第八届全国科技馆辅导员大赛科学实验一等奖项目展示

教育   2024-12-28 11:41   重庆  


在第八届全国科技馆辅导员大赛总决赛中,

众多优秀科学实验项目脱颖而出。

下面就让我们来欣赏

荣获一等奖的10个参赛作品,

聆听他们的创作过程和参赛感悟吧!



一、《影子戏法》

柳州科技馆获奖项目






大赛已经结束,但当初的创作过程仍历历在目。从选题到剧本落地,无一不凝聚着团队每个人的心血。

每当人们谈论影子的时候,只会想到黑色的投影,往往会忽略“有光才有影”这一情况。在对比许多关于光的实验后,我们决定用“影”来说“光”,用“影”来证明“光”。此外,光影是光学原理中最具备层次感和立体感的展现形式,区别于声、电、力、磁等经典实验展现效果,其在视觉艺术上更具备冲击效果,能够打破常规、引人入胜,于是“影子戏法”就此诞生。



实验内容的创新是实现展示效果的关键。在框架内容构思阶段,我们从影子的光学现象着手,通过运用侧光、黑白、光源控制,利用小球产生显著的明暗对比,增强本影、半影及其产生现象的立体观测效果,利用彩色玻璃纸透光成像特性产生的光的折射和吸收现象,展示“影”的投射效果。为实现多项内容的串联,我们选择了光影舞蹈、皮影戏道具、蝴蝶道具作为增强实验展示效果的媒介,并对部分实验细节的可行性进行了一一测试,最终推动了“影子戏法”科学实验的成型。



《影子戏法》是我们在科学实验创作上的一次全新突破,大赛过后,我们将围绕这一题材拓展到科学课程、科普短剧和展厅活动中,形成新系列的科普创新活动。在未来的道路上,我们将继续秉持科普初心,无论前方是晴空万里还是风雨交加,都将坚定不移地前行,因为我们相信,只要心中有光,就能照亮前行的道路。科学之路漫漫,但我们愿意成为那一束光,引领更多的人加入这场探索未知的旅程中来,共同见证科学的魅力,共享科学的乐趣。



二、《隐之秘》

山西科技馆获奖项目




       

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当总决赛成绩公布那一刻,我们心中涌动着自豪与激动,回想从备赛、省赛再到全国总决赛,近一年的辛勤耕耘终于结出了硕果。

创意,是科学实验比赛的灵魂。近年来,“隐身”是个比较热门的话题,我们一直在想如何把隐身实验的原理弄明白、讲清楚。后来,偶然在一期科学类的节目中,我们看到了多种隐身方法的效果,和利用特殊材料实现“隐身”,这也引发了我们利用柱镜光栅进行“隐身”的探索。而柱镜光栅的原理较为复杂,并不容易在理论层面上叙述清楚,因而我们想到通过具有科技馆特色的实验来呈现,既保持理论的逻辑性,又能以直观而生动的方式传达给观众。



我们用放大镜细察柱镜光栅时,发现它由无数精细的小圆柱构成。要掌握其光学原理,我们首先需要将这些结构放大,构建一个宏观的物理模型。然而,仅研究大圆柱体的成像规律并不足以揭示柱镜光栅的全部奥秘,必须继续对这一模型进行精细的调整和优化,从而归纳出柱镜光栅的成像规律。从单个柱镜到整个柱镜排,从放大的柱镜排到变细的柱镜光栅。同时我们也探究不同方向物体成像规律:随着柱镜变细,竖向物体消失不见,横向物体经过柱镜压缩之后拼接起来看起来和原来一样。实验现象的直观展示,光学实验的巧妙融合,科学原理的解释,才能更好的探索“隐身”的科学奥秘。



点燃学生的好奇火花,引导他们观察、猜想、质疑。鼓励他们提出假设,细致验证,揭开知识的神秘面纱。每一次参赛都是心灵的触动。这些经历,如同星辰,照亮了我们前行的道路,让我们在科普的旅途上,更加坚定地追逐光芒。


