【科学嬉游记踏上强国路】石家庄自强小学三二中队畅游河北科技馆研学活动

石家庄市自强小学

“好奇心是人的天性，对科学兴趣的引导和培养要从娃娃抓起，使他们更多了解科学知识，掌握科学方法，形成一大批具备科学家潜质的青少年群体。”这段话出自习近平总书记在科学家座谈会上的讲话。为了保护好少年儿童对世界的好奇心，培养科学探索的品质，2023年7月8日，石家庄自强小学三二中队在河北科技馆以互动体验式的学习，开展了一场别开生面的研学活动。 　　我们准备好了，准备出发啦！ 电与磁 　　霓虹灯的颜色从哪里来？发电机是如何工作的？交警用什么测速？等等许多好玩的现象让我们在实验中去探索吧。 　　闪电墙是由一个个辉光盘组成，它和霓虹灯一样都是运用辉光放电的原理制成。这些五颜六色的”彩虹“是靠一类名叫惰性气体的物质发光的，平时懒得动，不爱发生化学反应，总有一种情况会例外，那就是遇到电。通电之后，氩气发紫蓝色光，氦气发粉红色光，氖气发红色光。当手放在辉光盘上时，由于手与电极之间形成放电通道，随着手指移动，放电通道也随之移动。 　　同学们对这个演示多普勒效应的仪器非常感兴趣，他们好奇地按着调速旋钮，感受蜂鸣器的声音，看着水波纹在运动前方和后方的变化，认真地研读展台上的科学说明，激发了孩子们的探索欲，主动学习其中的科学道理。 　　面驶来时，听到的鸣笛声变得越来越高，而车离去时，鸣笛声却越来越小吧，这个由声源运动而引起音调变化的物理现象，被称为“多普勒效应”。为纪念奥地利物理学家及数学家克里斯琴·约翰·多普勒而命名的，他于1842年首先提出了这一理论。多普勒效应在许多领域得到广泛应用，比如心脏彩色多普勒，可以将心脏血流描绘得惟妙惟肖，提高诊断率；多普勒测速雷达可以测量汽车是否超速，还能侧量上百千米外的飞机和云层……。同学们只要你留心观察，不断探索，没准你就是下一个科学家。 💡两位同学正在齐心协力地来回推拉光轴，使线圈上的小灯亮起。 　　小灯能够被点亮是利用了线圈在磁场中做切割磁感线运动时所产生的电流，这一现象被称为“电磁感应现象”，产出的电流被称为感应电流，它最早于1831年法拉第发现的，根据这个原理制成了发电机、电磁炉、汽车车速表、变压器等。 　　电磁力展示项目在向同学们演示电磁起重机的工作原理，它操作简单能轻松吊起几十吨重的铁片、铁丝、废铁等其他各种铁料。电磁起重机主要部分是铁块，当接通电流后产生磁场，进而产生磁力，利用电磁力吸引物体，把钢铁物品牢牢吸住，吊运到指定的地方。切断电流，磁性消失，钢铁物品就放下来了。电磁起重机既省时又省力，可应用在废钢铁回收部门和炼钢车间；港口物流行业，高效安全地搬运装卸大型集装箱。 　　同学们在边玩边学中体验了电生磁和磁生电的神奇物理现象。电生磁是指在电流通过导体时，产生磁场的现象，这个过程被称为安培定律。磁生电是指当磁场变化时，会在导体中产生电流的现象，这个过程被称为法拉第电磁感应定律。希望当你们相遇在学校的书本里时，一定还带着这份快乐和热情。 力与机械 　　虽然是关于机械的展区，但看上去更像是游乐场，同学们迫不及待地奔向一个个展品，面前的这个齿轮墙立刻让孩子们眼前一亮。 　　“脑洞大开”是由电机、齿轮传动机构、传感器、连杆机构、人脸模型、框架等备件组成。点击启动按钮，可以看到钢铁侠面部分开与组合的过程，特别是分开后能够看到内部机械表的运行状态，营造出奇妙的机械美感。 　　许多东西都依靠“转动”而富有生机，在接下来的“凸轮组合”展区体现得更加具体生动，那里的小玩偶们，随着手轮转动而活跃起来，就像有了生命一般灵动可爱。 　　接下来在 “自己拉自己”的项目中，同学们真实地体验到机械的力量。设置台上有两组座椅，每组座椅上方分别有一套滑轮组，绳子将座椅和滑轮组连接在一起，每套滑轮组上的绳子股数各不相同。看看哪边更能轻松地将自己拉起来。 为什么能轻松的将自己拉上去呢 　　我们观察发现，座椅最上方有一组没有随着绳索的拉动而发生位置改变的滑轮，它们就是定滑轮，它不省力，但是可以改变作用力的方向；随着椅子一起向上移动的滑轮就是动滑轮，它省力，但是不能改变作用力的方向。当动滑轮和定滑轮组合在一起时，就可以达到改变作用力的方向，又可以改变作用力大小的目的，因此，能够将自己拉起来的功劳就要归功于这些滑轮组合了。滑轮组的省力程度由绳子的股数决定，绳子股数越多越省力，所以，坐在右手边的座椅是最省力的。 　　