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體驗(yàn)自由落體的奇妙感覺,像太空人一樣進(jìn)行失重訓(xùn)練;利用煙霧和水蒸氣讓激光無處可循,然后像特工一樣在激光傳感隧道里躲避激光與身體的碰擦;通過像蜻蜓一樣的多個視網(wǎng)膜小格,透過動物“視”界觀察大自然,可能就是完全不同的景象;親自來動手實(shí)踐中國古代四大發(fā)明之造紙術(shù)和印刷術(shù),了解其原理及技術(shù)要點(diǎn)⋯⋯
是在上自然常識課嗎? 是的,只是把課堂搬到了寶貝科學(xué)探索館!
Think Town(寶貝科學(xué)探索館)
――打造中國兒童自己的科學(xué)探索館
繼韓國、日本、美國、加拿大的成功推廣之后,THINK TOWN來到中國。針對3〜10歲的孩子,以“科學(xué)探索”為出發(fā)點(diǎn),以“互動娛樂”為亮點(diǎn),集互動體驗(yàn)項(xiàng)目區(qū)和互動教育項(xiàng)目為一體,寶貝科學(xué)探索館讓孩子在娛樂中了解科學(xué),在學(xué)習(xí)中增加興趣。
探索館占地超過3,000平方米,是目前國內(nèi)最大的一家專門針對3〜10歲孩子而創(chuàng)立的科學(xué)探索館。近40個不同節(jié)目的科學(xué)互動館中館,涉及光學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)等多門學(xué)科,按場館細(xì)分到藝術(shù)科學(xué)館和運(yùn)動科學(xué)館。探索館內(nèi)還有多功能小劇場,全年將定期上演多臺兒童劇目。另附設(shè)創(chuàng)意休息區(qū)、雙語圖書館、迷你運(yùn)動場、健康營養(yǎng)而經(jīng)濟(jì)的親子餐吧,以及為孩子特設(shè)的科學(xué)商店等。
來一次流汗的科學(xué)探索體驗(yàn)
科學(xué)對比實(shí)驗(yàn)表明,56%以上的個好,在11周歲之前養(yǎng)成。因此可以說,一次完整的、流汗的、未知的科學(xué)探索與體驗(yàn),將幫助塑造孩子的品格,激發(fā)孩子的好奇心、想象力、創(chuàng)造力,促進(jìn)身心健康發(fā)展,更將深刻影響孩子今后的人生之路、人生高度與人生成就。
探索館的整體規(guī)劃和室內(nèi)設(shè)計都照顧到3~10歲年齡段兒童的發(fā)展特點(diǎn),采取互動式和寓教于樂的形式,全面調(diào)動孩子看、聽、聞、說、感、動的全方位感官體驗(yàn),通過獨(dú)立探索、學(xué)習(xí)和思考,豐富兒童的知識經(jīng)驗(yàn),激發(fā)起他們內(nèi)在潛能,塑造未來成就。在探索館,孩子將體驗(yàn)“失重”,從而向往太空;孩子可以像花樣滑冰選手一樣體驗(yàn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,體驗(yàn)“離心力”;還可以進(jìn)行火星攀巖,挑戰(zhàn)體力,考驗(yàn)毅力;更可以遨游星空,探秘星座。
附:Think Town寶貝科學(xué)探索館 精選項(xiàng)目簡介
* 運(yùn)動科學(xué)館
* Baby Zone 小小樂園
專為未滿5歲的低齡寶寶而設(shè)的人際交流體驗(yàn)與辦家家游戲區(qū)。寶貝們可以在數(shù)十款小型且安全的辦家家道具、拼搭積木、益智圖書中自由選擇并組合游戲。
* Science Classroom 科學(xué)教室
一個可以和孩子一起欣賞到摩登科學(xué)實(shí)驗(yàn)、神奇科學(xué)制作品的自由舞臺。孩子們可以觀看,甚至是像加入魔術(shù)表演一樣參與到科學(xué)表演中來。
* Mini Golf 迷你高爾夫
只需要一根迷你高爾夫球桿、一個標(biāo)準(zhǔn)高爾夫球,孩子們在這兒就可以體驗(yàn)高爾夫生活啦!周圍的環(huán)境 布置,是由特殊視覺的圖片與高爾夫球場的大幅看板制作而成,讓孩子身臨其境。
* Sky Jump 月球漫步
孩子們將系上固定得很保險的橡皮安全繩,完成模擬月球表面失重狀態(tài)下的太空行走體驗(yàn)。身體將一邊上下垂直運(yùn)動,一邊蹦跳著向?qū)Π兑苿樱路鹱约壕褪窍乱粋€阿姆斯特朗!