三、《谁动了杯子?!》

厦门科技馆获奖项目





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第八届大赛已经圆满落幕,回望这一年的备赛历程,我们的小团队经历了从攻坚克难的艰辛到收获成果的喜悦,从面对困境时的沮丧到坚定前行的决心,每一步都铭刻着成长的足迹,见证着我们的蜕变。

厦门科技馆一直常态化开展形式丰富、内容充实的科普教育活动,由此积累了许多深受观众喜爱的科学实验素材,《谁动了杯子?!》正是我们沉淀出的作品之一。观众对声音震碎杯子的神奇瞬间感到惊叹不已,同时也对背后的原理充满好奇。于是,我们策划了一场揭秘“碎杯之谜”的求真之旅,通过控制变量的方法探究声音的响度、音调和声强对于杯子的形变的影响,阐明声音特性与杯子形变之间的关系。



杯子的形变程度极其微小,几乎无法用肉眼观察。因此,实验现象的可视化呈现,成了摆在我们面前的首要难关。对多种方案进行了深入研究和反复评估后,我们决定将杯子的形变转化为杯口薄膜的振动,利用薄膜反射的光影效果,将微小的形变放大并清晰地呈现给观众。这一创新性地方法不仅解决了可视化呈现的难题,也成了我们在舞台上的一大亮点和优势。当然,对表演效果的精益求精,无疑伴随着对实验道具的不断优化、对不同物料的反复测试,以及一遍又一遍排练,这些工作给我们的团队带来了巨大的压力,但正是这份压力,激发了我们前行的动力。



大赛现场,来自各地的科技馆带来了层出不穷的精彩作品,让我们深受震撼,也收获颇丰。无论结果如何,我们都坚信,每一次机遇都弥足珍贵,每一次挑战都充满价值。大赛的成绩对我们而言,不是终点,而是新的起点。我们将继续乘势而上,奋力前行,让每一场教育活动都充满热爱,让每一部科普作品都掷地有声!



四、《先声夺人》

太仓科技馆获奖项目




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很荣幸在第八届全国科技馆辅导员大赛全国总决赛中,我们的科学实验项目《先声夺人》斩获了一等奖。可以说,《先声夺人》植根于我馆长期以来的“馆校合作”项目,在实践中经过了“千锤百炼”。

数年来,太仓科技馆频繁深入市属中小学校进行科学实验表演,密切关注现场观众的即时反应,并进行持续调研。我们根据互动情况和反馈信息,逐步优化实验内容和表演技巧,并由此明确了参加全国科技辅导员大赛的选题导向:契合青少年对科学实验的兴趣与需求,确保内容适宜其认知水平与学习特点。因此,我们选定了“先声夺人”的方案——利用生活中最常见的各类乐器,趣味性激光玩具作为实验道具,通过大声歌唱使气球膜上镜片反射的激光发生抖动,以及演奏乐器,来展现声音的三要素,力求“简单、亮眼”。



当然,在简单的基础上,要确保科学原理的准确无误,就必须对实验的论证逻辑、组织架构以及内容的精准性进行严格的把控。为此,我们对实验脚本进行了多轮的修改,打磨和润色。

此后,我们将更多的精力投入了项目的趣味性,团队的每一个人都绞尽脑汁,贡献自己的“奇思妙想”,最终,我们决定引入“工具人”角色——通过工具人敲击“鼓”、“锣”等乐器,既作为实验的探究部分直观且生动地展现主题,又因为“鼓”、“锣”本身具有声音响亮的特点,给观众以强烈的听觉冲击,同时,工具人“机械式”的反差表演也增加了作品的喜剧元素。这也是该项目的创新点及亮点之一。



《先声夺人》是我们坚持以青少年儿童的兴趣和需求为导向,不断调整优化,最终实现科学实验与表演有机统一的一次有益实践。今后,我们还将面向不同受众群体,创新打造更多具有互动性、启发性和趣味性的科学实验。


