劉慶余

在美國西北部的愛達荷州首府博伊西,有個面向青少年的科學活動中心。該中心位于愛達荷州州立大學附近,雖然面積不是很大,但布局緊湊,設計科學合理(圖1)。其內容包括有電學、生理學、光學、地球科學,約有200個活動項目均可供人直接操作。每項活動內容,只有一個簡短的說明卡片固定在設備上,參觀者自行操作實踐,沒人指導和講解。每個青少年甚至成人,在參觀、操作后都有一種滿足感。當他們離開該中心時,面部都流露出留戀忘返的表情。下面僅就其中的幾個活動項目加以簡單介紹。
“歡迎來到獸醫院”
在“歡迎來到獸醫院”的大字橫標下、一座小小的“獸醫院”,墻上掛著大小不等的白色工作服和淺灰色手術服。一個木架上放有裝滿聽診器的塑料盒和裝有注射器、藥瓶及獸嘴套的塑料盒。在“醫生”辦公桌的一側掛著能看清動物的內部病灶的透視膠片,房間的一角放著一些等待醫治的大型玩具動物“患者”。參觀的青少年可以扮成“小獸醫”,身穿工作服、帶上聽診器,聚精會神地為“寵物患者”進行醫治,甚至幾個“小獸醫”可以通力合作為一“患者”進行手術和包扎。此情次景,酷似一個真實的售醫院。前來這里操作的小朋友,著實過了一把“售醫院”(圖2)。
驅動自行車的動力
這套活動裝置外形十分奇特,有兩輛原地固定的自行車,其中一輛騎在車上的是人體的全部骨骼模型,另一輛騎在車上的是模擬人體下肢的金屬骨骼和肌肉模型。裝置用以顯示車輛行駛時腳部肌肉和骨骼的關系。參觀者可以通過電鈕操縱,從后一部車上看到,與腳部骨骼有關肌肉的伸縮、經肌腱拉動骨骼而使自行車行駛自如的全過程(圖3及圖4)。
妙筆生暉畫圖案

在一個長方形的木架上,左側裝有一個垂直并能旋轉的金屬桿,金屬桿上端固定有一塊方形畫板,下端連接一塊方形用于腳蹬的金屬板。在木架中間有一個立柱支撐著一根長形的金屬“筆桿”,筆桿前端裝有一個相下垂直的畫筆,直達畫板上面的空白畫紙上。木架右側也有一個垂直并能旋轉的金屬桿,上端與筆桿的后部相連,下端也連接一塊方形用于腳蹬的金屬板。當操作者用腳踏著左側金屬板搖動一下,畫板就會旋轉、開始畫圖。由于畫板運動的慣性逐漸減弱,圖案的形狀也會發生改變。如果用腳踏著右側金屬板,又會引起筆尖走向的改變,致使圖紙上呈現出兩組圖案相交的畫面。完成這些精致畫面的小作者,還可能把自己的“杰作”帶走留念(圖5)。
水膜屏幕升天空
吹肥皂泡是青少年朋友的普遍愛好,而該中心卻有一個利用洗滌劑溶液拉成水膜屏幕的裝置。在一個垂直地面的方形金屬架上方中央,有一個金屬圈。通過金屬圈的一根細繩,一端與一個橫桿相連,另一端固定在下面水槽邊緣的正中央,繩子的長度正好控制在使橫桿接觸水槽溶液表面。當操作者徐徐勞動繩子時,隨著橫桿的上升,橫桿下面一張方形水膜屏幕即可升入空中。由于水膜有一定的表面張力,用嘴輕輕吹動時不僅不會破裂,反而凹面像個大鍋底。當吹力過大時,水膜屏幕才破裂消失(圖6)。
總之,該中心的全部活動內容,無一例外地具有可操作性,它為青少年朋友進一步學習科學技術知識,起到了很好的啟蒙教育作用。