*Zero G 自由落體
這是一個每次只可乘坐2人的神奇體驗(yàn)器,來一次和太空人一樣的失重體驗(yàn)。
* MMU 太空遨游
進(jìn)入特制的MMU,孩子們能像宇航員一樣上下左右飄浮移動,在太空中神游一把。
* Cyber Wheel 天翻地覆
想想吧,這個地方的各個角落里有無數(shù)個空氣吸收管道在噴射緩沖氣墊,任一群小孩子在里面安全地蹦啊、跳啊、飛啊⋯⋯縱情游戲。這不僅能鍛煉體能,更可以培養(yǎng)身體協(xié)調(diào)性和社交能力,目前丹麥教育部正將此作為重點(diǎn)推薦的兒童科普游戲器。
* Rock Climbing 火星攀巖
體驗(yàn)一下壁虎漫步的感覺,這里有設(shè)置了很多障礙物和把手的仿真巖壁。在安全帶的保護(hù)下,孩子們可以體驗(yàn)從墻面的起始點(diǎn)到終點(diǎn),進(jìn)行上下左右攀爬移動。全身協(xié)調(diào)性和必要的危機(jī)感是這個游戲體驗(yàn)探索的重點(diǎn)。
* 藝術(shù)科學(xué)館
* Chinese Inventions 中國發(fā)明
讓孩子們親手體驗(yàn)四大發(fā)明中的“造紙術(shù)”與“印刷術(shù)”。原來,自己也可以動手造出一張體面的“紙”并印上點(diǎn)想表達(dá)的“文字”或“圖案”――本來么,科學(xué)來自生活。
* Magic Mirror 幻鏡隧道
這是一條魔幻的隧道,全部由神奇的鏡子組成,行走其中,孩子們會看見扭曲變形的光影,而他們自己的模樣,也將變成胖、瘦、高、矮等多種樣子,超級有趣。游戲?qū)Ш⒆犹剿鳕D―所謂影像,即光線反射的產(chǎn)物,而光是可以變形的。
* Pin Screen 3D雕塑
用科學(xué)的方法,孩子們也可以是雕塑大師!這里有一個數(shù)萬枚圓頭針的聚集體,能夠隨嵌進(jìn)去的物體而變形,在針頭表面對應(yīng)形成凸起和凹陷的部分,從而呈現(xiàn)這個物體的3D立體模型。試試看,用自己的臉、手或身體做3D立體雕塑吧。
* Mix Color 光學(xué)調(diào)色板
這是個用“故事”和“光”裝扮點(diǎn)綴的空間,在這里孩子們會聽到與大自然各種顏色相關(guān)的種種傳說或童話,并利用燈光、激光等發(fā)光體進(jìn)行游戲。比如,當(dāng)同時按下紅、黃、綠三原色按鈕中的2個以上,就可了解不同顏色的光混合后的變化,從而探索光的神奇。
* Constellation 穹隆探秘
關(guān)上所有燈光,讓孩子的眼睛在黑暗中適應(yīng)一段時間后,打開星座投影機(jī),屋內(nèi)夜空中的星座圖就會展現(xiàn)出來。邊放映與該星座相對應(yīng)的畫面,邊播放星座故事與傳說,激發(fā)他們對于神秘星座的好奇。
* Color Space of Light 繽紛世界
光的體驗(yàn)利用了遙控裝置控制發(fā)光屏幕的顏色,能按照孩子們的指令變化色彩。既能讓孩子認(rèn)識各種顏色的發(fā)光體,又使得孩子們對于如何通過遠(yuǎn)程的控制實(shí)現(xiàn)有規(guī)律的變化感到好奇。
* Magic Stick 光學(xué)拼圖
這里有的是能發(fā)出各色光芒的墻面、魔棒,給孩子們一個展示天賦本領(lǐng)的機(jī)會。他們可以選擇自己稱心的道具,從而學(xué)習(xí)各種顏色的名稱與特征,并利用多種顏色的魔杖呈現(xiàn)文字、圖畫、數(shù)字等,培養(yǎng)更強(qiáng)的創(chuàng)造力和色彩感覺。
* Science Show 科學(xué)表演坊