五、《电磁趣研记》

内蒙古科技馆获奖项目





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今年是我们团队第二次参加全国科技馆辅导员大赛,回想这几年的备赛经历,感触颇深。想要取得理想的成绩,既要实验效果震撼,又要表演生动自然,更需要将科学知识、科学方法、科学思维和科学精神蕴含其中,给团队带来巨大的压力和挑战。备赛不仅是知识与技能的磨砺,更是心智与毅力的考验,在这个过程中,我们也学会了在压力下保持冷静,在困境中寻找突破。

想起备赛之初,我们在制定科学实验项目的主题时,曾展开激烈的讨论,最终因为一位小观众不经意间的一句提问:“环跳的这么高,这里面的电和磁是怎么“合作”的?”将创作主题聚焦于展品“弹跳环”。我们开始思考如何能将“跳跃”现象背后所蕴含的电磁感应、楞次定律、能量转换等抽象的科学概念,用更适合青少年理解的表达方式展示清楚。



备赛过程中,实验装置的设计制作无疑是最艰巨的挑战。为了将科学知识以震撼、直观的实验效果呈现给观众,团队成员自主设计并制作了所有的实验装置。印象深刻的是在制作电磁旋转实验装置时,由于缺乏经验,实验装置在前期测试中频繁出现转不起来,或转起来失去平衡的情况。面对一次次的失败,我们没有气馁,经过无数次的试验,通过不断调整线圈匝数和电压、调平装置,最终获得成功,提高了装置的稳定性;制作电磁弹射火箭实验装置时,为了确保弹射高度达到最佳,我们切割了几十种不同壁厚和高度的铝环、铜环,分别在常温条件下和液氮冷却条件下进行对比实验并记录数据,经过多次试验,最终达到理想的实验效果。



这份沉甸甸的荣誉,让我们深刻领悟到,我们所做的不只是简单的实验展示,更是在编织青少年的科学之梦,让他们看到科技世界的广袤无垠,感受到探索未知的无穷魅力。今后,我们将继续砥砺前行,让这幅科教实验画卷不断延展,色彩更加斑斓!


六、《让炮弹飞》

中国科学技术馆获奖项目





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回顾参赛过程,我们满心感慨,能够荣获一等奖,不仅是对项目主创团队辛勤付出的回馈,更激励我们在未来工作中不断探索,继续打造在内容和理念上更具创新性的优质科学教育资源。



聚焦真实的科学研究情境


科学实验《让炮弹飞》创设了一个真实的科学研究情境,针对青少年群体好奇心和求知欲旺盛的特点,围绕观众关注的军事热点设置活动主题,挖掘中国福建舰电磁弹射技术中的基础科学问题,激发青少年的好奇心和想象力,从而展开科学探索与实践。



注重实际问题解决的科学思维


科学、技术、工程是现代社会发展的重要支撑。其中科学是基础,技术是科学的应用和推广,而工程是科学技术的实践和应用。基于此,我们设定了科学家、工程师、中学生三个角色。科学家分析问题并揭示原理和规律,而工程师则运用科学原理和精湛的技术能力,去解决实践过程中的问题,从而启发中学生大胆猜想、提出问题,并能自主寻求解决实际问题的路径,提升其科学思维能力。




基于实践探究的科学方法


我们从基础科学中“电与磁”的知识点切入,基于“炮弹是如何发射出去的”这一问题,通过“磁铁发射小球实验”进行观察,发现磁铁对炮弹(铁球)的吸引以及铁球在脱离磁铁后受到惯性继续向前运动,进行对比实验“单线圈电磁炮实验”,证明电磁铁更容易将炮弹发射出去”,再利用工程实践思维制作“多线圈加速装置”解决电磁铁及时通断电的问题从了增加炮弹射程,并联系生活实际做出“电磁枪实验”、和“电磁弹射飞机实验”。每个实验逐层递进、深化探究,引导青少年理解科学知识的同时,能够掌握科学探究的方法。



