ทำให้เด็กๆ ตื่นเต้นกับ STEM ด้วยการทดลองป๊อปคอร์นยอดนิยมเหล่านี้!
ป๊อปคอร์นหรือที่รู้จักกันในชื่อ Zea mays everta เป็นข้าวโพดชนิดหนึ่ง และข้าวโพดสี่ชนิดที่พบมากที่สุด ได้แก่ ข้าวโพดหวาน ข้าวโพดฟลินท์ และป๊อปคอร์น เป็นข้าวโพดชนิดเดียวที่ป๊อปคอร์น ทั้งหมดนี้ต้องขอบคุณตัวถังที่บางกว่า ซึ่งทำให้สามารถเปิดออกได้
สิ่งที่คุณอาจไม่รู้ว่าของว่างแสนอร่อยนี้ยังเป็นวัตถุดิบที่ยอดเยี่ยมสำหรับการทดลองป๊อปคอร์นอีกด้วย ไม่ว่าคุณจะอยากสนุกที่บ้านหรือกำลังพยายามหาโปรเจ็กต์วิทยาศาสตร์ป๊อปคอร์น เราก็มีตัวเลือกข้าวโพดคั่วให้เลือก!
การทดลองเปรียบเทียบอุณหภูมิ
คนส่วนใหญ่เก็บป๊อปคอร์นไว้ที่อุณหภูมิห้องในตู้กับข้าวหรือตู้ในห้องครัว แต่จะเกิดอะไรขึ้นหากร้านป๊อปคอร์นของคุณเก็บไว้ในตู้เย็นหรือช่องแช่แข็ง อุณหภูมิส่งผลต่อความสามารถในการแตกของป๊อปคอร์นหรือไม่?
การทดลองนี้ทดสอบว่าอุณหภูมิส่งผลต่อระดับความชื้นของเมล็ดป๊อปคอร์นหรือไม่ การตั้งค่าสำหรับการทดสอบอาจใช้เวลาถึงหนึ่งชั่วโมง จากนั้นต้องพักถุงไว้อย่างน้อย 24 ชั่วโมง การทดสอบให้เสร็จสิ้นจะใช้เวลาประมาณหนึ่งถึงสองชั่วโมง
ข้อเท็จจริงโดยย่อ
สิ่งนี้สามารถสร้างโครงการวิทยาศาสตร์ป๊อปคอร์นที่ยอดเยี่ยมสำหรับเด็กวัยประถมชั้นประถมศึกษาปีที่ 3 ถึงชั้นประถมศึกษาปีที่ 5!
วัสดุ
- ป๊อปคอร์นไมโครเวฟยี่ห้อเดียวกันจำนวน 16 ถุง
- ไมโครเวฟ
- ป๊อปคอร์นไมโครเวฟ
- ถ้วยตวงขนาด 2 ควอร์ต เข้าไมโครเวฟได้
- ถาดอบขนม
- ไม้บรรทัด
- ปากกาและกระดาษ
- ถุงแซนด์วิช
คำแนะนำ
- วัดขนาดตัวอย่างเล็กๆ 50 เมล็ดจากป๊อปคอร์นแต่ละถุง ใส่เมล็ดลงในถุงแซนวิช ทำถุง 15 ใบ
- ติดป้ายแต่ละถุงด้วยตัวเลข จะได้รู้ว่าอันไหนทีหลัง
-
สร้างแผนภูมิโดยมีแถวสำหรับกระเป๋าแต่ละใบ ดังนี้:
ปริมาณ จำนวนเมล็ดที่ยังไม่ได้แยก ขนาดเคอร์เนลที่แตก กระเป๋า 1 กระเป๋า 2 กระเป๋า 3 - วางถุง 5 ใบในช่องแช่แข็ง, 5 ถุงในตู้เย็น และ 5 ถุงที่อุณหภูมิห้องบนเคาน์เตอร์ห้องครัว ฝากกระเป๋าไว้24ชม.
