#楼主# 2022-1-15

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这个问题真的是蛮有趣的~尤其当这个问题是从一个孩子嘴里问出来的时候~这个问题本质上是个物质结构的问题,但是实际上却涉及了晶体学、材料力学等等很多个学科,也因此产生了各位答主的不同回答角度~
首先,我觉得可以引导孩子继续提出一些问题,或者反问孩子一些问题,促使其慢慢接近答案

你为什么觉得石头是硬的呢?孩子可能会回答:因为我拿石头砸玻璃,玻璃碎了
当孩子说石头很硬的时候,一定是有一个对立的事物很软,或许他指的是石头和玻璃作对比,那么这个问题本质上就是为什么不同材质的东西有的硬有的不硬?那么可以看 @寒枫春晓 的回答~
或者,我觉得另一位答主阿七的比喻更适合给孩子讲,只不过如果孩子不了解原子分子离子的话,可以先不跟孩子说这些,就先告诉孩子任何物体都可以一直细分下去,找到组成这种物质的基本单元,这些基本单元就像一个一个小朋友,他们手着拉手连在一起,组成了整个物体,但是有的材料(比如玻璃)是比较虚弱的小朋友组成的,轻轻一推,他们拉着的手就分开了,而有些材料(比如石头)则是由强壮的小朋友很用力地拉在一起的,使劲推他们,他们也很难撒开手,那么当后者去砸或者去划前者的时候,自然而然前者会被破坏,而后者几乎毫发无损~
可以接着孩子的回答继续问,那玻璃难道不硬嘛?比如拿碎玻璃很容易就能把土块捣个稀碎,但是为什么拿土块去砸玻璃,也很有可能把玻璃砸碎呢?
这样问题就又转变了,这甚至能演化出来很多个问题~
比如扔土块使劲砸或者不使劲砸,可能使劲的时候玻璃才能碎,而不使劲的时候玻璃并不会碎~那么这就是动量或者说冲量的问题了,一个人跑起来撞人和原地不动直接撞人,力度是完全不一样的~
比如扔土块砸玻璃板可以砸碎,但是拿土块砸玻璃瓶却很难,这是因为不同形状对力的分散能力(准确说一些形状容易应力集中,而一些可以把应力分散开)存在区别~
比如为什么玻璃板就会很容易碎,而拿一个土块再怎么去砸一个石板(哪怕是一样大小一样尺寸),也不太可能砸碎,这就涉及了“脆”这个概念~以及与脆对应的“韧”的概念~
还可以继续问,为什么一些砂石也是聚成一大块,看起来和一些岩石似乎一样,但是用手一掰就碎成渣,而岩石却根本掰不动?
这个问题也就转变成了晶界对力学性能的影响~看起来都是强壮的小朋友互相拉手在一起,但是一个学校的小朋友方阵所有的小朋友都互相拉着手,而另一个学校的小朋友方阵却是每个班级内部拉着手,各个班级之间却没有什么连接,一冲撞,后一个学校的小朋友方阵就会散成一个班一个班的小方阵,而很难维持整体的样子了。
还可以继续问,石头一直都是硬的吗?是怎么变硬的呢?
这大概可以通过 @地星引力 的回答一探究竟,如果能去地质博物馆的话,或许更容易理解“石头”的演变过程,顺便安利一下我昨天无意之间发现的数字科技馆,里面有国内各大科技馆的所有展厅的照片,也支持VR,对于没有条件去现场的小朋友来说,非常友好~
甚至还可以继续展开,比如当我们讨论以卵击石的时候,石头是硬的,但是讨论水滴石穿的时候,石头似乎又变成软的了?但是明明 @地星引力 的回答里已经告诉我们了,水变成冰的过程是变硬了,但是冰似乎又没有石头硬,那好像转了一个圈,水又比石头硬了?
这样这个问题也就变成了化学问题~可以和孩子聊聊溶解的问题~

