文章图片
文章图片
文章图片
受访人：常鹏 清华大学精密仪器与机械学系博士 ， 中国科学院自动化研究所博士后 ， 也是两个孩子的父亲 。 2013年 ， 常鹏走上“自主研发物理教具”的创业道路 ， 创办“动展”品牌 ， 2021年推出“鹏博士科学探索”夏冬令营 。
常鹏曾参与多项国家自然科学基金及国家高技术研究发展计划（863）项目 ， 参与过仿人形及高仿真机器人、机器鱼、工业机械臂等多个项目的研发 。 拥有多项国家专利 ， 自研实验道具百余种 ， 擅长声、光、电磁、热、流体等科学实验道具的开发与研制 。
科学是什么？是天文望远镜中浩瀚无垠的宇宙太空？还是显微镜下的微生物？高端的仪器、精密的数据 ， 似乎很神秘 ， 离我们遥不可及 。
但是 ， 在常鹏博士的实验室里 ， “科学” ， 触手可及 。
过去7年 ， 常鹏一直潜心于物理教具研发 。 他有一个基本原则：用看似最“普通”的物件 ， 来作为物理教具的材料 。 纸杯、玻璃珠、水滴、薄膜、大头针……这些都是常鹏实验室里最常见的材料 ， 却能完成一个个“神奇”的科学实验 。 而这些几块钱、十几块钱 ， 最贵不超过40块钱的物理教具 ， 吸引了很多物理老师自掏腰包购买 。
（乒乓球机关枪）
在本次对话中 ， 常鹏博士常常提及：“科学其实并不神秘” 。 “调用你所能调用的资源 ， 每个人都可以是发明家 ， 科学就在你身边 。 ”
国家对培养孩子“科学素养”的重视度日益提高 。 2021年6月 ， 国务院印发全民科学素质行动规划纲要通知 ， 强调要把科学普及放在与科技创新同等重要的位置 ， 促进全民科学素养提高 。 家长们对STEAM教育也不再陌生 ， 市场上的产品更是五花八门 。 那么 ， 科学素养究竟是什么？该如何培养孩子最底层的科学素养？家长避免走入哪些误区？希望本篇文章能为大家带来启发 。
#1
纸杯、大头针做出“留声机” ， 小蜡烛
做出“蒸汽机”……“科学不是高高在上的”
“留声机 ， 看起来很高级、很复杂 。 我反复琢磨 ， 最后用常见的材料 ， 比如纸杯、大头针 ， 当然也用到一些不常见的材料 ， 比如PVC薄膜 ， 做出了一款简易版留声机 。 虽然无法达到几千块钱专业留声机的效果 ， 但却能展示留声机背后的原理 。 ”一开场 ， 常鹏便讲了一个他的“小发明” 。
背后是什么原理呢？
通过一次性杯子、PVC薄膜和刻针（大头针） ， 就可以把声音刻录到薄膜上 。 把刻针固定在一次性杯子的杯底 ， 针尖伸出杯底 ， 人对着杯子说话 ， 杯底就会振动 。 杯底带动针尾振动 ， 针尾带动针尖振动 ， 针尖抵着旋转的薄膜转盘 ， 声音的“痕迹”就通过振动的针尖留在了薄膜上 。 这就相当于机械录音机 ， 当薄膜转盘再次转回来时 ， 声音的“痕迹”带动刻针振动 ， 我们的声音就被复原传播回来了 。
这一项实验 ， 用到的就是声音振动原理 。
“有些孩子在成长的过程中 ， 会养成轻言放弃的习惯 。 比如他会认为自己离科学很远 ， 是因为他无法调动那些研究资源 。 其实 ， 即使没有高大上的材料 ， 没有很多资源 ， 我们也可以用身边简易的材料去模拟相似的实验 ， 虽然效果肯定不及精密的实验 ， 但是背后的原理是共通的 。 我希望教会他们一个做事的道理：只要你拥有好奇心 ， 勇于探索 ， 调动身边能调动的资源 ， 也可以成为‘小小发明家’ 。 ”
类似的小实验还有很多 。
常鹏在研究光学实验时 ， 曾被一则有趣的新闻吸引 。 圆柱形的游泳池产生了视觉错觉 ， 一名男子的头在水面上 ， 身体在水里 ， 从透明泳池侧面看 ， 他的头和身体完全分离了 。 这个有趣的现象让他开始思考 ， 可以利用“光的折射”原理做哪些有趣的小实验呢？
（头、身分离现象 图片来源：中国青年网）
“圆柱体对光的折射是有规律可循的 ， 红酒高脚杯的杯腿也是圆柱体 ， 一束激光打过去 ， 通过透明的圆柱体杯腿 ， 我们会发现 ， 激光发散了 ， 其真实过程是激光先会聚然后再发散出去 ， 但因为圆柱体杯腿焦距很短 ， 肉眼很难看出来激光会聚的过程 ， 所以看到的是对激光的发散现象 。 于是 ， 这束光就被放大了 。 圆柱体对光的发散是二维的 ， 如果此时高脚杯快速旋转起来 ， 就形成了球体 ， 对光的发散就成了三维的 。 ”
推荐阅读
- 昆仑山真有神仙在渡劫飞升？科学家不相信，但游客却拍到一张照片
- 操作原子力显微镜，一个具有挑战性的方面是找到最佳反馈参数
- 兵马俑身上为何开出白色“花朵”？专家用显微镜一看，感叹犯错了
- 1克铜就有95万亿亿个铜原子，这么小的微粒是怎么被观察到的？
- 地震到来时，动物会先知道？为何科学家没有用动物预测地震？
- 一个简单的物理实验，却让科学家看到了害怕的结果，怎么回事？
- 宇航员在月球呆一天，地球上过了多久？科学家给出的答案让人意外
- 30张“活久见”的照片：10万亿的钞票，人腿上移植鱼皮…
- 华林科纳半导体-----在 HF 水溶液中处理的 GaP表面的特性
- 通过原子 Pt 限制降低碳化钒 MXene 的高氢结合强度以实现对 HER 的高活性