青少年活動中心

寶山青少年科技指導站設計方案一、項目概述不知從什么時候起，科學在孩子心中成了一件乏味的事，好像科學就是難懂的名詞、枯燥的數(shù)字和干巴巴的定理。這是人們在不經意中為孩子制造的一個誤區(qū)，它使許多孩子失去享受科學的快樂，并且遠離科學。針對這一現(xiàn)象，寶山青少年科技指導站旨在用各種生動、有趣的展品喚起青少年的求知欲，讓他們對科學產生濃厚的興趣和熱情。它應該像一條充滿趣味的長廊，讓孩子們沉醉其中、流連忘返；它應該是一座知識的寶庫，使每一個走進去的人都不會空手而歸。二、設計思路＞主題：探索科技智慧未來＞展覽方式：以動手型展品為主，在青少年親自參與中完成展品運行，在二者互動中一步步揭示展示內容的科學內涵，啟迪引導參觀者了解和思考，讓孩子成為知識的主動探索者。各項展品從青少年的知識基礎出發(fā)設置知識切入點，研究他們的認知規(guī)律，設置富于啟迪和挑戰(zhàn)的“參與”及“互動”的形式與過程，避免過于直白，將“玩”與“學”結合起來，讓觀眾在輕松愉快的氛圍中有所收獲。＞展品外觀：展品的外在形態(tài)通常指展臺、展架、結構形式、色彩、質感等，它是展示內容的承載者，它的設計風格和制作水準決定了展品功能是否能正常發(fā)揮，影響著觀眾和展品之間的親和力。因此，本展廳的所有展品，在造型上以貼近青少年為主，在色彩上，采用藍色和金屬色為主色調，訴求“科技?未來”的寓意。＞表現(xiàn)要點：交互性、參與性、趣味性、可視性、認識性三、展區(qū)劃分序廳展區(qū)：機械區(qū)展區(qū)：聲控區(qū)展區(qū)：視覺與色彩區(qū)展區(qū)：力學區(qū)展區(qū)：數(shù)學區(qū)展區(qū)：新材料區(qū)布局說明：參觀者進入大門以后從序廳開始，依次經過機械區(qū)、聲控區(qū)、視覺與色彩區(qū)、力學區(qū)和數(shù)學區(qū)，順序參觀。序廳的設計重點在于創(chuàng)造意境、烘托主題，讓人感受到撲面而來的科技氣息，并以此對參觀者做出相應的引導，使得整個參觀路線明晰有序。為了在有限的空間里，最大限度地、有層次地表現(xiàn)5大區(qū)域與新材料區(qū)的展示內容，我們在設計上對其賦予了代表性的符號語言，突現(xiàn)不同的區(qū)域特征。四、活動方式本站共設展品47項，其中，互動型展品21項，其它展品26項，新增展品4項。為了使得整個參觀過程更富有挑戰(zhàn)性和融入性，我們設計了一套活動方式和游戲規(guī)則，讓來到這里的青少年增加對展品表現(xiàn)出來的科學原理的認知。在序廳處，參觀者可以領到一張展品原理競答卡，卡片上針對每個展品設置一道問題及不同的選擇答案。對于觀察型展品，在本站指導老師的帶領下，參觀者將觀察到的現(xiàn)象，結合自己所掌握的科學原理，對卡片上的問題做出回答。對于互動型展品，參觀者將親手對展品進行操作，同樣，每次操作完成后，也必須對競答卡上相應的問題做出回答。參觀結束后，參觀者將競答卡交給指導老師，老師會做出評判，并頒發(fā)給優(yōu)勝者一定的獎品，同時，展廳內的大屏幕將顯示出每道題的正確答案。五、展區(qū)描述設計宗旨：我們將全力創(chuàng)造一個宜人的環(huán)境，鼓勵參觀者和展覽相結合，使展廳環(huán)境氣氛令人感到愉快、新奇，能誘發(fā)參觀者進一步探索由展品引申出的有關問題的愿望，把參觀變成激動人心的體驗和探索。機械區(qū)：本展區(qū)通過多種機械設備，解釋各種科學原理和奇異的科學現(xiàn)象，從而使青少年對科學原理有直觀、本質的感受，知識性、趣味性并重，有利于啟發(fā)他們的創(chuàng)新思維。該展區(qū)位于序廳的旁邊，這個特殊的位置要求在視覺上保持通暢，不要有太多的裝飾以免影響觀眾的方向性，因此在設計上采用簡潔的造型，既避免復雜和累贅，又滿足了通道和視覺的暢通性，同時用極富現(xiàn)代感的門框起到導向作用。展品列表