其实,无论从哪个角度,无论怎么延伸,我觉得在给小学生和学龄前孩子(甚至是中学生)讲这些东西的时候,告诉他一个尽量准确的答案固然重要,但带着他去探索知识的过程,培养他的好奇心和科学素养,锻炼他的逻辑思维能力,这些还是要更重要一些。
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671ad2b8c598 发表于 2022-1-15 15:31:40
这个问题真的是蛮有趣的~尤其当这个问题是从一个孩子嘴里问出来的时候~这个问题本质上是个物质结构的问题,但是实际上却涉及了晶体学、材料力学等等很多个学科,也因此产生了各位答主的不同回答角度~
首先,我觉得可以引导孩子继续提出一些问题,或者反问孩子一些问题,促使其慢慢接近答案

你为什么觉得石头是硬的呢?孩子可能会回答:因为我拿石头砸玻璃,玻璃碎了
当孩子说石头很硬的时候,一定是有一个对立的事物很软,或许他指的是石头和玻璃作对比,那么这个问题本质上就是为什么不同材质的东西有的硬有的不硬?那么可以看 @寒枫春晓 的回答~
或者,我觉得另一位答主阿七的比喻更适合给孩子讲,只不过如果孩子不了解原子分子离子的话,可以先不跟孩子说这些,就先告诉孩子任何物体都可以一直细分下去,找到组成这种物质的基本单元,这些基本单元就像一个一个小朋友,他们手着拉手连在一起,组成了整个物体,但是有的材料(比如玻璃)是比较虚弱的小朋友组成的,轻轻一推,他们拉着的手就分开了,而有些材料(比如石头)则是由强壮的小朋友很用力地拉在一起的,使劲推他们,他们也很难撒开手,那么当后者去砸或者去划前者的时候,自然而然前者会被破坏,而后者几乎毫发无损~
可以接着孩子的回答继续问,那玻璃难道不硬嘛?比如拿碎玻璃很容易就能把土块捣个稀碎,但是为什么拿土块去砸玻璃,也很有可能把玻璃砸碎呢?
这样问题就又转变了,这甚至能演化出来很多个问题~
比如扔土块使劲砸或者不使劲砸,可能使劲的时候玻璃才能碎,而不使劲的时候玻璃并不会碎~那么这就是动量或者说冲量的问题了,一个人跑起来撞人和原地不动直接撞人,力度是完全不一样的~
比如扔土块砸玻璃板可以砸碎,但是拿土块砸玻璃瓶却很难,这是因为不同形状对力的分散能力(准确说一些形状容易应力集中,而一些可以把应力分散开)存在区别~
比如为什么玻璃板就会很容易碎,而拿一个土块再怎么去砸一个石板(哪怕是一样大小一样尺寸),也不太可能砸碎,这就涉及了“脆”这个概念~以及与脆对应的“韧”的概念~
还可以继续问,为什么一些砂石也是聚成一大块,看起来和一些岩石似乎一样,但是用手一掰就碎成渣,而岩石却根本掰不动?
这个问题也就转变成了晶界对力学性能的影响~看起来都是强壮的小朋友互相拉手在一起,但是一个学校的小朋友方阵所有的小朋友都互相拉着手,而另一个学校的小朋友方阵却是每个班级内部拉着手,各个班级之间却没有什么连接,一冲撞,后一个学校的小朋友方阵就会散成一个班一个班的小方阵,而很难维持整体的样子了。
还可以继续问,石头一直都是硬的吗?是怎么变硬的呢?
这大概可以通过 @地星引力 的回答一探究竟,如果能去地质博物馆的话,或许更容易理解“石头”的演变过程,顺便安利一下我昨天无意之间发现的数字科技馆,里面有国内各大科技馆的所有展厅的照片,也支持VR,对于没有条件去现场的小朋友来说,非常友好~
中国数字科技馆甚至还可以继续展开,比如当我们讨论以卵击石的时候,石头是硬的,但是讨论水滴石穿的时候,石头似乎又变成软的了?但是明明 @地星引力 的回答里已经告诉我们了,水变成冰的过程是变硬了,但是冰似乎又没有石头硬,那好像转了一个圈,水又比石头硬了?
这样这个问题也就变成了化学问题~可以和孩子聊聊溶解的问题~

