中国传统科技文化与STEM教育——土电话
STEM知识素养
一、人文知识
[1]
土电话是我国一种古老的具有实用性和娱乐性的工具,由中国人最先发明,是电话机最初的原型,土电话在古时又称传声筒,曾为人们之间的交流和娱乐立下汗马功劳。特别是在云南、广西等地区,一些少数民族,如壮族、侗族、苗族等,都有自己独特的土电话文化。
在这些地区,土电话被视为一种传统的通信工具,被广泛应用于人们的生活中。不同的民族有不同的土电话制作方法和使用方式。例如,壮族有一种叫做“嘟嘟塞”的土电话,使用竹筒或空心木作为传声筒,通过绳子或竹竿传递信号,曾经被用于村寨之间的通信。侗族则有一种叫做“咚咚喹”的土电话,用牛角或空心木制成,声音清脆悦耳,是侗族青年男女恋爱时的必备玩具。
二、科学知识
土电话中的科学知识主要包括声波的传播和固体传声的原理。声波的传播:当说话的人对着土电话的说话筒说话时,声波会引起话筒内的空气振动,从而产生声音。在一定范围内,声波可以穿透空气,并且能够传递到另一端的听筒内,引起听筒内空气的振动,最终传递给人的耳朵,形成听觉。
固体传声的原理:土电话的传声筒利用了固体传声的原理。当传声筒的一端受到震动时,震动会通过拉紧的棉线传入到另一端的传声筒内。由于传声筒的底部都是用纸壳做的,所以震动会使得纸壳产生振动,进而引起空气的振动,最终传递到人的耳朵。
STEM活动实践
创意实践
土电话制作
材料:
两个纸杯或其他圆筒状物
一条棉线(不限长度)
两根小火柴、木棍或牙签
520胶水、剪刀等。
创意参考步骤:
1.两个纸杯用针在纸筒底部中央扎一个小洞,方便线穿过即可。
2.把一根棉线的两头各穿入两个纸筒的两个小洞。
3.将穿入纸杯的棉线拉出来,并将火柴梗用棉线从火柴梗的中央绑住。
4.固定火柴梗:轻轻往纸杯底部方向拉棉线,让火柴梗伏贴于杯子底部,滴加502胶水把火柴梗固定在杯子底部,等待胶水凝固,即土电话制作完成。
创意改良
1. 传声筒的大小,线的粗细、材质以及线是否绷直等因素会影响传声筒的声音效果吗?请设计实验并进行探究。
2. 土电话传播声音受到距离的限制,如何改良才能使得距离较远时传声筒两端的人听到清楚的声音呢?
创意挑战
在旅游景区,语言不通的人怎么通过土电话来沟通?能否将语言翻译器结合到土电话中,请设计实验并探究。
参考文献
[1]图片来源于:https://mr.baidu.com/r/15RFZlSspsQ?f=cp&u=5cc3f8bf33e6c47b
(作者/曾绍炜 湘西州民族中学)
(一审:谢振华 二审:邓望军 三审:石伟)