上海科技馆科学列车项目——七彩宝石

2018-10-29 20:18 manager 次阅读 条评论

上海科技馆

 

 

一、活动概述

 

(  ) 简介

 

  为了充分利用场馆资源,提高科技馆展览资源对公众的科学传播效果,特此,展教人员深挖展品展项的科学内涵及教育效果,形成适合在地壳探秘岩矿长廊现场实施的科学列车教育活动项目。所谓“科学列车”其实是一个移动教室,列车上放置教育活动所需要的所有展教具、资料等,实施时放于地壳探秘岩矿长廊展项旁,观众体验展项的同时即可参与教育活动。

 

七彩宝石科学列车的教育内容不限于展品本身,以实验演示、互动游戏、教师讲解等多样化形式对宝石的内部结构引起的猫眼现象、星光现象等外部表象进行科学诠释。

 

(  ) 时间:30 分钟

 

(  ) 地点:上海科技馆 地壳探秘展区 岩矿长廊展项旁

 

(  ) 主题:宝石的特殊光学效应

 

(  ) 对象:全年龄

 

(  ) 形式:现场演示加互动实验

 

(  ) 传播目标

 

岩矿长廊里的矿石展品琳琅满目,但缺乏对每个矿石的具体介绍,缺乏针对某一矿石的

 

深入剖析。为帮助大家更充分地利用展区资源并作拓展延伸,提出了解宝石的光学特性的科学列车项目。

 

1. 让观众从观察展区矿石资源、了解宝石内外部结构入手,从而激发学习兴趣;

 

2. 深挖不同的宝石结构所产生的光学现象及原理,帮助观众理解科学知识;

 

3. 区分天然宝石与人造宝石,在互动体验的过程中掌握科学方法,并参与科学实践。

 

二、设计思路

 

对岩矿长廊内相关展品展项进行深入介绍,凭借吸睛的讲解,让游客驻足。讲解之后,

 

开始聚焦具体的矿石,讲授宝石的光学效应,过程中通过师生互动、小实验等,让观众在掌握科学知识的同时感受到学习的快乐。

 

三、实施条件


1. 磷灰石猫眼 1 枚、矽线石猫眼 1 枚、人造猫眼石 1

 

2. 天然星光蓝宝石 1 枚、人造星光红宝石 1

 

3. 显微镜设备 1

 

4. 白板 1

 

5. 油性笔 1

 

6. 手电筒 1

 

7. 放大镜 1

 

8. 任务卡若干


 

四、实施过程

 

(  ) 活动导入

 

1. 结合岩矿长廊展区的矿石展品进行开场讲解

 

带领大家参观并讲解地壳探秘展区内岩矿长廊所展出的宝石原石。向观众提问有哪些是大家所耳熟能详的宝石种类,之后进一步提出宝石与其他矿石的区别,带着这一问题指引观众们通过观察展区的宝石原石,了解广义上关于宝石的概念,同时通过观察原石内部结构和外部形状特征,引入关于宝石晶质体的概念。正是由于晶质体的宝石的内部有规则的几何结构,因此光线照射到宝石内部,便会发生反射、折射、漫散射、干涉、衍射等一系列变化,产生各种神奇的宝石光学效应。

 

( ) 活动中

 

2. 观察三颗猫眼石的猫眼效应现象

 

通过观察可以发现,在自然光的环境下,三颗猫眼石并没有明显的外观特征,仅仅是三颗普通的弧面型宝石,而当教师打了手电照射到宝石上之后,便会在三颗宝石内部出现一条明亮的光带,并且光带会随着教师持握手电角度的改变,出现移动和张开闭合的现象,宛如夜间猫的眼睛一般,这种现象称为宝石的猫眼效应

 

3. 说明猫眼效应的形成机理

 

1)首先观察宝石的内部,发现内部具有大量密集而又规则排列的针状包裹体,之后以展板结合实物演示的形式,说明猫眼效应形成的光学原理。

 