其实,无论从哪个角度,无论怎么延伸,我觉得在给小学生和学龄前孩子(甚至是中学生)讲这些东西的时候,告诉他一个尽量准确的答案固然重要,但带着他去探索知识的过程,培养他的好奇心和科学素养,锻炼他的逻辑思维能力,这些还是要更重要一些。
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封始找素联 发表于 2022-1-15 15:32:40
我会找一块浮石用手碾碎,找一块泥岩掰成渣渣,再找一块盐岩扔水里溶掉,最后找一块页岩让ta自己抠成一片一片的,然后告诉ta:
只有一部分石头是硬的。
想知道为什么吗?
(我抱出纸张已经泛黄的老教材)
来,跟爹地读,普-通-地-质-学……
(就像我小时候,被老爹用自然辩证法的教材,教读书认字…)
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Smoke793 发表于 2022-1-15 15:33:00
酷爱捡石头的母子组合前来报到。

如何向孩子解释「为什么石头是硬的」?-1.jpg

我们家珍藏了一大堆颜色形状各异,不值钱的石头,就是喜欢石头。

石头为什么是硬的?
回答这个问题前,我们需要先告诉孩子,石头是怎么形成的。


如何向孩子解释「为什么石头是硬的」?-2.jpg

插图来自《中国少儿百科知识全球》之《岩石与矿物》,刘凯  王惠敏/著

在地球诞生之初,地核的强大引力俘获了周围的尘埃。这些尘埃凝聚在一起,重的沉入地球中心,轻的浮在地球表面。当地球进入冷却期后,最外层的物质开始凝固,便成了最早的岩石。
但是,不是所有石头都是硬的哟,在特殊情况下,石头会变成液体呢!

从上面这幅图我们可以看到,地球是由地壳、地幔、外核、内核组成的。地球整体就像一个煮得半熟的鸡蛋:外层的地壳就像薄薄的鸡蛋壳,中间的地幔就像蛋白,内层的地核就像蛋黄。
地球的内核是一个固态铁球,温度高达5000℃,外核是由铁和镍构成的液体层,地幔层是活动着液态岩石,也就是所谓的岩浆。火山喷发喷出就是这种高温液体岩石。最外层的地壳就是我们平时接触到的岩石。
没有岩石不是一成不变的,一直保持液体或者固体状态,岩石也有循环过程。

火山喷发,滚烫的岩浆冷却后会变成火成岩;风吹日晒,雨水冲刷,火成岩不断风化成细小的砂砾,河水带它们四处流动,小砂砾慢慢沉积,成了沉积岩;沉积岩进入地底下感受高温的考验,又变成了变质岩;部分变质岩经受不住高温,又变回了岩浆。
这就是岩石的完整循环过程。

如何向孩子解释「为什么石头是硬的」?-3.jpg

插图来自《中国少儿百科知识全球》之《岩石与矿物》,刘凯  王惠敏/著

影响岩石的硬度有几个关键因素:岩石的密度、内部结构、变质程度等。一般来说,密度越高,变质程度越高,内部结构越方正,岩石越坚硬。
比如页岩具有叶状或薄片状层理,用硬物击打特别易碎。角岩中的矿物颗粒细小,质地致密而坚硬,就特别难击碎。

如何向孩子解释「为什么石头是硬的」?-4.jpg

插图来自《不可不知的地球》,[英]约翰·范登/文,[英]狄姆·哈钦森/图,高晓华/译

如果孩子真的对石头很感兴趣,家长不妨带着孩子去野外捡石头,用放大镜或者手持显微镜对着石头仔细研究一番,一定会有许多不一样的发现。
观察的时候,记得带上尺子、挖掘铲、清扫刷、小本子和笔,记录下自己的观察过程和结果,这就是一堂生动有趣的自然观察小课堂了。

