第十一屆北京科學(xué)嘉年華開(kāi)幕 兩個(gè)“實(shí)驗(yàn)室”成關(guān)注焦點(diǎn)

數(shù)學(xué)和物理是令很多學(xué)生都頭疼的科目，在如今的“雙減”形勢(shì)下，沒(méi)有了課外培訓(xùn)班這個(gè)高效而實(shí)用的選項(xiàng)，想必家長(zhǎng)們都在想：怎樣才能讓孩子通過(guò)科學(xué)的思維認(rèn)識(shí)、理解數(shù)學(xué)和物理，從而提高孩子們的科學(xué)素質(zhì)?你也許會(huì)在北京科學(xué)中心得到啟發(fā)、找到答案。

9月11日上午，北京科學(xué)中心人頭攢動(dòng)，熱鬧非凡，2021年全國(guó)科普日北京主場(chǎng)活動(dòng)暨第十一屆北京科學(xué)嘉年華在這里拉開(kāi)了帷幕。科普時(shí)報(bào)記者走進(jìn)場(chǎng)館內(nèi)發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)“實(shí)驗(yàn)室”成為了孩子們關(guān)注的焦點(diǎn)，說(shuō)是實(shí)驗(yàn)室，其實(shí)更像是兩個(gè)分別以數(shù)學(xué)和物理為主題的游樂(lè)場(chǎng)。

讓抽象的數(shù)學(xué)具象化

數(shù)學(xué)是一門(mén)抽象的科學(xué)，拿著名勾股定理來(lái)說(shuō)，我們都在課本上學(xué)過(guò)它的表述：直角三角形兩條直角邊的平方和等于斜邊的平方。但對(duì)于剛剛或即將踏入數(shù)學(xué)世界大門(mén)的孩子們來(lái)說(shuō)，這樣抽象的表達(dá)并不容易理解，有沒(méi)有什么方法能將這個(gè)幾何定理具象化地呈現(xiàn)，從而讓人一目了然呢?北京科學(xué)中心的具象數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室給出了完美的答案。

具象數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室的勾股定理展臺(tái)由三個(gè)圓盤(pán)裝置組成，里面分別是直角、銳角和鈍角三角形，每個(gè)三角形的三邊都延伸出了一個(gè)正方形，其面積就代表著“邊的平方”，在這些空心的正方形中注有醒目的粉色液體，轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(pán)，大正方形中的液體就會(huì)受重力流向小正方形，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，只有直角三角形滿足了大正方形中的液體恰好等于兩個(gè)小正方形之和，勾股定理的內(nèi)容就這樣被生動(dòng)、直觀地展現(xiàn)了出來(lái)。

像這樣有趣的展項(xiàng)，具象數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)室共有110多個(gè)，分布在數(shù)學(xué)之史、數(shù)學(xué)之美、數(shù)學(xué)之用、數(shù)學(xué)之趣四大主題展區(qū)，豐富多彩的展教具讓孩子們玩得不亦樂(lè)乎。

展區(qū)講解員表示，這些展品都是針對(duì)的師生熟悉的數(shù)學(xué)課標(biāo)和邏輯思維課程中的數(shù)學(xué)知識(shí)點(diǎn)，挖掘提煉蘊(yùn)含其中的科學(xué)思維和科學(xué)方法，通過(guò)“展教結(jié)合”的方式激發(fā)公眾對(duì)數(shù)學(xué)的好奇心，提升到好奇引發(fā)興趣，進(jìn)而在引導(dǎo)下掌握邏輯思維的科學(xué)途徑，學(xué)習(xí)“發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出問(wèn)題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題”的科學(xué)思想方法。

讓具象的物理抽象化

相比于數(shù)學(xué)的抽象，物理是一門(mén)具象的科學(xué)。豐富物理知識(shí)和規(guī)律就隱藏在我們?nèi)粘Ｉ钪杏龅降母鞣N物理現(xiàn)象中，如何把這些具體的物理現(xiàn)象抽絲剝繭，變成簡(jiǎn)明的物理知識(shí)?這就是抽象物理實(shí)驗(yàn)室要做的。“思考一下，這三個(gè)小球哪個(gè)會(huì)先到終點(diǎn)?”展臺(tái)前，一位家長(zhǎng)正在向自己的孩子發(fā)問(wèn)。在他面前的是降速曲線演示裝置。它由三條起點(diǎn)和終點(diǎn)相同的軌道組成，一條是直線，另外兩條是坡度不同的曲線。常識(shí)似乎告訴我們，位于直線軌道的小球會(huì)最先到達(dá)終點(diǎn)，因?yàn)樗穆窂绞亲疃痰?，但事?shí)果真如此嗎?

通過(guò)實(shí)際操作觀察，結(jié)果發(fā)現(xiàn)反而是旅程最遠(yuǎn)、位于更陡的曲線上的小球率先抵達(dá)終點(diǎn)。為什么路程最長(zhǎng)卻最先到達(dá)終點(diǎn)呢?這是因?yàn)檫@條曲線是特殊設(shè)計(jì)的。小球在下降的初始階段，通過(guò)較陡的軌道獲得了最快的速度，然后利用這個(gè)速度走完了剩下較為平坦的路徑。在物理學(xué)中，這條曲線被稱為“最速降線”，是速度與路徑的最優(yōu)解。古代建筑的屋頂就是按照最速降線設(shè)計(jì)的，這樣就可以讓屋頂上的雨水以最快的速度落下。

據(jù)介紹，抽象物理實(shí)驗(yàn)室展覽包括穿越物理時(shí)光隧道、暢游物理知識(shí)之海、探索物理實(shí)驗(yàn)空間三個(gè)展區(qū)，涉及互動(dòng)展教具80余件套，內(nèi)容涵蓋了力學(xué)、電磁學(xué)、光學(xué)、熱力學(xué)等物理學(xué)重要的分支領(lǐng)域。

展區(qū)講解員表示，希望這個(gè)展覽能激發(fā)公眾對(duì)物理學(xué)的興趣，通過(guò)觀察、互動(dòng)、實(shí)驗(yàn)，了解物理學(xué)中一些關(guān)鍵的知識(shí)點(diǎn)，更重要的是，希望孩子們像科學(xué)家一樣思考，抽象概括其中的規(guī)律和知識(shí)，從而學(xué)習(xí)物理中解決問(wèn)題的方法。本次展覽活動(dòng)的展品和實(shí)驗(yàn)給觀眾展示的都是自然界的物理現(xiàn)象，而從這些現(xiàn)象中抽象概括出背后的規(guī)律就是物理的科學(xué)思維。(吳 桐)

關(guān)鍵詞： 北京科學(xué)嘉年華 科技冬奧 元素 亮相