加拿大科普教育活动
http://www.canachieve.com.cn 发布日期:2009-06-18
一、加拿大科技博物馆:展品丰富,突出独创
初到加拿大首都渥太华的全国科技博物馆,你会感到这里有几分寒碜。博物馆地处偏远的东南郊;房子是由仓库改造的,矮矮的一层,几乎蹲伏在地面上,毫无气派可言。只有展馆前宽阔的草坪上树立的20几米高的火箭竖塔、30多米高的航海灯塔和停放在铁轨上的巨大蒸汽机车,给这里平添了非比寻常的特色。馆内的展出方式,讲究互动,讲究独创。
在去年两个多月的暑假期间,科技馆是中小学生活动的天堂。孩子们走出校门,进入科技馆的大门,看展品,听解说,动手参与实验,制作模型,一起高高兴兴地争论,……在知识的世界里畅游,尽情享受科学和技术带来的无边乐趣。每天有近千名儿童和家长到这里度过有意义的时光。
在展馆的实验区,笔者见到了正带领儿童们作静电实验的艾玛。艾玛是大学二年级学生,在博物馆是课余兼职。据她介绍,参与实验的多是小学五、六年级学生,他们在科学这门课程里,已经得到“电”的一些概念,对日常生活中处处不可少的“电”充满好奇。他们会问什么是“电”;“电”是怎么产生的;“电”有什么危险等等。一些孩子也会回答:电是驱动电器的;电会着火等等。
艾玛站一个高约二尺的宽大木制平台上,台中央摆着一张一米多高的方桌,桌上摆着一直径约80厘米的空心金属圆球。那是一台静电加速器的主要部分。艾玛请参加试验的女孩在桌前一块绝缘板上站好,让女孩把双手平放在金属圆球上。接着,艾玛启动静电加速器,加速器使金属球产生强大的正电,由于女孩双手接触着金属球,从而女孩身体、包括头发都带上正电;带有同样正电的每根头发相互排斥,于是满头长发一起冲了起来,来了一个“怒发冲冠”(见图一)!孩子们看到这样奇异现象都惊异地大笑起来,争先恐后问老师是怎么回事儿。艾玛就给他们解释静电的“同电相斥,异电相吸”的基本定律。
艾玛还向学生们介绍,科技馆收藏有美国麻省理工学院罗伯特.格拉夫教授设计和制作的格拉夫空气绝缘静电加速器。当初格拉夫静电加速器是粒子轰击原子核和高能X射线试验的工具,后来由于原子加速器的出现,该机才主要用来作演示设备。上世纪50年代麻省理工学院将该机捐赠给加拿大科学技术博物馆。现在每年都会在博物馆内展出。
参加完静电试验后,学生们可以径直去家用电器展室参观各式新老家用电器,了解家用电器百年来的发展变化过程,看“电”在家庭中的应用。
一个普通的展品,比如一只电水壶也可以给人很多兴趣:水壶的形状如何设计的;电水壶如何从铁制变为耐高温的塑料制品;水壶自动开关的设计等等。
静电、冲冠的“怒发”、格拉夫发生器、原子和射线被十分自然地联系在一起。在学生们争论电流、导体、电阻、电磁、磁场等概念的同时,试验中的生动形象、引人入胜的理念和实用电器一起展现在孩子的面前,给他们留下无限的思索和探求的空间。
博物馆请学生共同参与的实验多种多样:
为了让参观者了解压强和接触面积的关系,工作人员拿出一块一尺见方的木板,上面密密麻麻钉有200根直径约3毫米的尖钉。用手摸每根钉子,都感到几分尖锐。工作人员请一个男孩轻轻坐到钉满尖钉的木板上。那男孩子带几分犹豫坐了上去,然后慢慢占起来,他居然分毫未伤!简直如中国的功夫表演!