如何向孩子解释「为什么石头是硬的」?-5.jpg
显微镜的话,我不建议给幼龄孩子买正式的显微镜,因为不专业的家长调节镜头远近和找到标本真的难度太高了。我家里就有一个台式显微镜,但是用的机会真的非常少,经常搞了半天啥也没看见。
还不如这种手持式显微镜,网购大概也就30块钱左右,但是观察东西相当方便。最主要的方便携带,随时随地任何东西都可以观察。

如何向孩子解释「为什么石头是硬的」?-6.jpg
这是图片是上面可爱多观察草帽看到的帽子纤维,效果相当清晰。
以上就是我的经验分享,希望对大家有用。
@知乎亲子 @知乎生活
参考资料来自以下两套书:

<a data-draft-node="block" data-draft-type="mcn-link-card" data-mcn-id="1451910982717534208">
我是热爱写作、热爱记录,热爱分享育儿经验的80后全职宝妈 @茶茶说道 ,持续深耕儿童阅读启蒙、游戏陪玩、好物分享领域,希望遇见同频的你一起携手同行呀!
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程氏第八子 发表于 2022-1-15 15:33:18
实名支持 @寒枫春晓 的回答——他并没有答非所问。反倒是指责他的那位答主,明显自己知识不足。
"为什么石头是硬的?" 孩子问出这个问题,应该是因为日常中他/她所见到的石头都非常的坚硬,自己用指甲怎么也在上面无法划出刻痕,用手也难以掰开石头。然而,所有的石头都是一样的吗?真的所有的石头都是硬的吗?
什么是石头?
A rock is any naturally occurring solid mass or aggregate of minerals or mineraloid matter.
石头是由天然矿物或准矿物所形成的固体物质或者固态集合体。一般认为需要具有一定的稳定外形,所以石油、沙、泥都不算石头。
所以,世界上有各种形形色色的石头。滑石、石膏、石英、刚玉、金刚石,都算作是石头的。而这些石头也是具有不同的硬度的。
比如石膏data/attachment/forum/202201/15/160058w2ncza2klzabi1in.svg ,这种石头可以被用作模型制作、骨折固定,以及粉笔也是用石膏制作的。孩子会问,为什么粉笔这么硬么?显然不会

如何向孩子解释「为什么石头是硬的」?-2.jpg

用来制作模型的石膏也是一种石头

石膏虽然已经很软了,但是它的摩氏硬度尚且还有2,而摩氏硬度为1的石头则是滑石, data/attachment/forum/202201/15/160058p3rjjziu1m66hzst.svg ,甚至更软。婴儿爽身粉的主要成分就是滑石,孩子会觉得这样的石头很硬吗?
那么为何我们都会有这样的印象,觉得石头很硬呢?那是我们日常生活中所见到的绝大多数石头,主要成分是长石或者石英。而长石的摩氏硬度是6,石英的摩氏硬度是7。相比之下,人的指甲的摩氏硬度是2-3,骨骼的摩氏硬度是3-4,牙釉质的摩氏硬度是5,所以日常中最常见的石头的确比这些人体组织要硬多了,所以我们才会觉得石头是硬的。

如何向孩子解释「为什么石头是硬的」?-4.jpg
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韩式半永久1999 发表于 2022-1-15 15:33:44
这个看小孩多大?比如小学生的话,先引导它理解什么叫硬。
一般会拿石头、玻璃、铁锤来比较。
两两之间相互锤,那个碎掉那个就没那么硬。
理解了什么叫硬以后,就解释一下从化学键与晶体结构,或者从材料特点上解释一下。
1、什么叫硬度

测量硬度的基本原理就是相互砸。
硬度,是专业术语,材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。
硬度有不同的测试方法,所以有不同的硬度标准。
各种硬度标准相互之间是不能直接换算,但可通过试验加以对比。

  • 划痕硬度
  • 压入硬度
  • 回跳硬度
是三种不同的硬度表示方法。最有名的是莫氏硬度。它是划痕硬度的一种。
下面这张表可以教了,以后会考的
名称等级
金刚石(钻石)10
刚玉(氧化铝)9
黄玉8
石英7
长石6
磷灰石5
萤石(氟化钙)4
方解石3
石膏(硫酸钙的水合物)2
滑石1
2、为什么石头是硬的?