編號名稱說 明A-01雅各布天梯科學豕雅各布發(fā)現(xiàn)，空氣在咼電壓卜，電離而導電，產生放電現(xiàn)象。這里演示的是在1.5萬伏電壓卜，兩根較接近的導線間產生放電，放電電弧在電動力和空氣對流的作用下向上攀越，如冋“天梯”一般。A-02手蓄電池當你把兩手壓在一塊鉛板和銅板上，會看到電流表的指針在移動，說明有電流通過表頭。冋時你兩手的冷熱感覺是不一樣的，這是為什么呢？原理是當你兩手各按銅板和鉛板時，由于冷熱不一，從而產生了熱能勢差，然后通過能量轉換，把熱能轉化為電能，從高勢能向低勢能傳遞從而產生了電流。想一想，火力發(fā)電的原理和人自己是一個導體嗎？A-03離心現(xiàn)象本展項通過液面形狀變化與液體中比重不冋物體的沉降等現(xiàn)象，科學地演示了離心現(xiàn)象中的規(guī)律。A-04看的見的力本展項由觀察箱和幾塊有機玻璃組成。在觀察箱的上表面和有機玻璃的兩面帖上偏振膜，觀眾在有面玻璃片上稍加力，可以看到由此而產生的不斷變化的干涉條紋圖案。A-05逆風行船本展項通過對風力的分解，展示了力學中的力的分解知識。將模型小木帆船放置容器中，軸流風扇置于另一端，并向帆船吹風，將船頭與風向調整成最佳角度45度，在風力的作用下，船就逆風向前運動。A-06龍卷風大氣層在一定的條件下會產生多種旋渦，當在激烈的暴風中，溫暖潮濕向上的空氣開始旋轉時便形成龍卷風。本展項形象直觀地模擬龍卷風的形成過程。

A-07萬有引力本展項展示了萬有引力這一物理現(xiàn)象。本展項利用小球在圓錐曲面上存在著一個向心分力，在呈漏斗狀的邊緣開始滾動后，它的運動軌跡非常類似地球繞太陽公轉的軌道。A-08對流在熱源處于液體介質中，如何能使整個液體都變熱起來，主要的傳熱方式是通過對流交換的方式。本展項展示了生活中常見的一種對流現(xiàn)象。A-09動量守恒本展項展示了動量守恒定律。在一段橫梁上均勻掛上幾個小球，并且使每個小球相互緊靠在一起排列在與橫梁平行的一條直線上。當用手提起一端的小球（高度為h）,給小球一個勢能，松開手使該小球開始機械運動。觀眾將看到小球碰撞垂直懸掛的各個小球后，把另一端的小球擊起，其垂直水平咼度也是h。A-10齒輪桌邊緣有齒的輪子叫做齒輪，齒輪常用在機械中傳遞動力和能量。當大齒輪帶動小齒輪時，小齒輪的轉速會比較快，但是力量會比較小。大齒輪的轉速雖然比較慢，但是力量卻比較大。通常的安排齒輪順序可以方便工作。許多變速腳踏車可以變換齒輪讓上坡時比較慢而輕松，下坡時則很容易加速。汽車的變速箱裝滿了齒輪，啟動和加速的時候會用到不一樣的齒輪組。聲控區(qū)：展區(qū)以介紹聲波的產生，聲音的傳播、聲音的接收等聲學基礎知識為主題，在這里你既能夠聽到許多美妙的聲音，又能直接獲知玄妙的科學原理，享受其中的雙重樂趣。該展區(qū)將旋律，音符，五線譜作為設計元素，抽象，變形后成為展品、墻面以及頂部的裝飾，讓人感受到聲音的神奇魅力，組成展區(qū)統(tǒng)一的韻律。展品列表編號名稱說 明B-01電子音樂編鐘本展項仿造古代編鐘造型，在內部加入電子合成系統(tǒng)，當用鐘錘擊打編鐘模型時，由電子合成音調。B-02立體聲體驗本展項選用咼品質的DV單放機，放入特制的CD片，觀眾戴上耳機，開啟電源，可以聽到立體感很強的聲音，聲音從一邊耳機傳向另一邊耳機。B-03空中音樂用圓管排成一排架設在支架上，圓管取不同的長度，兩端中是暢開的，中間就形成長度不同的氣柱，當環(huán)境有嘈雜的聲音，其內部的空氣固有頻率與外部聲音達到共鳴，則我們就能從嘈雜的聲音中挑選出不同咼低的聲音，直觀的演示了共振這一重要物理現(xiàn)象。