科學(xué)老師會利用各種道具與器材,表演一些引人入勝而精致有趣的科學(xué)小品或魔術(shù),極大地吸引孩子們的注意力,培養(yǎng)他們對科學(xué)的興趣。
地址:上海市普陀區(qū)長壽路1118號
2005年6月14日,雅典國際田聯(lián)超級大獎賽傳來捷報,牙買加短跑名將鮑威爾以9秒77的成績打破了由美國選手蒙哥馬利保持的男子百米世界紀(jì)錄9秒78。還是這位“牙買加飛人”,2007年9月10日又在意大利城市瑞提舉行的國際田聯(lián)大賽中,以9秒74打破了自己保持的世界紀(jì)錄。接受記者采訪時鮑威爾說:“假如今天的風(fēng)速再理想些,我準(zhǔn)能跑出更好成績?!边@是一句大實(shí)話。當(dāng)順風(fēng)風(fēng)速每秒2米時,百米成績能比無風(fēng)時快0.15秒。鮑威爾兩次打破世界紀(jì)錄都占了1.7米每秒“順風(fēng)”的大便宜。而美國選手蓋伊2007年6月在銳步田徑大獎賽中創(chuàng)造出9秒76的世界紀(jì)錄時,卻因?yàn)楫?dāng)時跑進(jìn)方向的風(fēng)速達(dá)到每秒2.2米,超過國際田聯(lián)規(guī)定的每秒2米上限而成績無效。真可謂“成也順風(fēng),敗也順風(fēng)”。
同樣的悲歡也落在跳遠(yuǎn)運(yùn)動員頭上。1968年墨西哥奧運(yùn)會,比蒙的“世紀(jì)一跳”8米90就是在恰好每秒2米的“順風(fēng)”下“誕生”的。直到23年后的東京第三屆世界田徑錦標(biāo)賽,美國選手鮑威爾才以8米95的成績創(chuàng)造了新的跳遠(yuǎn)世界紀(jì)錄。但幾分鐘前美國名將劉易斯就跳出了8米91,更早打破了“比蒙極限”,可惜當(dāng)時的風(fēng)力為正2.90米,因此紀(jì)錄沒有被承認(rèn)??梢婏L(fēng)的作用對田徑比賽多么“生死攸關(guān)”?!昂蔑L(fēng)憑借力,送我上青云”,不少世界紀(jì)錄是靠著“搭順風(fēng)車”創(chuàng)造出來的。反之,超過2米每秒的“順風(fēng)”又會將最出色的成績“一風(fēng)吹”。但無人抱怨這一規(guī)則的鐵面無情。正如西諺所說:“風(fēng)大的時候火雞也會飛。”
球類運(yùn)動項(xiàng)目對風(fēng)速更加敏感。按照奧運(yùn)會規(guī)則,“大球”比賽風(fēng)速控制在0.5米/秒,“小球”比賽風(fēng)速不得超過0.2米/秒。2005年羽毛球世錦賽中,許多頂尖級好手都“望風(fēng)披靡”,運(yùn)動員戲稱美國阿納海姆體育館空調(diào)系統(tǒng)為“龍卷風(fēng)”。2008年北京奧運(yùn)會新落成的羽毛球館一改大口徑送風(fēng)的傳統(tǒng)辦法,將氣流分解到觀眾坐席下的9100個通風(fēng)口,便是為了確保館內(nèi)風(fēng)速完全達(dá)到奧運(yùn)會規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。