讲完了就可以从晶体讲起,比如金刚石为什么最硬,因为它是原子晶体,共价键形成的紧密堆积的原子晶体。
所以金刚石比石头要硬,比玻璃硬。比铁要硬。
金属是原子晶体,或者说是金属晶体,有其特有的性质。
3、石头真的比玻璃硬吗?

这点最关键了,石头有很多种,从划痕硬度的角度考虑,滑石就没有玻璃硬。
因此给小孩讲东西的时候,很关键的是要让小孩能形成探索性的思考。同时有发散性的思考。
比如我就见过一个家长(东北人)
他就从硬这个概念发散到了
硬汉。
接着说到硬菜。
到了最后就一直探讨什么叫硬菜了。还说广东没有硬菜。
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暮尽挖 发表于 2022-1-15 15:34:01
爱好宝石的你,在收藏宝石的时候恐怕最不愿意看到的就是下面这两个名场面。。。

如何向孩子解释「为什么石头是硬的」?-1.jpg
这种情况,恐怕易失水的欧泊啊什么的宝石比较多一些,红蓝宝祖母绿比较少,但如果有一天你发现你的彩宝开裂了,大概率,你买到了注油的宝石,宝石的油经过一段时间,挥发完了。。。

如何向孩子解释「为什么石头是硬的」?-2.jpg
注油和没注油的祖母绿对比
还有一种名场面,平时自己是不容易注意到的,但当某一天你开心的欣赏自己的宝石,注意到了的时候,恐怕自己的强迫症都要犯了。


如何向孩子解释「为什么石头是硬的」?-3.jpg
自己的宝石是什么时候,有了个划痕呢?会不会是买的时候就有了?会不会是有一天干了XXX事导致的???

如何向孩子解释「为什么石头是硬的」?-4.jpg
这种情况,我图片上的这颗宝石一般是不会出现的(蓝宝石),因为他的硬度还是刚刚的。我也不知道,这颗蓝宝石,究竟,遇到了什么。。。
但是有一种比较热门的宝石,上面两种情况,都很容易出现,就是琥珀

如何向孩子解释「为什么石头是硬的」?-5.jpg
有的朋友就会发现,自己的琥珀,慢慢的就有了浑身的划痕,有时候还有磕碰的“内伤”,这主要是因为一方面,琥珀的硬度是2-3,而蓝宝石的硬度是9,所以容易出现划痕,另一方面,琥珀的脆性也较低。就是我们经常说的比较“脆”。

如何向孩子解释「为什么石头是硬的」?-6.jpg
在矿物学上,硬度被分为莫氏硬度和维氏硬度两种。

如何向孩子解释「为什么石头是硬的」?-7.jpg
我们日常所说的硬度,都是指的莫氏硬度。一般来说,硬度高的宝石,平时比较耐磨损,但相应的,他如果和硬度低的其他宝石在一起,就会对其他的宝石造成损伤。莫氏硬度分为十级,每一级都有其代表的矿物。
滑石:硬度1

如何向孩子解释「为什么石头是硬的」?-8.jpg
石膏:硬度2

如何向孩子解释「为什么石头是硬的」?-9.jpg
方解石:硬度3

如何向孩子解释「为什么石头是硬的」?-10.jpg
萤石:硬度4

如何向孩子解释「为什么石头是硬的」?-11.jpg
磷灰石:硬度5

如何向孩子解释「为什么石头是硬的」?-12.jpg
正长石:硬度6

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石英:硬度7

如何向孩子解释「为什么石头是硬的」?-14.jpg
黄玉(托帕石):硬度8

如何向孩子解释「为什么石头是硬的」?-15.jpg
刚玉:硬度9

如何向孩子解释「为什么石头是硬的」?-16.jpg
金刚石:硬度10

如何向孩子解释「为什么石头是硬的」?-17.jpg
说到这,经常有人告诫我们,不能随便擦宝石上的灰尘,因为会划伤宝石。因为,灰尘一般都是由石英组成的,他的硬度是7。。。这足以划伤很多宝石。当然,全是全是红蓝宝祖母绿的土豪可以略过。。。

