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亲子同“玩”科技 激发科学兴趣

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  “爸爸你知道吗,用巧克力豆能在打印机上直接打印出美味的巧克力,还可以自己设计造型呢!还有啊,从普通玉米中提取的材料,能被打印成小自行车、脸谱、埃菲尔铁塔、自由女神像,可神奇了,要不你也试试?”在巧客3D+智造馆打印实验室里,哲哲极其细心地做着他喜欢的小物件,仿佛要把这种前所未有的体验牢牢记在心里。
  初冬的北京,万物萧条,但坐落在北坞创新园的巧客3D+智造馆却人气旺盛,小朋友们或制作立体模型,动手参与科学实验,或体验相机矩阵、虚拟幻境,或观看天幕剧场,玩得流连忘返。
  神奇的科学体验
  每个孩子在成长过程中都会对科学产生兴趣。我的儿子哲哲上幼儿园时就问过我,电有没有重量,数码相机是谁发明的,相片是怎么洗出来的,为什么有的动物要冬眠……这些问题看似天马行空,毫无根据,其实都是他不断观察、思考的结果。
  当前很多家长很重视孩子的科学启蒙,或买拼插玩具,或给孩子报各种比较专业的科普班,更多的买了大量看上去很精美的科普书籍。瑞士心理学家皮亚杰指出,3到6岁的儿童处于前运算阶段,将感知动作内化为表象,建立了符号功能,可凭借心理符号进行思维。等孩子上了小学,其认知结构则进入具体运算阶段,心理操作着眼于抽象概念,具有一定的逻辑性,但思维活动仍需要具体内容的支持。
  也就是说,幼儿园的孩子应该多体验科学的趣味和神奇,在浓厚的科技氛围中建立对科学的良好印象。到了小学阶段,孩子有了一定的动手操作能力,来到巧客3D+智造馆这样的科学素养教育示范馆,参与互动式体验,试着做一些简单的科学实验,初步感受复杂、新奇的前沿技术,能激发孩子心中的科学兴趣。
  不同年龄段的孩子需要不同层次的科学启蒙内容,智造馆里的霍尔沃兹互动墙,通过画面与动画效果,生动展示了科学发展的历史及代表发明;球幕电影、3D照片让孩子明白科技在日常中的应用,3D打印实验室则帮助孩子一边了解3D打印技术原理,一边制作出好玩的3D作品。孩子们兴致勃勃地沉醉其中。可见科学探究之路是有规律的,不能超载也不能超前,遵循孩子的认知规律,依据孩子的年龄和身心特点,本着激发兴趣和提高动手能力为原则,巧妙引导孩子一步步走上科学研究之路,才是真正的科学启蒙之道。
  开放的科学课
  孩子进入小学高段或中学阶段,接受系统、严谨的科学课程,是培养科学探究能力的关键。
  据了解,北京市教委于2015年提出提高青少年的科学素养,通过挖掘、整合高等院校、科研院所、科普场馆与博物馆、企业、教育系统重点实验室等各类资源,围绕物理、化学、生物等学科课程标准,开发科学活动,构建无边界、跨学科的开放性学习服务平台,满足不同类型学生个性化需求。巧客3D+智造馆发挥自身的专业优势,开发了13门科学活动课程,服务于全市初一、初二年级学生。
  这些与学校科学课对接的课程,为提升中小学生的观察力和动手操作能力提供了更丰富的可能。孩子们在网上选课后,可以来馆里上课做实验,跟着老师或专家了解科技或产品背后的原理。智造馆的相机矩阵就是一门很震撼的课程:老师会解释测光和计算等相片建模的原理,讲解从二维到三维所代表的意义。画面被分成多个测光区,由多枚测光元件分别测出每一区的亮度,经照相机电脑运算得出测光值。孩子们置身其中,一键抓拍,经计算机进行图形图像处理以及三维计算,就能全自动生成三维模型,然后激光内雕,一个精彩瞬间的3D人像就定格了。
  这些课程依托多项专利技术和专家设计,经过北京市教委的审核,具有很强的系统性和科学性。授课采取“体验+交流+课程”模式,将高科技产品体验与相关知识相结合,通过好玩有趣的互动体验内容,真正收到了寓教于乐的教学效果,既培养了中小学生对高科技知识的兴趣,也帮他们建构起初步的科研方法。
  父母参与培养科学素养
  大部分科技场馆的儿童区和家长区是分开的,孩子玩得热火朝天,家长远远看着,充当保姆角色。其实,父母与孩子一起参加活动,能更好地观察孩子的反应、心理活动,了解其在活动中的体验与感受,更好把握孩子的爱好、观察力、想象力、动手操作能力等。在后续的科技活动中,父母才能及时给孩子更有效、更有针对性的指导和帮助。
  巧客3D+智造馆鼓励家长和孩子一起玩。在人机互动区域,孩子可以和家长联手“围剿”大屏幕上的机器人,一起在虚拟世界中过关斩将;在智造实践区,父母和孩子可以通过3D打印技术呈现自己的创意。有的父母和孩子比拼谁的创意更好,谁的动手能力更强,谁的创意表达得更充分、更生动。被制作出来的创意产品可以带回家,作为一种亲情的见证,增进亲子之间的关系。
  智造馆的这些开放性的科学实践活动,适合亲子共同参与的实验、交流与探讨,能让孩子更快爱上科学,形成较强的探究能力。侦探电影中常见的红外线阵,也能在课上制作出来:先了解和认识热释电红外感应传感器模块,再动手制作应用场景,就能体验红外线“八卦阵”了。其中的原理理解起来并不难,父母和孩子完全能学会,回到家里还可以加以应用,比如制作楼门自动开关、防盗报警器等。
  童年时与父母共同完成某项科学探究的经历,对激发孩子的科学兴趣和探究能力有多大作用?也许,今天常常光顾智造馆的“巧客”,未来会成为令父母吃惊的大科学家呢。

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