- เปิดไมโครเวฟโดยอุ่นน้ำหนึ่งถ้วยเป็นเวลาหนึ่งนาที ถอดถ้วยออกอย่างระมัดระวัง ต้องมาก่อนถุงแรกเท่านั้น
- นำตัวอย่างเมล็ดพืชเล็กๆ ออกจากถุงป๊อปคอร์นที่เกินมา แล้วนำไปใส่ในที่ป๊อปคอร์นไมโครเวฟ ตั้งเวลาไว้ห้านาที เมื่อคุณเริ่มได้ยินเสียงอัตราการป๊อปช้าลงประมาณสองถึงสามวินาทีระหว่างการป๊อป ให้หยุดไมโครเวฟและจดเวลาไว้ ตั้งเวลาสำหรับเวลานี้ตลอดการทดสอบ
- นำถุงหนึ่งใบออกจากช่องแช่แข็ง ใส่เมล็ดพืชทั้งหมดลงในที่บีบ จากนั้นดันตามเวลาที่ตั้งไว้จากขั้นตอนที่หก
- ถอดป๊อปเปอร์ออกแล้วรอจนกว่าป๊อปเปอร์ทั้งหมดจะหยุด
- เทชามลงในถ้วยตวงขนาด 2 ควอร์ต แล้วบันทึกปริมาณลงในคอลัมน์ "ปริมาตร" ของตารางข้อมูล
- เทเนื้อหาจากถ้วยตวงลงบนถาดอบแล้วนับจำนวนเมล็ดที่ยังไม่อบทั้งหมด บันทึกตัวเลขลงในตารางข้อมูล
- ใช้ไม้บรรทัดเซนติเมตรในการวัดความยาวของเคอร์เนลที่แตกขนาดเฉลี่ย บันทึกความยาวลงในตารางข้อมูล
- ทำซ้ำขั้นตอนที่หกถึง 10 โดยเก็บถุงที่เหลือไว้ในช่องแช่แข็ง ตู้เย็น และที่อุณหภูมิห้อง อย่าลืมทดสอบทีละถุงเพื่อให้แน่ใจว่าเมล็ดข้าวจะคงอยู่ที่อุณหภูมิที่กำหนดให้นานที่สุดก่อนทำการทดสอบ
- เปรียบเทียบข้อมูลในตารางและสรุป
ข้อเท็จจริงโดยย่อ
เมล็ดป๊อปคอร์นมีหยดน้ำเล็กๆ อยู่ข้างใน เมื่อป๊อปคอร์นถูกทำให้ร้อน น้ำจะขยายตัวและกลายเป็นไอน้ำที่อุณหภูมิ 212 องศาฟาเรนไฮต์ และระเบิดประมาณ 347 องศาฟาเรนไฮต์อย่างไรก็ตาม ป๊อปคอร์นต้องการความชื้นระหว่าง 13.5 ถึง 14 เปอร์เซ็นต์จึงจะแตกได้ ตู้เย็นและช่องแช่แข็งช่วยลดความชื้นของเมล็ดป๊อปคอร์นเพื่อให้ลูกๆ ของคุณเห็นเมล็ดป๊อปคอร์นน้อยลงในชุดเหล่านี้
ป๊อปคอร์นก็สำคัญ
การเปลี่ยนแปลงทางกายภาพกับการเปลี่ยนแปลงทางเคมีคืออะไร -- และเกิดขึ้นได้อย่างไร ป๊อปคอร์นและมาร์ชเมลโลว์เป็นเครื่องมือที่ดีเยี่ยมในการสอนบทเรียนเคมีนี้! สำหรับผู้ที่ไม่ทราบ สสารมีอยู่ทุกหนทุกแห่ง และรวมถึงทุกสิ่งที่ใช้พื้นที่และมีมวลด้วย รวมไปถึงขนมหวานและคาวเหล่านี้ด้วย
การทดลองนี้สอนเด็กๆ เกี่ยวกับปฏิกิริยาทางเคมีและกายภาพ โดยจะใช้เวลาไม่ถึงหนึ่งชั่วโมงจึงจะเสร็จสิ้น การทดลองนี้เหมาะสำหรับเด็กวัยประถมศึกษาที่อายุน้อยกว่า แต่ต้องมีการควบคุมดูแล.