如何向孩子解释「为什么石头是硬的」?-18.jpg
所以我们的宝石落满了灰尘,最正确的方式是把灰尘吹掉,然后清洗。
为了给朋友们留下个深刻的印象,我特地找了好多划痕宝石,与君共强迫。

如何向孩子解释「为什么石头是硬的」?-19.jpg
钻石恒久远,一颗永流传,硬度最高的钻石刻面十分锋利,且正常佩戴几十年不会被磨损。但如果这样,就认为钻石很结实,那就大错特错了,不信你拿个锤子(作死)砸一下试试?如果你的钻石足够大的话,你会听下面这种“心碎” 的声音(请结合下面的图一起感受)


如何向孩子解释「为什么石头是硬的」?-20.jpg
钻石受到外力撞击后的应力纹
eg:因为不是锤子,所以还能看见钻石的尸体。
什么?抡大锤太累?那我们可以试试用液压机,碾碎他们!

如何向孩子解释「为什么石头是硬的」?-21.jpg
有时候,甚至用超声波清洗首饰,都会使得钻石内部的裂隙扩大,形成贯通裂。那么,我们平时所说的“这东西真硬,砸不坏”的“硬”到底是什么?其实,这种“硬”叫做宝石的脆性。

如何向孩子解释「为什么石头是硬的」?-22.jpg
宝石的脆性,指的是宝石内在的结合能力,换一种说法就是指宝石对外界压力或破碎力的抵抗能力,如宝石受外力,容易碎裂成小晶状、也称易碎性。
通常把宝石的脆性称为“破碎性”或“坚固性”,这一性质与宝石本身的硬度并没有什么必然联系。而与内部的结构是有关系的。
比如玉石中的翡翠,他就很难被砸碎,大家应该没砸过翡翠赌石,没有裂的话,真的是大锤抡都砸不碎,这就是因为翡翠所具有的纤维交织结构使得其变得类似毛毡,具有很高的韧性。(有机会我可以录一期视频)

如何向孩子解释「为什么石头是硬的」?-23.jpg
翡翠 纤维交织结构
而钻石作为原子晶格的配位体矿物,一旦受到较强的外力,就容易发生破裂。

如何向孩子解释「为什么石头是硬的」?-24.jpg
所以。。。我们再来看一遍。。。

如何向孩子解释「为什么石头是硬的」?-25.jpg
那我们如何宝石我们的宝石不会出现划痕呢?请默默记住以下几条(土豪随意,并且请联系我):
1.不要超声波清洗:对于内部不干净的宝石,尽量不要使用超声波去清洗,金属因为有延展性没问题,宝石可经不起这样的运动。
2.保护尖底:尖底的受力面积很小,因此非常脆弱,所以一定要保护好钻石的尖底,现在很多的钻石已经把尖底切掉,就是为了防止破裂。

如何向孩子解释「为什么石头是硬的」?-26.jpg
3.做家务和重活时,尽量取下身上佩戴的宝石,避免他们受到猛烈撞击,使得钻石开裂破损。
所以所以
宝石矿物
硬度在高,也怕菜刀

http://pic2.zhimg.com/50/v2-3c40829a650f96ab57be6975d78f8601_720w.jpg?source=1940ef5c
当然,我的宝石原创,结尾怎么能没有eg呢