如何迅速準(zhǔn)確地測定風(fēng)速,從來是競賽場上容不得半點(diǎn)含糊的大事。19世紀(jì)中期人類發(fā)明了魯濱遜風(fēng)速儀,將4個半球形的“杯”按“杯口”垂直于地面方向,順次安放在十字形水平支架外端形成“杯輪”,因?yàn)椤氨钡耐姑婧桶济嬖诳諝庵械男螤钭枇Σ町惡艽螅瑹o論風(fēng)從何方吹來,都會形成力矩差,帶來“杯輪”沿豎直軸向同一方向旋轉(zhuǎn)。由于對稱放置的“杯”容易彼此遮擋并受另一邊力矩的抵消,“杯”的線速度只能達(dá)到風(fēng)速的1/3。1926年,加拿大人帕特遜制造了互成120°夾角的3“杯”風(fēng)速儀,使“杯輪”的持續(xù)轉(zhuǎn)動力矩明顯增大。另一種旋翼式風(fēng)速儀的“翼輪”沿水平軸轉(zhuǎn)動,如同磨坊的風(fēng)車和電扇的槳葉,具有很高的靈敏度和勻速性。此后出現(xiàn)的“熱絲”型風(fēng)速儀則完全另辟蹊徑,用電流將電阻絲加熱到環(huán)境溫度以上,由于不同速度的風(fēng)對電熱絲的冷卻作用不同,便可通過測出電壓或電流的變化來計量風(fēng)速了。
今日運(yùn)動場上常見的超聲波風(fēng)速儀誕生于20世紀(jì)70年代。它的基本原理是,讓成對的交換器相互發(fā)出和接受超聲波脈沖,由于空氣是聲波傳遞的介質(zhì),氣流運(yùn)動的速度會影響聲波傳遞的速度,因此,通過測量和計算超聲波傳遞中的時間差就可以確定風(fēng)速的大小。跳遠(yuǎn)競賽和百米競賽分別需要在跑道旁1.22米高度測量出直接影響運(yùn)動成績的5秒和10秒平均風(fēng)速。
測速儀和“鷹眼”
當(dāng)美國網(wǎng)壇名將羅迪克以“火箭發(fā)球”頻頻得分后,球場屏幕和電視上都會同時公布他驚人的發(fā)球速度,中國羽毛球選手付海峰一記劈殺,觀眾便能馬上直接看到這個322千米每小時的世界紀(jì)錄。對球速進(jìn)行準(zhǔn)確及時地現(xiàn)場報告,不僅是運(yùn)動員的一大刺激點(diǎn)和興奮點(diǎn),也是當(dāng)今各種球類比賽的一大“賣點(diǎn)”和“看點(diǎn)”,讓觀眾“定量”了解運(yùn)動員的能力和技巧。究竟是一個什么系統(tǒng)在完成此項(xiàng)繁難任務(wù)呢?
這便是“默默無聞”蹲在賽場后面角落里的球速測量儀。要了解它的工作原理,不妨先重溫一下我們生活中都曾有過的經(jīng)歷。當(dāng)汽車疾馳而來時嘯聲尖銳,絕塵而去時笛聲嗚咽,這種聲調(diào)的變化是“聲源”運(yùn)動的結(jié)果。發(fā)聲體的振動使周圍空氣產(chǎn)生疏密相間的縱波叫聲波,開來的汽車能將聲波的疏密間隔“壓”得更緊,帶來頻率增高;離去的汽車卻將聲波的疏密間隔“拉”得更開,造成頻率降低。于是我們便聽到了高低不同的聲調(diào),這種現(xiàn)象稱為“多普勒效應(yīng)”。電磁波比聲波的傳播快將近百萬倍,但同樣會產(chǎn)生“多普勒效應(yīng)”。交通警察的“雷達(dá)槍”把一束微波射向行駛的汽車,反射回來的微波再被“雷達(dá)槍”接受,通過比較發(fā)射波和反射波頻率的不同,就能立刻計算出汽車的速度。運(yùn)動場上的球速測量儀和交通警察的“雷達(dá)槍”原理一樣,不過發(fā)出的微波是射向飛行的球,根據(jù)接收到回波的“多普勒頻移”計算出球的飛行速度。必需提及的是,交通警察的“雷達(dá)槍”和運(yùn)動場上的球速測量儀都應(yīng)盡量放置在運(yùn)動目標(biāo)的正前方或正后方,偏離角度越大“多普勒效應(yīng)”越弱,測量的誤差越大。
2004年美國網(wǎng)球公開賽中,小威廉姆斯在關(guān)鍵時刻的一記漂亮回球被錯誤判罰為出界,致使對手卡普里亞蒂獲勝。盡管司線員明確表示球落在界內(nèi)而裁判阿爾維斯卻不予理睬。這一事件直接促進(jìn)了“即時回放系統(tǒng)”的亮麗登場。媒體興奮地說,如果裁判的兩只眼睛無法適應(yīng)今天的球速,就讓高科技的第三只眼睛早日睜開吧!