การเปลี่ยนแปลงทางกายภาพกับสารเคมี
สิ่งต่อไปที่คุณต้องรู้ก่อนเริ่มต้นคือสสารมีห้าขั้นตอน ได้แก่ ของแข็ง ของเหลว ก๊าซ พลาสมา และคอนเดนเสทของโบส-ไอน์สไตน์เมื่อการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพเกิดขึ้น เฉพาะรูปลักษณ์ของสสารเท่านั้นที่จะเปลี่ยนแปลง เมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลงทางเคมี คุณจะสังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงในรสชาติหรือกลิ่นของรายการอาหาร
โดยการเติมความร้อนให้กับเมล็ดป๊อปคอร์น ของเหลวที่อยู่ภายในเมล็ดป๊อปคอร์นจะกลายเป็นไอน้ำและแตกตัว ซึ่งเปลี่ยนสถานะทางกายภาพของมัน ในกรณีของป๊อปคอร์น นี่เป็นการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพอย่างถาวร ซึ่งหมายความว่าคุณไม่สามารถย้อนกลับปฏิกิริยาได้
ในทางกลับกัน เมื่อคุณถือมาร์ชแมลโลว์ไว้เหนือเปลวไฟ มาร์ชแมลโลว์สามารถละลายได้ (การเปลี่ยนแปลงทางกายภาพอื่นๆ) หรือเผาไหม้ได้ (การเปลี่ยนแปลงทางเคมี) เมื่อความร้อนรวมตัวกับน้ำตาลในมาร์ชแมลโลว์ โมเลกุลของน้ำจะถูกสร้างขึ้น ซึ่งจะระเหยและสร้างคาร์บอน คาร์บอนคือสารตกค้างสีดำที่คุณจะเห็นบนพื้นผิวของมาร์ชแมลโลว์ เมื่อสารเปลี่ยนแปลงหรือเกิดปฏิกิริยาขึ้น ก็คือ การเปลี่ยนแปลงทางเคมี!
วัสดุ
- ถุงป๊อปคอร์นแบบไมโครเวฟหรือกล่องบรรจุเมล็ดป๊อปคอร์นที่ยังไม่คั่ว
- ขวดโหลหรือแก้วน้ำทรงสูงใสสองใบ
- ไมโครเวฟ
- ป๊อปคอร์นไมโครเวฟ (จำเป็นสำหรับเมล็ดป๊อปคอร์นที่ยังไม่คั่วเท่านั้น)
- มาร์ชแมลโลว์
- บาร์บีคิวเสียบไม้
- จานกระดาษ
- เปลวไฟ (เตาแก๊สหรือไฟแช็กก็ใช้ได้ทั้งคู่)
คำแนะนำส่วนที่หนึ่ง: การเปลี่ยนแปลงป๊อปคอร์น
- ให้เด็กๆนับป๊อปคอร์นที่ยังไม่คั่วจำนวน 100 เมล็ดสองกลุ่ม (หมายเหตุ: เด็กๆ อาจต้องการนับประมาณ 120 เมล็ดสำหรับกลุ่มป๊อปคอร์นที่คั่วแล้ว เพื่อให้แน่ใจว่าจะมีเมล็ดที่คั่วแล้ว 100 เมล็ดสำหรับการทดลอง)
- วางป๊อปคอร์นที่ยังไม่คั่วหนึ่งกลุ่มลงในขวดโหลหรือแก้วน้ำทรงสูง
- คั่วเมล็ดป๊อปคอร์นกลุ่มที่สองที่ยังไม่คั่วโดยใช้เครื่องคั่วป๊อปคอร์นด้วยไมโครเวฟ หรือเปิดถุงป๊อปคอร์นในไมโครเวฟก็ได้
- วางป๊อปคอร์นที่คั่วแล้ว 100 เมล็ดลงในขวดโหลหรือแก้วน้ำทรงสูง
- เปรียบเทียบเมล็ดป๊อปคอร์นสองขวด ทั้งสองยังคงเป็นป๊อปคอร์น มีตัวอย่างหนึ่งอยู่ด้านใน!