B-04激光琴本展項巧妙地利用激光技術，把本應是琴弦的地方用激光束來替代，當我們用手去作撥動琴弦的動作就能發(fā)出美妙動聽的聲音。視覺與色彩區(qū)：本展區(qū)向青少年展示了一個五彩繽紛的天地，眼睛對色彩的感知與光學密不可分，光的傳播、反射、折射，每一個看似普通的光學原理通過不同的展品都會給你帶來意想不到的視覺盛宴。本展區(qū)緊扣“視覺?色彩”的訴求主題，把展品外形、展區(qū)整體環(huán)境結合豐富的顏色元素統(tǒng)一設計，讓三者融合在一起，產生一定的視覺效果。展品列表C-01不可思議的三角形本展項是一個立方體的三條異面直線的直角邊構成的開口“三角形”似的三角框，當在合適位置，通過目孔單眼觀察開口處形成重疊關閉合的不可思議的三角形。C-02畫五角星描繪一個五角星時你一定得心應手，當你通過鏡子去描繪這個五角星時，會感到困難重重，這是為什么呢？原來這是反像鏡的原理，所看到的是一幅與原話完全相反的圖畫，而你的手和腦不能一下子適應和協(xié)調，所以會感到難以應付。

C-03彩色影子在日光下物體的影子通常是黑色或灰色的。站在該展項前面出現(xiàn)在屏幕上你的影子卻是絢麗多彩的。當你身體移動時，影子的形狀和顏色也會隨之變化。三基色的光源（紅，綠，藍）為什么會產生這樣神奇地變化呢？C-04穿針引線平面鏡多次反射，造成像與實物上下顛倒，左右互換，從而使你的穿線非常困難，大約要兩周時間才能使你視覺適應這種既倒又反的像。C-05補色立體畫補色的概念出自視覺生理所需求的色彩補償現(xiàn)象，補色的出現(xiàn)總是符合眼睛的需要，它的對立性促使雙方的色相更加鮮明，它的視覺生理適應性使補色關系天然和諧。本展品用一對補色繪制的平面投影圖獲得立體圖像的效果。C-06光學轉盤由于視覺暫留現(xiàn)象，偏心圓看起來成為冋心圓：頻閃轉盤加速或減速的過程中好象改變了轉向；變色轉盤在啟動和將停時好象產生了紅、藍、綠等不同的色彩。C-07是你還是我兩人面對面坐在兩側，然后各自調整照在自己身上的光線強弱，當一側光線較強時，自己的形象便像照鏡子般呈現(xiàn)在玻璃上，當另一側光線強時，便如同透過窗戶看處面一般C-08彩色萬花筒、偏止萬花筒萬花筒中一般放了兩面（或更多）交成360度/2n的鏡子，再在它們之間放一些五顏六色的碎玻璃。當你轉動一次，看到的圖案就變換一次，而萬變不離其宗的是圖案中總顯示出n重對稱性。C-09看得見摸不著該展品中，物體好象懸浮在空中一樣，這是利用拋物面反射鏡的光學特性，采用上下兩塊拋物面鏡構成的，浮在空中的物體，實際上是拋物面焦點上的實物影像。