“过山车”、“支点与杠杆”、“流动的水滴”、“离心力”、“擒纵摆”、“共振摆”……每件展品生动形象的展示了一个个科学原理或科学方法。这里还专门设立了关于数学领域的展区，“正弦波”、“概率”、“圆柱与圆锥”、“常见几何图形的稳固性”等展品都在动手操作参与中，直观的看到内在的科学原理，培养了用科学的思维去看待问题，解决问题的能力。 水世界 　　二楼的水世界展区增添了许多趣味性、探索性，尽情感受科学的魅力。 　　展现深海风暴的圆盘是由细小的白色砂粒组成，用以模拟海洋水体。圆盘旋转的过程中，砂粒的运动轨迹直观演示了海洋水体的紊乱流动。 　　将水提到高处的“水车”、让叶片转动的“水枪”、和家里抽水马桶一样原理的“虹吸盆”、向上走的“小球爬坡”、不掉落的“水柱顶球”……这些关于水的力学知识带给了孩子们不一样的体验，让她们遨游在科学的海洋里。 　　科学的进步让我们实现了入深海，上九天的梦想。走出水世界，再让我们去一起探索飞机上天的奥秘吧。 　　飞机能飞上天，是根据丹尼尔·伯努利在1726年首先提出的“伯努利原理”。在水流或气流里，如果速度小，压力就大，如果速度大，压力就小。飞机的机翼做成凸起的形状，可以使机翼下方的气流速度低于上方的流速，从而产生了机翼上、下方的压强差（即下方的压强大于上方的压强），因此就有了一个升力。 　　☘️这些悬浮的小球，可以让孩子们近距离观察伯努利现象🧚 　　小球受气流冲击，它周围的空气速度小，压力大，而气流里的空气速度大，压力小，当小球一跳出气流，周围的空气就会把它推回到气流里，这就是小球不掉下来的原因。 同学通过了解伯努利原理后,就能更好地理解为什么等候列车时不能跨过安全线了。当高速的列车从站台上的人身边经过时,他和列车之间的空气流动速度加快了,压力减小,而身后的空气流速却没有变化,气压变大，这样站台边的人就会感觉到身后有一股向前的推力,造成危险。因此，当火车或地铁飞速而来时，为了安全起见，大家一定要站在安全线以外! 机器人与创意空间 　　同学们在这里观察不同种类的机器人，“跳舞的机械臂”、“颜色识别机器人”、“语音识别机器人”、“画像机器人”、“手势识别机器人”……在探索各类机器人的过程中，一点一点将自己的科技梦想具体化、形象化。 机械臂表演 　　两台自动化机器人精准配合，做着复杂的动作，提前让同学了解未来的工业科技。 画像机器人 　　可爱的“画像机器人”运用控制技术、视觉处理技术，将人像转化为机器人可以识别的坐标点，在高精度机械臂的动作下，完成画像。 颜色识别机器人 　　“颜色识别机器人”运用的是机器人的颜色识别技术。传感器会采集色彩信息，计算机识别后，控制机器人的“眼睛”做出动作。 语音识别机器人 　　“语音识别机器人”运用机器人的语音识别技术。传感器采集观众语音信息，做出动作。 手势识别机器人 　　计算机将接收的信息处理后生成三维空间数据，控制机械臂做出相应的动作。 　　未来的机器人会是什么样？未来的智能AI会发展到什么水平？也许，将来的某一个科技灵感，就来自于孩子们现在的无限想象中。 魔法海洋 　　与虚拟动画互动，拍拍投影屏幕上的小动物，它们就会受到惊吓逃跑。 错觉滚筒 　　步入通道内，看着筒壁上滚动的图案，好像进入时空隧道一般天旋地转。 　　人的本体感觉主要靠三种系统：内耳前庭器、各肌肉关节处的深感受器以及视觉器官，当三个系统的信息上传至大脑，经过综合分析才能产生本体感觉。当你们走进通道之前，由于外界静止参照物的存在，你们会感觉一切正常，随着走进通道内部，你的视觉参照物变成了筒壁上滚动的图案，经验产生的视觉信息认为你所处地面在旋转，但前庭器却感受到你处在垂直的状态，相互矛盾的信息汇集到大脑中，使大脑不能发出正确的指令，因而你就感到头晕目眩，身体向一侧倾斜。这和晕车、晕船道理是一样的，当你坐在车上或者船上时，前庭觉告诉你自身在运动，但你的视觉误将颠簸的车船认作静止的参照物，所以你就会天旋地转了。 平行世界 　　想在同一个时空看到另一个自己吗？ 　　此次研学活动，不仅为学生们提供了走出校门开拓视野的机会，更重要的是将晦涩难懂的科学知识转化为生动有趣的游戏，抓住了孩子们的好奇心；通过亲身体验、动手操作在玩耍过程中真切地感受科学原理，培养了学生们敢于大胆尝试、深入思考、不断探索的精神。让科学之光照亮成长路，实现科技强国梦！