刘庆余
在美国西北部的爱达荷州首府博伊西,有个面向青少年的科学活动中心。该中心位于爱达荷州州立大学附近,虽然面积不是很大,但布局紧凑,设计科学合理(图1)。其内容包括有电学、生理学、光学、地球科学,约有200个活动项目均可供人直接操作。每项活动内容,只有一个简短的说明卡片固定在设备上,参观者自行操作实践,没人指导和讲解。每个青少年甚至成人,在参观、操作后都有一种满足感。当他们离开该中心时,面部都流露出留恋忘返的表情。下面仅就其中的几个活动项目加以简单介绍。
“欢迎来到兽医院”
在“欢迎来到兽医院”的大字横标下、一座小小的“兽医院”,墙上挂着大小不等的白色工作服和浅灰色手术服。一个木架上放有装满听诊器的塑料盒和装有注射器、药瓶及兽嘴套的塑料盒。在“医生”办公桌的一侧挂着能看清动物的内部病灶的透视胶片,房间的一角放着一些等待医治的大型玩具动物“患者”。参观的青少年可以扮成“小兽医”,身穿工作服、带上听诊器,聚精会神地为“宠物患者”进行医治,甚至几个“小兽医”可以通力合作为一“患者”进行手术和包扎。此情次景,酷似一个真实的售医院。前来这里操作的小朋友,着实过了一把“售医院”(图2)。
驱动自行车的动力
这套活动装置外形十分奇特,有两辆原地固定的自行车,其中一辆骑在车上的是人体的全部骨骼模型,另一辆骑在车上的是模拟人体下肢的金属骨骼和肌肉模型。装置用以显示车辆行驶时脚部肌肉和骨骼的关系。参观者可以通过电钮操纵,从后一部车上看到,与脚部骨骼有关肌肉的伸缩、经肌腱拉动骨骼而使自行车行驶自如的全过程(图3及图4)。
妙笔生晖画图案
在一个长方形的木架上,左侧装有一个垂直并能旋转的金属杆,金属杆上端固定有一块方形画板,下端连接一块方形用于脚蹬的金属板。在木架中间有一个立柱支撑着一根长形的金属“笔杆”,笔杆前端装有一个相下垂直的画笔,直达画板上面的空白画纸上。木架右侧也有一个垂直并能旋转的金属杆,上端与笔杆的后部相连,下端也连接一块方形用于脚蹬的金属板。当操作者用脚踏着左侧金属板摇动一下,画板就会旋转、开始画图。由于画板运动的惯性逐渐减弱,图案的形状也会发生改变。如果用脚踏着右侧金属板,又会引起笔尖走向的改变,致使图纸上呈现出两组图案相交的画面。完成这些精致画面的小作者,还可能把自己的“杰作”带走留念(图5)。
水膜屏幕升天空
吹肥皂泡是青少年朋友的普遍爱好,而该中心却有一个利用洗涤剂溶液拉成水膜屏幕的装置。在一个垂直地面的方形金属架上方中央,有一个金属圈。通过金属圈的一根细绳,一端与一个横杆相连,另一端固定在下面水槽边缘的正中央,绳子的长度正好控制在使横杆接触水槽溶液表面。当操作者徐徐劳动绳子时,随着横杆的上升,横杆下面一张方形水膜屏幕即可升入空中。由于水膜有一定的表面张力,用嘴轻轻吹动时不仅不会破裂,反而凹面像个大锅底。当吹力过大时,水膜屏幕才破裂消失(图6)。
总之,该中心的全部活动内容,无一例外地具有可操作性,它为青少年朋友进一步学习科学技术知识,起到了很好的启蒙教育作用。