一个女孩坐在数码自动摄像机前,一边看着自己在荧光屏上的图象,一边轻轻旋动控制图象象素的控制纽,看着自己图象由清晰细腻变得含混粗糙,由此体验象素多少与图象效果的关系。
一个孩子骑上展出的雪地摩托车体验雪地交通工具的独特魅力(图二)……
博物馆安排丰富的活动,多方增进学生的知识和自己动手的实际能力。下面是博物馆组织学生参加的部分活动:
老爷车车展:观摩1926年福特T型轿车和1908年别克牌轿车的实际行驶情况,听取两车设计和制造技术介绍,并由馆方现场回答学生提问;
参观博物馆技术园,参观20多米高的卡波特海峡航行灯塔,了解灯光和透镜的使用及其设计和构造原理;
观摩亚特拉斯火箭;该火箭1957年首次发射,后来多次被用作探索水星飞行的运载工具。箭高23米,直径3米,重达118吨;系加拿大科技博物馆从美国空军博物馆借来的展品。
天文日活动:参加馆内天文台观测活动,自己动手寻找新星体和观察自己喜爱的星座;
消防演习。如何防火救火;
电力车展览。渥太华电力车协会派员展示各种电力车辆,并探索太阳能、风能的应用;
野外遇险无线电通讯救护;
音乐演出和录音工作室工作实况展;
在社会科学方面,博物馆组织仿真谋杀案侦破。“谋杀案”发生了,如何勘查现场,如何收集证据,如何分析证据资料,并最后确定罪犯。
……
每年10月第三周是加拿大科技活动周。加拿大科技馆准备开展专题讲座,讲座的四个题目是:天中之眼(卫星遥感技术);核能:惊奇的科学,危险的技术;寻找DNA;神秘的三维。
按照馆长泰瑞的介绍,博物馆既注重新科学、新技术的展示,也不偏废传统科学和技术成就的介绍。但是,不论“新”“旧”,都强调独创性的重要意义。博物馆的展出区划分为航天、天文、物理、核能、光学等部分。在各展出区都突出了那些具有重要独创成果的科学家。
除了重要发明家贝尔和庞巴迪等人和诺贝尔奖获得者赫兹伯格(天体物理学)、肖娄(物理学)、泰勒(物理学)、布洛克斯(物理学)等大师级人物在这里得到充分介绍外,博物馆还对其他具有独创性贡献的人给予格外介绍。
亚力山大.贝尔在研究人耳的基础上,发明了电话。此外,他还是水翼船的发明者。加拿大地域辽阔,水域广大,需要快捷的水上交通工具。贝尔与鲍德温于1918年-1919年开始了水翼船开创性的研制工作。水翼船由涡轮动力泵和水力喷射机共同驱动,可以脱离水面运行,速度非常之大。上世纪40年代,加拿大海军和英国海军在贝尔成就的基础上,再行研制,研制深海反潜水翼艇和近海巡逻水翼艇。后来到60年代,由于水翼船造价太高,其生产技术被搁置起来。该博物馆还保有当年生产的水翼船。
伊丽莎白.麦基尔是著名的航空设计师。上世纪40年代,她以总工程师的身份,领导生产了加拿大空军使用的霍克旋风式战斗机,被人称为“旋风女王”。
天才工程师乔治.克莱因与上世纪30年代发明了动脉血管夹套连接术。在克莱因之前,动脉血管破裂是靠手工缝接的,成功率很低。克莱因用夹套和细钉解决了这一难题,成功率百分之百!
