昆士兰博物馆:像科学家那样思考与实践
  • 来源:科普时报
  • 作者:刘 琦
  • 2020-11-22 10:15


图1:昆士兰博物馆夜景。图2:观众正在体验“重力运行”展品。图3:观众测试自己制作的风动力车。(本文图1为作者所摄,图2、图3来自该馆官网)

    昆士兰博物馆坐落于澳大利亚昆士兰美丽的布里斯班河南岸(图1),它集自然博物馆和科学中心于一体,主体建筑共分为四层,一层是科学中心,二层、三层、四层主要通过动物标本和历史文物展示昆士兰州自然、历史变迁和文化遗产。昆士兰博物馆充分利用自己的馆藏和展览资源,鼓励、引导公众像科学家一样去思考和实践。

    一层的科学中心面向6-13岁的中小学生,展出40件物理学、数学经典展品。这些展品的陈放并不是杂乱无章的,而是按照人类意识发展的一般过程,分布在“认识世界”“感知世界”和“改造世界”3个主题展区中。其中,“认识世界”展区探究世界如何运转,包括物质运动、能量转化等,“感知世界”展区介绍了不同人、人与动物对世界不同现象的感知方式和能力,例如对声音和光的感受等;“改造世界”展区聚焦于我们如何改变世界,以及这些改变对世界的影响。

    展品除了生动展示科学现象外,还尤其注重展现科学探索与发现的过程,与展品的互动是从操作、提问、测试、观察、交流到再次提问的闭环过程,通过不断改变单一变量,观众可以亲自测试自己的设想是否可行,找到最优方案。例如,“飞行测试”这件展品,旨在引导观众探索力、能量和物体结构之间的关系。观众用纸设计制作一个飞行器,并在垂直风洞中进行测试。在此过程中,他们可以观察飞行器如何在气流中运动以及风速的变化对飞行的影响,还可以通过不断调整飞行器的结构进行优化。而“重力运行”这件展品则引导观众使用一系列管道、齿轮、摆球来辅助小球运动,还可让多人合作创建小球运行的轨道或者开发一个新的轨道(图2),由此探索力、运动和能量转化。

    除了互动性展品,科学中心还利用“创客空间”引导观众自己动手尝试解决科学技术问题。以制作风动力车为例,孩子们可用木头或硬纸板制作车身,用吸管、木棍或管子等制作车轴,用瓶盖或光碟等制作轮子,插上桅杆和帆,就制作完成一台风动力车。但这不是最终目的,还要让它借助风力在不同路况中行驶。孩子们用台式风扇模拟自然界中的风,用桌面、地毯、沙子模拟不同路面,并设置路障(坡道和桥梁),在不同的情况下测试车子的行进距离(图3),通过不断改进车子的构造,实现在不同路面上顺利行驶。在此过程中,他们可以探索力对风动力车运动的影响,还可以了解材料的重量、刚度、柔韧性、光滑度、多孔性等特性,以及风能作为一种清洁能源的应用潜力等。亲身经历思考、设计、制作、测试、改进的全过程,孩子们对科学探究精神有了更深的理解。

    动手体验的展品玩累了,孩子们还可以去楼上的自然博物馆观察近万件动物标本。当然,这并不枯燥,因为自然博物馆依然鼓励观众像科学家一样发现、提出和解决问题。恐龙是博物馆里最受欢迎的展品之一。这里有昆士兰州本土的恐龙骨架,也有来自美国的霸王龙和三角龙的巨大模型。除了展示恐龙基本生活习性,博物馆还引导观众从能量转化的角度思考支撑这些庞大身躯的能量来源,从结构与力的角度思考恐龙的骨骼和运动之间的关系。面对多种多样的恐龙化石,孩子们还可以从物质转化的角度了解化石的形成过程等。科学探究的精神像一根无形的线将自然博物馆与科学中心联系在一起,观众在动静结合的环境中发现和体会它的魅力。

    虽然科学家们的研究领域各异,但科学探究的方法是通用的。昆士兰博物馆在展览展示和教育活动中注重再现科学探究的过程,激发每一个人内心深处成为科学家的梦想。

    (作者系中国科技馆科研管理部助理研究员)


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