คำแนะนำส่วนที่สอง: การเปลี่ยนแปลง Marshmallow
- ผู้ปกครองควรวางมาร์ชเมลโลว์ 2 ชิ้นบนไม้เสียบบาร์บีคิว
- ถัดไป ให้พ้นมือเด็ก แต่ใกล้พอที่จะให้พวกเขามองเห็น ให้ถือปลายเสียบไม้ของมาร์ชแมลโลว์ไว้เหนือเปลวไฟ เพื่อให้มาร์ชแมลโลว์ไหม้
- วางมาร์ชเมลโล่ลงบนจานกระดาษแล้วปล่อยให้เย็น
- จากนั้น ให้ลูกๆ ของคุณตรวจดูมาร์ชแมลโลว์เผาที่เย็นแล้ว และเปรียบเทียบกับมาร์ชแมลโลว์สดๆ จากถุง
อย่าลืมชี้ให้เห็นการเปลี่ยนแปลงของสี เนื้อสัมผัส และรสชาติของมาร์ชแมลโลว์
จำเป็นต้องรู้
ส่วนที่ดีที่สุดเกี่ยวกับการทดลองนี้คือ คุณสามารถใช้มาร์ชเมลโลว์ที่เหลือมาทำป๊อปคอร์นรสชาติอร่อยและรับประทานเป็นของว่างยามบ่ายได้อย่างสมบูรณ์แบบ!
การทดลองป๊อปคอร์นเต้นรำ
นี่คือการทดลองป๊อปคอร์นที่น่าตื่นเต้นอีกอย่างหนึ่งที่แสดงให้เห็นปฏิกิริยาทางเคมี! เมื่อคุณผสมเบกกิ้งโซดากับน้ำส้มสายชู จะทำให้เกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งเป็นก๊าซเมื่อคุณผสมสารประกอบทั้งสองนี้ในน้ำและหยดเมล็ดป๊อปคอร์น ป๊อปคอร์นจะลอยขึ้นสู่ผิวน้ำในขณะที่ก๊าซลอยขึ้นสู่ด้านบนของแก้ว เมื่อก๊าซถูกปล่อยไปในอากาศ เมล็ดข้าวจะตกลงกลับลงมาด้านล่างและกระบวนการจะดำเนินต่อไปจนกว่าก๊าซจะหมด
วัสดุ
- เมล็ดป๊อปคอร์นธรรมดา (1/4 ถ้วย)
- ขวดโหลหรือแก้วน้ำใสขนาดใหญ่ (24 ออนซ์)
- ช้อน
- เบกกิ้งโซดา (2 ช้อนโต๊ะ)
- น้ำส้มสายชูขาว (6 ช้อนโต๊ะ)
- น้ำ (3 ถ้วย)
เคล็ดลับด่วน
การทดลองป๊อปคอร์นเต้นรำสามารถเพิ่มประสิทธิภาพได้ด้วยการเติมสีผสมอาหารสองสามหยดเพื่อให้มีลักษณะเหมือนดอกไม้ไฟเมื่อเมล็ดลอยขึ้นและตกลงไปในน้ำ!
คำแนะนำ
- เติมน้ำลงในขวดหรือแก้ว โดยเหลือพื้นที่ด้านบนของภาชนะไว้เล็กน้อย
- เติมสีผสมอาหาร 5-10 หยด (ไม่บังคับ)
- ผสมเบกกิ้งโซดาลงไปแล้วคนให้เข้ากัน
- เทเมล็ดป๊อปคอร์นลงไป
- เติมน้ำส้มสายชูลงไปและเตรียมพร้อมที่จะดูเมล็ดข้าวของคุณเต้น!