C-10魔棒成像手持白色的小木棒，在指定空間快速揮動，你會發(fā)現(xiàn)一幅“無中生有”的圖畫，這是幻燈機映出的圖像。由于人的視覺系統(tǒng)的視覺暫留現(xiàn)象，快速揮動的木棒就成了“銀幕”C-ll窺視無窮你通過這塊板上的觀察狹縫可以看到里面有無數(shù)盞燈。經過平面鏡的無數(shù)次反射后，組成一個無盡頭的長廊，你輕輕晃動這塊板，燈的長廊會相應彎曲，你能說說其中的道理嗎？C-12仿古銅鏡仿古銅鏡又叫“透光寶鏡”，最早出現(xiàn)與我國的西漢時期。把平整光滑的鏡面放到太陽光下，其反射光投射下屏幕上便可以清晰地看到鏡面的花紋與字跡。就好象光線透過了金屬鏡面，從鏡面反射出來一樣，故稱為透光寶鏡。當太陽光（此處用平行光線代替）從鏡面反射時曲率較大處的光的發(fā)散度大，投影較暗，反之則投影較亮，這樣在屏幕上形成了鏡背花紋，字跡的圖像。C-13旋轉鏡在一個可以360度旋轉的圓盤中間，有一個特殊的鏡箱。當兩個人面對面站在鏡箱兩側窺視孔前，轉動圓盤，互相可以看到雙方隨之而轉動的形象。C-14神秘的微笑本展項是通過用一只眼從兩塊互成一定角度的鏡子夾縫中直視對面的朋友，另一只眼看自己移動的手，移動的動作能吸引大腦的注意，干擾直視朋友的臉部景像。產生暫時消失時，也往往會保留某些內容，通常是眼睛和臉上的微笑是最后消失的，出現(xiàn)了神秘的微笑。C-15留影屏本展項展示了某些物質在光照后會較長時間的保留被光激發(fā)狀態(tài)。本展項就是在屏幕表面涂有這種熒光材料，觀眾站在燈與屏之間，燈照過以后人的影像應留在了屏幕上達數(shù)十秒。C-16三原色本展項就是利用RGB三種基色合成可以產生白色，在一球形燈臺上方安裝三盞顏色分別是紅綠藍顏色的燈，三盞燈同時射在球形燈臺上，在這三種顏色的重疊處為白色。

C-17錐體反射鏡平面反射鏡能成虛像，入射角等于反射角。當二塊互成直角的平面反射鏡組成的錐體角反射面后則形成二次反射可以沿著與入射光線完全平行反射光線。穩(wěn)定站在錐體反射鏡前的觀眾，可以小范圍移動頭，雙眼盯著反射鏡的角看有一個眼睛始終處在錐體的頂角。C-18魔箱利用平面鏡反射原理，造成觀察者的視覺誤差，將準備好的球體放入看似非常狹小的箱子里。C-19制作彩虹將一面鏡子斜放在半碗水中，把一張白紙放在鏡子前面，用手電筒的光照在水面下的鏡子上（也可以用直射的陽光）。調整鏡子的角度，看看紙上會不會出現(xiàn)彩虹。你可以看到幾個顏色呢？這些顏色是什么順序？顏色的順序和雨后的彩虹是一樣的嗎？C-20潛望鏡你能看到自己的頭頂或者耳朵里嗎？用這支潛望鏡就可以！當光從物體上面反射到你的眼時，你就“看”到了它。由于陽光照在你的手上之后反射到你的眼睛里面，所以你才能看到自己的手。潛望鏡里面有許多面鏡子，光線射近來之后會一路被反射到你的眼睛里面。力學區(qū)：力學作為物理學的一門分支，在日常生活中與大眾廣泛接觸，也是內涵無限豐富的系統(tǒng)基礎知識，力圖傳播經典力學在實踐應用方面的知識，豐富理論教育的內容。因此，展區(qū)以齒輪的造型為主，這種符

