变迁,蜂窝煤炉因为容易产生废气,使用时不够方便等特点。又因为人们生活条件的改善,而且出现了很方便的煤气灶工艺,所以蜂窝煤炉逐渐被淘汰,人们开始进入煤气和电器时代。蜂窝煤炉即将要退出历史舞台,但是看到它的曾经,我不尽感慨蜂窝煤炉的巨大价值,感慨家乡的巨大变化,感慨科技的进步,更感慨人们对生活的智慧!
在金老师为我们搞探究煤炉活动后,我感慨万千!蜂窝煤炉经过一步步改进而诞生了,又因科技的发展而淘汰,科技的进步真让人惊叹啊!
附件3:
煤炉的历史推敲
朝晖小学少年科学院 606班 谭宇艳 指导老师:金亚军
过去十多年前,帮助人们烧煮的煤炉。对于现代人来说,也许已淡忘,但在那个年代,它的作用可不小。而如今,家家户户做饭时只需要拧一下煤气炉灶开关,火苗就会嗖嗖地往上冒。
人们不禁为科技的发展而感到兴奋,但是你们想过没有,当时的煤炉又融入了多少的智慧呢。
在了解煤炉以前,我们要先了解一下火和煤饼的发展历史。在相传很久很久以前,人们还不知道火的用处。传说有一天,一些树枝被雷打中后,产生了火。人们就用那火来烧东西,觉得烧熟的食物比生的好吃多了。渐渐的,就产生了用火的渴望。
煤饼大家都知道,有12个孔,用火钳夹的时候非常方便。可是以前却是一个个类似于大汤团的煤球。人们在用它的时候,要先准备一些散装煤来,与水搅拌后,捏成一个个湿煤球,再晒干就制成煤球。
可能是,人们觉得用柴支起一个架子烧东西太烦了吧,所以他们就制成了一个类似于圆柱体的东西,里面放煤球,下面点火。后来又发明了耐烧的煤饼。我想,那时候,这种煤炉应该很受欢迎吧。
随着时间的推移,煤炉又一次发生了变化,它比以往先进多了。内外层用砖烧制,中间带有隔热层,又分为上下两层,上面一层是煤饼燃烧区,下面一层用来通风和排渣区。
再后来,煤炉里带有控制空气装置、热交换装置或附加对流取暖装置的调节燃烧所用的控制装置。
现在家用煤炉已渐渐的被我们遗忘了,它就要成为历史。但我相信,在以后的十多年里,煤炉会更加先进。它可能里面装有空气净化器,使破坏空气的名声荡然无存!
附件4:
探究蜂窝煤炉的防热传导
萧山区朝晖小学少年科学院 601班 郁国平 指导老师:金亚军
前几天我在整理我的一到六年级的科学书,无意间对热传导发生了很大的兴趣。
这几天,金老师让我们对蜂窝煤炉进行了一系列研究,我起初认为蜂窝煤炉不就是煤炉吗?但后来我改变了想法!
我们先测量了一个蜂窝煤炉的各项数据,和组成的材料。蜂窝煤炉外面一层是由砖窑制成,我很疑惑,为什么不由金属来做呢?于是我查阅电脑,知道用砖窑可以用来保温,使热量不易散发出去。煤炉大致是圆柱形,中间还有个圆柱体,用来装放煤饼,我很奇怪为什么外壳和内部两个圆柱中间是空的,并塞满了小石子,我一开始试想是用来减轻重量,不然都是砖窑制成,重量会很大。但经过老师的指导,我明白了,空心,里面塞满石子也是为了更好地保持热量,因为砖窑石子等都不容易吸取很多的热量。都是不良热导体,就能让热量一直保持在煤炉里。而且煤炉外面不会很烫。我发出了两个设想,设想一:假如是由金属制成,那么首先热量不能保持,会不断地散发,外壁也会很烫手。这样即会浪费热量,又容易烫伤人。设想二:假如是全部的砖窑制成,没有石子,重量也就太大了。看来两种设想都不成立,煤炉的设计的确是采用较为科学的方法,而且这样可以真正做到价廉物美的效果,怪不得煤炉曾经很受欢迎。
接着我又无意间我发现,煤炉的拉杆是金属制成。我很奇怪,这样不是会很烫手。但老师向我解释了,假如使用别的材料,煤炉根本无法拿起,因为太脆落了,金属才有足够的牢度。为了避免了烫手,在铁环中心特意设计有塑料套,因为塑料也是不良热导体。