ปลูกป๊อปคอร์น
ป๊อปคอร์นไม่โตในถุงไมโครเวฟ เป็นข้าวโพดรูปแบบพิเศษที่เพิ่งแตกเมื่อได้รับความร้อนสูง มันเติบโตบนพื้นดินได้เหมือนกับต้นไม้ทั่วไป ทำให้เป็นโครงการที่สมบูรณ์แบบสำหรับเด็กเล็ก! การปลูกต้นป๊อปคอร์นเป็นการทดลองง่ายๆ ที่จะแนะนำแนวคิดเรื่องการงอกของเมล็ดให้กับเด็กๆ ในชั้นประถมศึกษาปีที่ 2 ถึง 4 นอกจากนี้ยังช่วยให้เด็กๆ ได้เห็นว่าพืชทำอะไรอยู่ใต้ดิน
การทดลองนี้ใช้เวลาประมาณ 30 นาทีในการตั้งค่า แต่เป็นโครงการระยะยาวที่จะต้องนั่งสักพักในขณะที่พืชเติบโต ต้นไม้จะต้องได้รับการรดน้ำเป็นครั้งคราว และเป็นไปได้ที่จะปลูกใหม่หลังจากผ่านไปประมาณหนึ่งสัปดาห์ หลังจากผ่านไป 2-3 วัน เด็กๆ จะเห็นรากเริ่มงอกออกมาจากเมล็ด ตามด้วยการแตกหน่อในอีก 2-3 วันหากมีแสงแดดและน้ำเพียงพอ เมล็ดพืชก็จะเติบโตเป็นต้นป๊อปคอร์นที่โตเต็มที่
วัสดุ
- เมล็ดป๊อปคอร์น (หมายเหตุ: เมล็ดป๊อปคอร์นส่วนใหญ่ที่ขายในซุปเปอร์มาร์เก็ตจะไม่เติบโต ดังนั้นควรซื้อเมล็ดพันธุ์ผ่านแคตตาล็อกเมล็ดพันธุ์)
- ถ้วยพลาสติกใส
- กระดาษเช็ดมือ
- เครื่องหมายถาวร
- ถ้วยตวง
- น้ำ
คำแนะนำ
- พับกระดาษชำระให้กว้างเท่าถ้วยสูง
- วางกระดาษชำระเพื่อให้ชิดด้านในถ้วย
- วางเมล็ดป๊อปคอร์น 2-3 เมล็ดลงในถ้วยระหว่างกระดาษชำระกับผนังถ้วย
- ทำเครื่องหมายวันที่ปลูกบนถ้วยและชื่อเด็ก (ไม่จำเป็น) ด้วยเครื่องหมาย
- เติมน้ำที่ด้านล่างของถ้วย กระดาษเช็ดมือควรดูดซับน้ำ
- วางถ้วยบนขอบหน้าต่างซึ่งต้นไม้สามารถรับแสงแดดได้
- สังเกตสิ่งที่เกิดขึ้นกับโรงงานในอีกไม่กี่สัปดาห์ข้างหน้า
บันทึกการทดลอง
- เมล็ดป๊อปคอร์นอาจต้องแช่น้ำไว้ 24 ชั่วโมงก่อนปลูก อ่านหมายเหตุของผู้ผลิตเมล็ดพันธุ์เพื่อดูคำแนะนำ
- กระดาษชำระควรชื้นตลอดเวลาแต่ไม่ควรให้เปียกน้ำหยด
- ถ้าต้นโตเกินถ้วยก็สามารถปลูกในกระถางที่มีดินได้
วิทยาศาสตร์สุดสนุก
ป๊อปคอร์นสามารถนำไปใช้ในการทดลองวิทยาศาสตร์สำหรับเด็กได้มากมาย เป็นวัสดุที่เรียบง่ายและราคาถูกซึ่งสามารถนำไปใช้ได้หลายวิธีเพื่อแนะนำแนวคิดทางวิทยาศาสตร์ขั้นพื้นฐาน เช่น การเปลี่ยนแปลงทางกายภาพและเคมี การงอกของเมล็ด และการออกแบบการทดลองทางวิทยาศาสตร์นี่เป็นเพียงการทดลองหลายอย่างที่สามารถทำได้กับเด็กเล็ก สร้างสรรค์และทำขนมเองแล้วทำของว่างเพื่อสุขภาพให้ตัวเองด้วย!