……
博物馆馆长特瑞先生告诉笔者,他们现在展出的“轮子的进化”(展品包括从马车、福特生产第一辆汽车到今天汽车,共有不同时期生产的小轿车上百台)、“光的巡礼”(从打火石到光电;介绍光与人的生活、光与科学技术)、“大科学”(核裂变、核聚变、天体物理、天文观测)等几个专题展,深受欢迎,加国内不少博物馆要求借展。
特瑞介绍,加拿大各大城市都设有科学技术博物馆,其中以多伦多、蒙特利尔和温哥华的规模为大。各个科技博物馆自发成立了加拿大科技中心协会,互相交流信息,交流展品,探讨科技博物馆发展方式和前景。总之,相互借鉴,互相促进,向社会介绍加拿大在科学和技术方面的独创性和取得的伟大成就,向人们展示这些成就对加拿大发展与进步的重要作用。同时,通过科技成果的展示,借以增进加拿大人的认同感和自豪感。特瑞馆长告诉笔者,除博物馆外,加拿大科学院是科技博物馆的重要协作单位,它在科普方面扮演着重要角色。
二、加拿大科学院:协调全国,面向青年
加拿大科学院(NRC)拥有4000多名科学家的队伍,研究部门50多个,涵盖了现代科技的主要领域。其中著名的研究所包括航空航天、生物技术、基础科学、核能、燃料电池、 制 造、化学、信息 和 通 讯等等。加拿大科学院在科学技术方面不断创新,促进了加拿大以知识为基础的经济不断发展。加拿大科学院在这方面发挥的作用在全球范围内居于领先地位。
加拿大科学院深刻理解全球科学技术竞争的激烈性,理解这种竞争关系到加拿大的发展前景,也就是关乎整个国家未来发展大业的成败。因此,他们在自己不断创新出成果的同时,主动协调全国科普事业,用科普活动保证科学院与中学的直接联系,保证科学家与中学生的面对面交流,从而加强科技基础,培养一代新人,为将来的科技竞争作人才准备。
加拿大科学院高级顾问玛格丽特.肯尼迪女士对笔者说,研究已经证明,要培养未来的科学家和工程师,必须从青少年抓起,要从小培养孩子们对科技的兴趣。因此,科学院科普活动的对象是11岁-17岁的初高中学生。
目前,加科学院的科普活动主要以三种方式展开:互联网;出版物和全国性活动。在互联网上交流信息,举办专题讲座;在出版物上介绍活动专题和专题内容范围;至于全国性活动,是科学院人员“走出去”或者“请进来”。科学院派员深入学校开展科普竞赛,在现场指导科技实验;或者,科学院有选择地开放一些前沿科学实验室,让学生参观,或者参加实验。目的是开阔青年人的眼界,培养他们的科技爱好,激励他们走科学之路的志趣。过去一年在首都渥太华开放的研究所包括诺贝尔天体物理学奖获得者赫兹伯格工作过的实验室,展示空气动力的“风洞”和火力实验室等。科学院设在温哥华天文物理观测站、宇宙天文中心和燃料电池实验室也向公众开放。青年学生在这里看到的科研实验与中学课堂的试验的巨大差异引发他们进行新思索。
肯尼迪女士把出版物给笔者看,基本是海报的形式,彩印,图文并茂,用英法双语写成,每期一大张。去年出版的包括“元素周期表”,“细菌”、“加拿大的天空”、“健康的生活”等。在“元素周期表”的海报上,结合现实生活和最新科研成果介绍每种元素。如对“锂”的介绍是这样的:锂是最轻的金属。在所有的电池成分中,以克为单位计算,锂产生的能量最大。在今后几年里,你也许发现,在高效能汽车的引擎盖下,安装的就是锂电池。……现在科学家正在研究用锂锰配方生产可用于电力驱动汽车的经济电池。对“氢”元素作了这样说明:氢是宇宙主要组成部分。巨大的氢云团向内部崩塌,其产生的压力如此巨大,以致于内部猛烈燃烧。这一猛烈燃烧的巨大物质被我们称作“星辰”……肯尼迪女士说,这些海报可以引导学生自我学习,也可以成为各学校科普讨论的主题。
去年以来,科学院在渥太华组织2400名中学生参加两个自己动手设计的比赛。一是“火星村”比赛;二是机器人比赛。“火星村”比赛要求学生设计一个能供“火星村”人生活的生命支持系统;机器人比赛则要求设计的机器能从一个1.75米高人工斜坡爬下,然后运行到斜坡下面的一个指定位置。机器人“拿着”一只鸡蛋。鸡蛋自然是不许摔破的。
科学院从院内或社会上组织自愿人员深入学校辅导学生一起完成参赛作品的设计和制作。一个自愿者一般在一个月时间内要有4个下午和学生在一起。参加活动的科学家和工程师要在自己工作之外承担这项义务。肯尼迪顾问成功组织了数十位自愿者。科学家、教师和学生组成了新的统一体、组成最富实效的科普形式。人们应该赞扬加拿大科学家的强烈责任感和奉献精神!
在加拿大,每年二月最后一周为“工程周”;每年10月第三周为“科技周”。届时,加全国科技馆、科研院所及有关部委都以不同方式向社会开放,向全社会推广科技知识,增进民族科技素质。
此外,加拿大科学院一直把向中小企业转移科技成果作为自己的工作目标。这样,科学院不仅自己增加了收入,也迅速提高了相关企业的效益和竞争力。
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