终于,老师让我们自己试验烧煤炉,体验一下。我们很快烧燃了煤炉,我很好奇,我想我的机会来了,我要试一下这个煤炉的隔热能力好不好,于是我小心地亲手触摸了一下,但感觉并不烫,看来煤炉的确运用了防止热传导的原理。
啊!科学原来就藏在生活中。
附件5:
探究蜂窝煤炉的构造与原理
萧山区朝晖小学少年科学院 604班 曹飞扬 指导老师:金亚军
这几个礼拜,少年科学院研究起了蜂窝煤炉,我也跟着研究起来。正好,家里有个蜂窝煤炉,我便左看右看,又根据老师讲的,带着一连串的疑问,研究了起来。
蜂窝煤炉的下方,有一个小口子,可以关上,也可以打开,还可以调整洞口的大小,这是为什么呢?没有这个小口子难道不可以吗?我回忆起了上课的内容。哦,对了,这个小口子是通风的,空气只有从这里进入,才能帮助煤饼燃烧,如果没有这个口子,蜂窝煤炉根本是无法燃烧的,这个小口子可起着至关重要的关系呀。
那么,究竟是什么原理,让蜂窝煤炉燃烧的呢?单单只靠这一个通风口吗?我连忙上网查找了资料。原来,蜂窝煤炉的燃烧过程,包含着一些列复杂的原理,其中,空气对流至关重要。空气对流又是什么呢?我迫不及待地又打开了电脑,这下,我心中的谜团终于被揭开了。原来,空气对流,就是说冷空气从蜂窝煤炉的通风口进入,经过火焰的加温,变成热空气,热空气上升,就会从蜂窝煤炉的顶端出来,热空气的热量与煤饼的热量结合起来,正好可以煮东西。而且,因为热空气流出了,冷空气就又会从通风口进去,又变成热空气,如此循环,蜂窝煤炉就能燃旺了。
那,蜂窝煤炉为什么要有内外两层呢?一层就不行吗?为什么还要在隔层中放入一些石灰或棉花呢?我仔细想了想,又结合上课的内容,终于想出了一个结论:蜂窝煤炉在燃烧的过程中会产生大量的热,如果只用一层,而且是铁皮,铁皮的温度就会非常得高,导致无法触碰。而且,因为铁皮有很强的导热性,会将热量快速地散发出去,这样,燃烧的速度也就减慢了。如果建立了一个隔层,不仅可以让蜂窝煤炉的外壁不烫,还可以保住蜂窝煤炉的热量,更好的燃烧。
一个小小的蜂窝煤炉,居然隐含着这么多科学原理,科学真是无止境啊!
附件6:
探索煤饼炉的空气对流奥秘
萧山区朝晖小学少年科学院 601班 徐秀丰 指导老师:金亚军
一个阳光明媚的中午,我们和科学老师一起来研究研究煤饼炉是怎么进行空气对流的。老师说:“研究空气对流现象,我们可以从使用蜂窝煤炉开始探究!”
大家来到操场上,先把准备的材料都拿了出来,有纸条、有木屑、还有稍大一些的木头。当然还有煤饼和煤饼炉了。材料准备齐全立即开工……
接着老师把我叫到跟前,提出一个问题:“秀丰,注意观察煤炉的生火过程。老师预言:只要你们能将煤炉燃旺,就说明已经实现有效的空气对流!”我听了以后,心想:根据我们五年级学过的热气球现象,空气对流无非是热空气上升,冷空气补充的原理。如果要使煤炉燃旺,必须让冷空气从进气口进入,与煤炉中的点火材料进行充分燃烧后,产生的大量热空气开始上升于是形成对流现象。那就让我试一试!
先用打火机点燃纸条放入煤饼炉内,然后放入小木屑,再用扇子在煤饼炉下面的进风口使劲扇,风力越来越大,煤炉中的木块开始快速燃烧。这时我看到火苗使劲想上窜,我确信煤炉中已经形成空气的有效对流。为了使对流能够持久,紧接着放入事先准备好的稍大一些的木头,在进风口再用力的扇,因为煤炉中有充分的燃烧材料,在扇风作用下,也开始燃烧得更旺。这时老师提醒大家:“为了节省木材的燃烧,现在正是加入煤饼的时候了!”话音刚落我们就将煤饼加入煤炉中,在木材的加热下,煤饼没过几分钟就开始燃烧起来。大家都非常开心!
等木块燃烧充分后,接下来老师用火钳将煤饼做了一个手脚,便说煤炉已经可以投入使用了。这让我百思不得其解,我马上朝前一看,发现煤饼里的每一个空洞都一一对齐,火这下燃得更旺了。
我走到老师的面前好奇地问:“老师你怎么让它燃烧起来的?你动了什么手脚?这么厉害?”