《让炮弹飞》实验项目依托项目式探究学习,以“科学教育+工程教育”为内核,展现了对青少年好奇心、想象力和探求欲的培养过程。每一次科学实验的开发和迭代,都面临着理论准确性、操作可行性和现象稳定性等多方面的挑战,需要经历无数次的头脑风暴、甚至推倒重来,才有来之不易的创新成果。这次大赛让我们收获了成绩,更收获了勇于探索突破的力量,我们将带着这份坚持,在创新之路上砥砺前行,继续推出更多更具创新性、现象级、吸引力的科普教育活动。



七、《牛顿错了吗?》

新疆科技馆获奖项目






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在新疆有这样一支队伍,他们深入践行新时代科普理念,结合边疆地区科普实际,以理论为根、实践为基、创作为本,研发科普资源、创作科学实验,常年乘坐“科普之舟”驰骋在天山南北,以浅显易懂、易于接受、生动形象的方式把科学知识送到各族群众“家门口”,让科学的奥秘被看见、让素质的提升被预见,这就是“科普轻骑兵”。



在经年累月的科普实践中,我们发现一些公众对反常现象缺乏科学的认知,网上对反常现象原理的揭示也缺乏深层次探究。为了使广大公众更加直观了解现象背后的原因,教育引导他们树牢科学思维,学会透过现象看本质,我们初创了《牛顿错了吗?》,力求让科学原理更加精准、直观展现。一个成熟的科学实验不是一蹴而就的,在开展科普基层行等活动中,我们广泛听取青少年学生、科技工作者等不同群体的意见建议,不断修改完善《牛顿错了吗?》科学实验,并将集体智慧的结晶送到了第八届全国科技馆辅导员大赛这一大舞台经受专家和业内同行的检验。



《牛顿错了吗?》荣获第八届全国科技馆辅导员大赛科学实验一等奖,这既是对我们作品的认可,更是对边疆科普工作的激励,这让我们更加坚定了立足边疆,做新时代科普的“实践者”、高质量科普的“传播者”、优质科普资源的“生产者”,把“学科学、讲科学、爱科学、用科学”的理念传遍天山南北,助力全民科学素质提升。



八、《凝时速影》

郑州科技馆获奖项目




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在第八届全国科技馆辅导员大赛的舞台上,我们带着最新创作的项目《凝时速影》,踏上了一段奇妙的科学探索之旅。这不仅仅是一次比赛,更是一次对“科普创新”的深刻体验。
在《凝时速影》创作初期,我们一直在思考如何将深奥复杂的科学原理通过生动有趣、引人入胜的方式清晰地展现出来,让科学知识变得触手可及。在偶然的一次实验中,我们发现频闪仪与视觉暂留现象的结合,无论是在探究过程的构建上,还是在实验效果的呈现上,都存在着巨大的“潜力”,从而带给我们选题的灵感。



在创作过程中,我们通过调整频闪仪的闪烁速度,进行了3次探究实验,分别制造出扇叶慢转、扇叶静止和扇叶倒转的视觉效果,找到了影响观察者对风扇转动速度感知的规律。这种视觉效果让人惊叹不已。还记得第一次看到扇叶在频闪仪下“静止”,我们怀着激动的心情,记录下了科学与艺术完美结合的瞬间。当然,一切炫酷的实验现象不能脱离其存在的实际意义,我们将此现象与科技馆经典展项“水滴倒流”结合,让大家明白,这种看似违反物理规律的现象实际上是基于视觉暂留和视错觉原理产生的一种视觉效果。



《凝时速影》项目能够获得一等奖,无疑是对我们创作旅程的肯定,同时也是对未来的鼓励。这次大赛让我们深刻体会到,一场精彩的科学实验能够激发观众的好奇心和探索欲,只有不断创新推出更优质的科学教育资源,才能点燃更多人心中的科学火花。我们将继续在这条道路上探索,用别出心裁的创意和饱满的热情,去挖掘科学的无穷魅力。


九、《欹衡之间》

陕西科技馆获奖项目






第八届全国科技馆辅导员大赛落下帷幕已经有一段时间了,陕西科技馆在科学实验赛项上实现了一等奖的突破,这一殊荣不仅是我们的荣誉,更是鼓励和鞭策。整个展教团队将以此为新的起点,创新、创作更多优质科普资源,为科技馆事业发展继续挥洒青春的汗水。