號語言向人揭示出一個力學的世界的內涵，把它運用到展廳的設計之中，使展品與造型直接結合在一起是形式與功能，形式與內容的巧妙結合。展品列表D-01自己拉自己本展項展示了九個滑輪組成的滑輪組可以達到改變力的方向及省力的作用。本展項通過參觀者坐在椅子上，手拉繩子，稍稍用力拉繩子，就可以很輕松的把自己拉到一定高度。D-02仿古魚洗“洗”是我國古代用來盛手盥洗的器皿，注入魚洗一半以上容量的水，用雙手摩擦其雙耳，“洗”周壁和水開始振動，發(fā)出“嗡嗡”聲，同時水面產生波紋，振動強烈處有水珠噴濺，正好與洗內魚嘴重合，仿佛魚口噴出水花似的。D-03聽話的小球氣泵吹氣時，由于下管口處氣流較大，管中氣體便繞管由上而下流動，小球隨之流到下管口，進而被氣泵吹浮起。氣體主要由上管口補充，由此上管口處氣流壓力小于上管口周圍，而小球運動到此便被周圍空氣壓入上管口，小球因此循環(huán)不停。D-04伯努力噴嘴球為什么能懸在半空中呢？這是因為管內噴出的氣流壓強小，周圍靜止的空氣壓強大，小球周圍像有一圈無形的力把小球向中間壓，所以被氣流頂起的小球是不會掉下來的。流速快，壓強??；流速慢，壓強大。這就是伯努力原理。D-05肥皂泡沫大家所看到是通過一定配制的肥皂水，自己動手做一下就可以看到肥皂水的粘滯現(xiàn)象。粘滯性反映液體流動的難易程度。粘滯性也可以認為是液體的內摩擦，而且它隨溫度升高而減少。所以各液體的粘滯系數(shù)是不相同的。想一想，人類為什么要了解各種液體的粘滯性？你日常生活當中遇到過哪些液體粘滯的事和物？

D-06拱橋將木塊按順序拼搭在橋的兩基座之間，你會發(fā)現(xiàn)搭好的拱橋是不會倒塌的。這是因為相鄰木塊之間的壓力而保持直力。相鄰木塊之間的接觸面垂直與該點的懸鏈曲線。保持拱橋直立所必須的力沿著拱橋的曲線方向傳遞到基座上。想一想，日常生活中你所看到哪些是屬于拱形結構的建筑和實物？D-07有趣的拔河比賽拔河比賽可以測定哪一方的力量大。但是當你站在這個拔河比賽場地時，出現(xiàn)了大人拉不過小孩，兩個人拉不過一個人，奇怪嗎？其實它的奧秘在于：力量小的一邊靠一個動滑輪的幫助省到了一半的力。D-08錐體上滾木錐真是順著傾斜的軌道“上滾”了嗎？木圓為什么滾不上去呢？原來是木錐“上滾”的同時，它的重心降低了，這就是錐體上滾的原因。數(shù)學區(qū)：數(shù)學是一切科學的基礎，是研究邏輯與思維的重要學科。本展區(qū)通過易操作、具有啟發(fā)性的展品，讓青少年將抽象的概念概念轉換成具體經驗，從而提高其注意、記憶、判斷和推理等能力。曲線、符號數(shù)字——帶你走入奇妙的數(shù)學之旅，本展廳在設計時力求突出上述元素，在頂部和墻面用數(shù)字、符號造型燈裝飾，不僅增加了展廳的照明，又直接抓住參觀者的心理，制造出神奇的數(shù)字世界。展品列表E-01勾股弦在我國古代一部數(shù)學書“周髀算經”上有“勾三股四弦五”的記載。意思是如果一個直角三角形的兩條直角邊分辨是3和4,那么斜邊一定是5,這是分別以直角三角邊a、b、c均以商為n分別構成三個方形容器，三容器體積v1=a2.nv2=b2.nv3=c2.n，動手做一下，會得到什么樣的結果呢？

E-02百發(fā)百中作為二次曲線的橢圓具有二次曲線的光學特性。本展品是定點條件下的百發(fā)百中，即在橢圓的一個焦點位置擊發(fā)小球，從橢圓邊界任意點反彈后必然擊中目標。E-03混沌擺本展項由一個T字形可轉動的軸和在左、中、右三點上掛上小擺組成。用手輕輕轉動軸觀察三個小擺，被帶動的小擺沒有一次的運動是相同的。本展項把難以說明的混沌概念直觀地演示出來。E-04雙曲夾縫本展項利用一平板，上面按相交雙曲線形狀開出雙曲狹縫，使縫寬略大于轉動棒的直徑，轉動棒時，棒能順利通過曲線狹縫。E-05分形規(guī)本展品由四面兩兩相接的反射鏡和一幅轉動的圖案組成，通過平面鏡的互相反射使得單一的圖案成為分形圖案，從而簡單介紹分形圖案形成的有關知識。6、新材