老师笑眯眯地说:“我只不过用了科学原理罢了!”
“什么科学原理?”我好奇地问。
“你想,没有将煤饼孔对齐的时候,煤饼中间就没有空气,也就无法形成对流。但是将煤饼孔对齐后就不一样了!”老师坚定地说。
我又到煤饼炉钳一看,发现中间煤饼孔处有火焰用力向上窜。我终于明白了,原来将煤饼孔对齐后,煤饼孔中火焰是因为空气的快速对流而形成的。
这次活动结束后,让我久久不能忘怀的有很多。不仅让我明白蜂窝煤炉是靠空气对流进行燃烧,又让我明白生活处处有科学的道理,更激发我对生活的探究热情!
附件7:
推敲火钳的学问
萧山区朝晖小学少年科学院 605班 汪杰 指导老师 金亚军
平日里对生活中的生活工具,没有仔细研究过,只知道使用的方法,但是就是不知道它们也有深刻而耐人寻味的科学原理。今天,金老师给我们上六年级上册科学教材《工具和机械》中的杠杆类工具的研究一课,让我豁然开朗的同时,也让我对火钳的设计原理产生浓厚的兴趣。
经过老师的介绍才知道火钳的作用:火钳是一种专门用来夹取蜂窝煤饼,蜂窝煤饼是做成圆面直径10厘米、高10厘米左右的圆柱形,而且圆柱面有12个穿孔。因为现在人们有了煤气、天然气和电烧,所以用煤炉的日子已经离我们而去。现在只有农村还有少数出现。火钳使用方法是:当使用者手握火钳的握柄,张开火钳,将火钳的两头插入蜂窝煤饼的两个穿孔,然后握紧火钳手柄,这时蜂窝煤饼就被夹住固定在火钳上,就可以拿起蜂窝煤饼。而夹起的蜂窝煤饼就可以放到煤球炉中的蜂窝煤饼放置孔中,进行蜂窝煤饼的燃烧或起火。每当煤球炉中蜂窝煤饼燃尽需要更换时,火钳更是启到神奇的作用。因为火钳前端有较长的手臂,所以能插入到煤球炉中将燃尽且温度很高的蜂窝煤饼轻松提出煤球炉。而这一过程,火钳上的手并没有感到高温的烫,我想这一个工作也只有火钳可以完成了,所以每当想起火钳的这个功能,真为古代人民的发明而感到感慨。
经过今天的学习,我还发现,火钳只能启到方便的作用,它并不能省力,是属于较费力杠杆。人总喜欢十全十美,所以也想能不能造一个既省力有方便的火钳,于是我开始我的思考。
设想一:设计一个既省力,又方便的火钳。要达到省力,从杠杆的科学原理中得知,一定要使用力点到支点的距离大于阻力点到支点的距离。所以我的设想就将火钳的交接点(支点)移动至火钳的前端,我想应该就可以解决问题。使用中会达到预定的效果吗?联系杠杆科学,我有得知火钳的用力点(手柄)处是省力了,但是夹取蜂窝煤饼的一端却出现费力现象。蜂窝煤饼本身比较松脆,所以可以预测只要手柄轻轻一夹,足可以将蜂窝煤饼夹碎。而且由于手柄端(用力点)到支点的距离变长,操作时还必须两只手合作才能完成夹取蜂窝煤饼的任务,很不方便。看来光有设想是不够的,因为经不起科学的推敲和生活的考量。
设想二:设计成一个不省力也不费力的火钳,比费力要更加进步一些。按照杠杆原理的方法,要达到这个效果,就应该将火钳的支点设在火钳的中间。使用时,当手柄夹取动作时,在火钳的前端可以产生同样的力。注意用力不可过重,因为有可能造成蜂窝煤饼碎裂。同时却也产生手柄处在夹取动作时,一只手不够的现象。看来设想二的愿望也是不能达到使用要求的。
两次愿景看来都是以失败告终,难道真的不能两全其美吗?从我对火钳的推敲来看,我还真得承认我的失败。其实,火钳虽然是费力杠杆,手柄处(用力点)到支点较近,但是就因为近,所以便于用手握。在看火钳前端,虽然省力而产生较小的力,但却足可以将蜂窝煤饼夹起而保持不碎。而且因为火钳前端较长,在提取煤炉中的蜂窝煤饼时,还可以防止烫伤。所以它还是适应人们的生活,起到方便的作用。
想到这里,火钳虽然不能达到省力的作用,但是它的实际效果来看,也算得上一个好的发明。从中也体会到,创造本身就是建立在生活和科学的双重基础上的,创作就应该服从这两点。
附件8:(略)