“即時回放系統(tǒng)”有個絕妙的別名“鷹眼”,正好出自發(fā)明者霍金斯姓氏的前4個字母?!苞椦邸蹦茉?0秒時間內(nèi),將球在三維空間飛行的動態(tài)軌跡和精確落點(diǎn)展現(xiàn)在大屏幕上,不僅避免了無謂的糾紛和爭執(zhí),監(jiān)督了裁判的失察和不公,還給觀眾帶來了新的視角,增加了新的觀賞元素。2006年納斯達(dá)克100大師賽中“鷹眼”系統(tǒng)首次正式使用,運(yùn)動員每場有兩次機(jī)會申請“鷹眼”仲裁。
“鷹眼”為什么能如此“明察秋毫”又“面面俱到”呢?這是一個由10臺高速攝像機(jī)和數(shù)臺電腦以及大屏幕組成的系統(tǒng),計算機(jī)將球場上整個立方空間劃分為毫米級的測量單元。安放在不同位置和角度的高速攝像機(jī)全息捕捉網(wǎng)球運(yùn)動的基本數(shù)據(jù),再通過電腦成像技術(shù),重建與合成網(wǎng)球飛行軌跡的三維圖像并顯示在大屏幕上。國際網(wǎng)聯(lián)表示了對“鷹眼”的高度認(rèn)同和欣然接納。網(wǎng)壇巨星阿加西說:“在我20年的職業(yè)生涯中,這項(xiàng)新技術(shù)為網(wǎng)球增添了新的維度,無論對于運(yùn)動員、球迷和電視觀眾都是最興奮的事?!?/p>
小道具的大能量
讓我們將目光從運(yùn)動場上那些高精尖的“前沿科技”移開,觀察一下許多司空見慣的“雞毛蒜皮”,同樣會發(fā)現(xiàn)有趣的知識。當(dāng)綠茵場
上的足球運(yùn)動員被踢傷后左盤右旋疼痛難忍時,常會看到醫(yī)護(hù)人員飛奔而來,拿出一只小“噴壺”往傷痛處噴射一些霧劑,“壺”里究竟是什么“藥”呢?原來是密閉壓力下的氯乙烷。這種液體的沸點(diǎn)為13℃,噴到運(yùn)動員皮膚上立即“沸騰”并帶走大量的汽化熱,使創(chuàng)傷處急劇降溫。冷凍能使神經(jīng)傳遞速度減緩,冷的感覺能壓倒痛的感覺起到局部麻醉作用,并能刺激血管收縮減少出血,難怪這種“冷療”常常能立奏奇效。
這里還要關(guān)注一個運(yùn)動場上被熟視無睹的“日用品”,那就是體操、舉重、投擲、攀巖都須臾不可缺的“鎂粉”。這種白色粉末的“真實(shí)身份”是碳酸鎂,許多文獻(xiàn)和生產(chǎn)廠家都說“鎂粉”的功能是吸汗,保持手的干燥,增加和器械之間的摩擦力,以免打滑和脫杠,這應(yīng)該是簡明扼要的介紹。然而,幾乎同樣數(shù)量的文章指出,潮濕的手摩擦系數(shù)更高,例如,剛洗過的腳穿進(jìn)鞋子困難,數(shù)鈔票時要在指頭上蘸水,掄大錘時往手上吐唾沫并產(chǎn)生了“唾手可得”的成語。因此,反對的文章反問:如果“鎂粉”僅為了增加摩擦,何不把器械表面做成“砂紙”?
真理畢竟只有一個。實(shí)驗(yàn)表明,使用“鎂粉”后,在平滑的玻璃上拖動一個重物摩擦力增大,但在粗澀的橡膠上拖動同一個重物卻摩擦力-減小,可見“鎂粉”到底增加還是減小摩擦力并不能一概而論。
對于“鎂粉”良好的吸濕性從來無人懷疑,但碳酸鎂吸水究竟是顆??障堕g的吸附,還是形成了進(jìn)入碳酸鎂晶格的“結(jié)晶水”?論者又各執(zhí)一辭。最后還得請科學(xué)實(shí)驗(yàn)出來說話,x射線晶體結(jié)構(gòu)衍射測試表明,“鎂粉”對水分的吸收完全是微小顆粒周圍的吸附,這一過程中,碳酸鎂分子的晶體結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生變化。
看來對“鎂粉”功能合理的解釋也許應(yīng)該是,當(dāng)手上的汗液形成了光滑的“水膜”時,“鎂粉”吸濕增加了手和器械表面的摩擦力而防止打滑;但手掌在器械上急劇轉(zhuǎn)動時“鎂粉”又能起到襯墊作用,相當(dāng)于在中間添加一層“小球”作“滾動摩擦”。“鎂粉”同時還填平了手掌的褶皺和紋路,增加了和器械的接觸面,將握力變得更加實(shí)在和均勻。總之“搽粉”能改善手對器械的把握,讓摩擦力在合適范圍內(nèi)易于控制,使動作更加隨心所欲和擒縱自如。