如何证明猫是固体还是液体？

猫星人这种迷一样存在的生物，时而高冷傲娇，时而温柔可爱。

据说每天都在琢磨如何“杀死”猫奴……

真是好奇害死猫，法国里昂大学研究者Marc Antoine Fardin在好奇心的趋势下，探究了网上的一个问题“我们的猫咪是液体吗？”

他严肃地研究了这样一个课题，计算了猫的流体力学参数，并在2014年发表论文，证明了“猫是具有固体和液体特性的神秘生物”。

2017搞笑诺贝尔物理学奖

Marc还因此获得了 2017年搞笑诺贝尔物理学奖！

底波拉数（De），流变学中的一个无量纲量，用来描述材料在特定条件下的流动性，定义为弛豫时间及观测时间尺度的比值。当De<<1时，材料表现出似流体的力学响应；当De>>1，材料表现出似固体的力学响应。

猫可以拉伸自己，也可以压缩自己适应周围的空间。在短时间尺度上，一只站立、跳跃的猫，会被认为是一只固态猫。对于长时间尺度，当你发现一只猫占据了一个酒杯、玻璃器皿时，就可以认为这只猫是流体了。

听起来很胡闹，对不对？

而事实上，脱去无厘头搞笑的外衣，很多搞笑诺贝尔奖的获得者都是真正诺贝尔奖的获得者，研究的过程也是严谨的科学探究过程，只是用一种幽默甚至狂欢的形式呈现出来。

在我们的科学教室里，二年级的学生也进行过类似的科学探究，研究某种东西是固体还是液体，不过探究的对象是牙膏，这种生活中常见的日用品。

二年级的学生能get到科学家的研究方法，去探究看似无厘头的问题吗？

看看我们是如何通过“I wonder circle”（美国NGSS为低年级学生提供的科学探究步骤）引导学生探究“牙膏是固体还是液体”的吧。

I wonder 我感兴趣：类似于Marc 对于网上一个问题“猫咪是液体吗？”产生了浓厚的兴趣，孩子们对于老师提出的问题“牙膏”这种生活用品是“固体”还是“液体”也产生了兴趣，兴趣是最好的老师，孩子们开始了热烈的讨论，并逐渐形成了自己的观点。

I Think 我认为：孩子们调动自己之前学习积累的“固体”“液体”的知识进行分析，表达自己的观点。在第一次讨论时，孩子们的观点还停留在“非黑即白”的层次，要么“固体”，要么“液体”，还有的孩子没有观点，有的孩子说“好像都不是”。在科学探究中，所有的观点都是被鼓励的。

为了更好的引导孩子们进行二次思考和表达观点，老师设计了一个巧妙的“站队”方式：

首先在白板上展现了1，5这两个数字，提问代表了什么意思，学生讨论之后；再展现出1，2，3，4，5，引导学生思考，这个数字代表什么意思。

学生通过讨论和思考之后，会提出1代表完全是固体，5代表完全是液体，3代表是既是固体又是液体，2代表更接近于固体，4代表更接近于液体。

和我们传统教学只有“一个标准答案”的思考问题的方式截然不同，通过这个讨论，我们希望培养孩子们的一种批判性思维能力，对于科学问题的回答不是“非黑即白”的，是有着中间的灰色地带。

学生一旦理解了数字代表的含义，需要坚持自己的观点，进行排队，在对应的数字站好，并把名字写在对应的数字下面。

I Try 我尝试：老师不评价学生的观点，而提出问题“你如何证明你的观点，你的论据evidence是什么”。 Marc 是通过计算流体力学参数，来证明“猫咪既是固体而是液体”，这样准专业的证明方法很显然是二年级的孩子进行不了的。但是孩子们通过之前的学习，已经掌握了固体和液体的性质，完成了“固体遇到水”和“液体遇到水”的实验，可以通过把牙膏加水，进行对比观察 (I observe)，和记录数据（I Record），来证明自己的观点。

不管采用哪种方法，孩子们能够得出数据来再一次验证自己的结论，进行再次“站队”即三次思考，是否坚持或者改变自己的观点

至于结论究竟是什么，相比较于过程，实际上不是那么重要了，我们可以初步得出一个结论“牙膏既是一种固体又是一种液体”。通过这个严谨完整的科学探究过程，孩子们不仅仅可以证明“牙膏是固体还是液体”，甚至可以使用这种探究的方法证明任何一种东西是“固体”还是“液体”（可能给“喵星人”加水有点难度，哈哈）。如果有一个小学生诺贝尔物理学奖，我们的孩子完全有资格进行申请了！

实际上，“牙膏是固体还是液体”这个问题是“非牛顿流体”的一个很好的切入点，我们在培养孩子们对于科学问题的探究的基础上，还会引导孩子使用“玉米粉和水”来制作“oobleck”来更直接的感受“非牛顿流体”的神奇性质，就像神奇的猫咪一样：

既有着固体的性质：握起来，有固定的大小和形状；

又有着液体的性质：放在指尖，改变了形状，像液体一样流动下来。