我们来复习一下
归于脆性的损伤,是下面这样

如何向孩子解释「为什么石头是硬的」?-28.jpg
刚买的手机,一个没拿住,屏碎了。。。。
而归于硬度的损伤,则是下面这样

如何向孩子解释「为什么石头是硬的」?-29.jpg
这一般都是土豪裸奔造成的。。
真·土豪伤

如何向孩子解释「为什么石头是硬的」?-30.jpg
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二目Girls 发表于 2022-1-15 15:34:22
哈喽
小朋友
石头为什么这么硬呢?
因为石头中有一种矿物质
它主要是由硅组成的
这个以后你就会和老师们学到的
不要着急
硅就是很硬很硬的东西
越硬的东西越脆
密度也相对要高
最好的石头是钻石
钻石是最具有价值的石头了
你妈妈手上戴的戒指上面如果有小小的
闪闪发光的东西
那个就是钻石啦
不信你问问你的妈妈
钻石有好多种
如钻石宝石、红宝石、蓝宝石、碧玺等
就是从金刚石中提炼出来的
大约一千万吨的矿石才能提炼出一克拉的钻石
就是最硬的石头
另外 软硬也是个相对的概念
就看拿石头和谁比了
要是和你的手比
石头是硬的
如果和钻石比
石头就不算硬
好啦
小朋友你知道了吗
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孤傲的旋律 发表于 2022-1-15 15:35:06
孩子:为什么石头是硬的?
家长:你看咱身边的东西:有白天,有黑天。有红花,有黄花。有高的树,有矮的树。所以嘛,东西有硬的,也有软的,石头就是硬的,你的小被子就是软的。其它的东西呢,咱俩一块找一找,可以吗?
目的不是回答问题,而是启发孩子的想象力和对事物观察的兴趣,等等。
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天星战月星e 发表于 2022-1-15 15:35:21
实名反对 @寒枫春晓 的回答,答非所问嘛!人家问的是“为什么石头是硬的”你回答“石头根据莫氏硬度分为10级”····· @橡果科学 @知乎科学 你们的审核能严格点嘛?答非所问的也能算优秀????
要解释“为什么石头是硬的”,就得先讲清楚物质的三种物态:气态、液态、固态。
这个反正小学科学课也会学,先给孩子讲明白了也不亏。
先用一杯水给他讲明白三种物态的概念


如何向孩子解释「为什么石头是硬的」?-1.jpg
玻璃杯是固态的,半杯的水是液态,另外半杯透明的是空气——这就是三种不同的物态。
然后再用水讲明白气化、液化和凝固的三种变化过程:

锅盖上的水滴就是水蒸气变成液态水的例子,冰箱里面的冰块就是液态水变成固态水的例子。
然后告诉孩子,导致这一切的就是温度的变化。随即引出一个问题:温度到底是怎么变化才引起水的三种物态的转变的呢?
回答:在高温下,水会以水蒸气的形式存在,但是随着降温,水蒸气凝结成液态水滴,液态水滴再降温就会变成固态的冰块。
总结:降温引起水从气态到液态再到固态。
推广一下:所有物质都与水相似,高温的时候,物质会变成气态;温度降低变成液态;温度再降低变成固态。
再次引导观察:为什么水变成液体的时候,铁锅、玻璃等都不变成液体呢?
导入概念:熔点、沸点。不同物质的熔点和沸点都是不同的,也就是说,不同物质对温度的耐受程度是不同的。铁和玻璃能够承受比较高的温度,比如铁,要到1700℃才会达到熔点从而熔化变成铁水,而要到2700℃才会沸腾变成铁蒸汽。
引导观察和思考:石头其实是由岩浆变的,为什么石头是硬的呢?

如何向孩子解释「为什么石头是硬的」?-2.jpg

图中就表现了岩浆变成岩石的过程,红色是岩浆,明显还在流动,黑色的已经变成岩石了,有条件的可以带着孩子去逛逛地质博物馆,或者去五大连池实地看看这种黑色的岩石——绳状玄武岩  图/网络,侵删

回答:岩浆中的物质熔点很高,一般在600-1300℃左右(当然进阶版的可以讲到岩石是由各种矿物组成的等等,但是这里我们可以简化地把岩石看作是一种物质),也就是说它们要到这个温度以上才会熔化,低于这个温度就自然变成了固体——也就是硬的。
所以,这一题明面上是地质题,但是实际上用小学的物理学知识就能解答。某些人贴这么多矿物图一点用都没有,反而会让孩子陷入深深的混乱中。
以上~
另外,本回答相当于是一个幼儿版的课件提纲了,要用的可以直接用,但是请告知我一下。
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