回顾创作历程,从一开始我们就坚持实验原创性与实用性相结合的创作目标。“原创”是这个赛项最难的部分,但若坚持,就没有捷径可走,必须不断查找和筛选素材,在实践中不断测试,不怕从零再来。实验的实用性则聚焦“适合在科技馆展厅开展”来开发,力求今后能够在科技馆中适应多场景演绎,持续常态化为观众服务。



漫漫选题之路,似乎山穷水尽。但一次偶然,我们在书中发现了“欹器的复原”这一素材,对欹器“虚而欹,中而正,满而覆”的三种状态产生了极大的兴趣,因此,我们查阅了大量文献和相关资料,想要在实验中再现欹器的复刻过程。对这个选题的研究越深入,我们的发现和感触就越多,无论从历史文化、哲学思想还是科学原理,欹器都承载了丰富的内涵。

初定选题之后,我们一度以为在众多研究文献的支撑下,复刻实验应该水到渠成。但没想到,动手一试才发现许多细节问题浮出水面,从实验材料的选择,到实验步骤的调整,再到原理表述的方式,每一步都经历了无数困难。我们沉下心来,研究探讨、反复推敲,亲身经历了“谦受益,满招损”的洗礼。由此,我们决定将自己实验探究和研究心态转变的过程呈现在舞台上,让观众跟随演员一起体验科学探究的过程,感悟中华文化的魅力。



欹衡之间,既是力学平衡的技术,又是人生处世的哲理,既是系统平衡态的转换,又是做人心境的调整。谨以此剧,与每一位奋斗在科普事业中的同仁共勉,不畏困难,不惧挑战,不断创新,为建设科技强国贡献力量!


十、《雪域天路》

天津科技馆获奖项目






参加第八届全国科技馆辅导员大赛的这段经历,犹如一颗璀璨星辰,将在我们团队每个人的记忆中熠熠生辉。

我们把“青藏铁路建设中攻克的科技难题”作为主题,不仅具有科技含量高、创新性强的特点,同时还向公众普及了科学知识,激发了青少年的科技兴趣和探索精神。青藏铁路是我国新世纪四大工程之一,在极端的自然环境,复杂的地质条件,脆弱的生态系统和运营的安全保障等困难方面,面对的是前所未有的挑战,青藏铁路的建设不仅是我国科技成就的体现,它更是改革开放时期我国社会主义现代化建设的重要标志,凝聚了科学家、工程师、建筑工人的心血,展现了他们攻坚克难、无私无畏的精神。



青藏铁路穿越的多年冻土区长度有632公里,占全长的三分之一,所以冻土的稳定性至关重要,科研人员们提出了主动冷却路基的创新思路。我们想要呈现的是我国科研人员如何在青藏高原这一特殊环境下,保证铁路路基稳定性的实验。面对模拟冻土环境,隔热层,热棒等设备的实验,我们无数次推翻重来,为了寻找到更适合在科技馆、学校、社区等公共场所的推广方式,从实验道具到场景模拟,从简单操作到深入探索,从抽象概念到具体实验,我们进行了无数次的优化。



参赛的经历是一次探索与挑战的旅程,面对团队成员第一次参赛,经验不足的问题,大家积极发挥自己的专长,贡献智慧,精心打磨每一个实验步骤道具,反复推敲每一个原理、不断优化每一句台词,一次次加班至深夜,泪与汗混杂着努力的笑容,力求将精彩的内容呈现给评委和观众。比赛不仅是自我挑战的平台,更是成长的契机,我们收获了成绩,学习了经验,更深刻领悟到了科普工作者肩负的使命。

未来,我们将以创新为动力,探索和实践更多互动性强、参与度高的科普教育方式,加强与学校、社区和其他社会组织的合作,将科普活动带到更广泛的受众群体中,引领我们走向更广阔的科学天地。

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