比较三颗猫眼宝石的眼线宽度,发现橙色的较宽并且眼线十分稀疏,之后通过黑板上画原理图解释宝石的切磨高度对于眼线宽度的影响。

 

2)将橙色猫眼石暂时拿走,观察剩余两颗,比较各自眼线位置的不同,矽线石猫眼比磷灰石猫眼眼线居中,通过黑板画图说明其中的原理。

 

3)通过图文版展示不同宝石所切磨而成的猫眼石,并让观众猜测这些猫眼石分别是什么宝石,这些宝石都能在奇妙的矿物晶体展示窗里找到。

 

4)引导观众找出三颗宝石中的人造猫眼石,从颜色、眼线、侧面的蜂窝状结构三个方面来进行判别,让观众掌握一定的鉴别方法。

 

4. 观察星光现象

 

1)在自然光照下,两颗宝石并没有明显的外观特征,仅仅是两颗普通的弧面型宝石,当用手电照射到宝石表面后,会发现出现了六射的星光现象,并会随着灯光的移动而移动,这种现象叫做星光效应。

 

2)观察宝石表面,发现包裹体排列不局限于一个方向上,而是呈现三组方向按照一定的角度排列,之后通过图示结合宝石标本进一步说明星光效应形成机理。

 

3)比较两颗星光宝石,其中有一颗为合成星光宝石,从内部包裹体、星线形状、中心宝光三个角度来进行鉴定。

 

( ) 活动小结

 

观察猫眼效应、星光效应的现象、学习形成原理,可以让感兴趣的观众继续驻足观察,

 

并给观众发放岩矿长廊探索任务卡,在后续的参观过程中可以结合科学列车的讲解进行深度参观。

 

( ) 任务卡

 

1. 寻找展区内的宝石类矿物

 

形式:在自主探索的过程中,观众以贴纸连连看的形式将相应的宝石类矿物贴纸,贴在矿物名称旁,完成寻找宝石矿物的任务。

 

根据宝石定义上的四大特征进行寻找,展区内共有以下宝石类矿物:钻石、祖母绿、红宝石、水晶、锂辉石、海蓝宝石、萤石、绿柱石、孔雀石、玛瑙、碧玺。

 

2. 观察宝石矿物的整体形状和内部结构,区分出哪些是晶质体宝石,哪些是非晶质体宝石。

 

形式:作为贴纸练练看环节的补充小贴士

 

根据内外部特征,结合晶质体的概念,上述宝石类矿石中,孔雀石和玛瑙为非晶质体宝石。其中玛瑙具有特别的放射状同心圆结构。

 

3. 在晶质体宝石中,指出哪些发育的较为完整?这与宝石的品质是否有联系?

 

形式:知识小问答

 

在展区的晶质体宝石中,钻石、祖母绿、水晶、水晶、绿柱石类晶体发育的较完全,其内部有固定的几何排列机构,外部的形状也呈现出几何状。其中绿柱石为六方柱状、水晶为六方柱锥状、钻石为八面体等。晶体发育的越完全,宝石品质也较好,内部相对纯净,人们通常从宝石的原石状态可以评判出宝石品质的优劣。

五、活动特点

 

1. 活动以地壳探秘展区岩矿长廊区域的展品进行深度剖析,针对宝石这一生活中观众感兴趣的话题进行深挖,并且将探究型、体验型学习方法贯穿始终,更好的发挥了展览资源的教育作用;

 

2. 活动让观众在探究和动手体验的过程中学习宝石的相关科学知识,如地质学、光学、材料学等诸多学科的综合型知识,知识点丰富,适合不同类型人群进行学习;

 

3. 引导观众通过观察现象来探究引起该现象的科学原理,在后续参观过程中可进行有深度的思考与学习。

 

六、宣传推广

 

七彩宝石” 课程从 2017 年 7 月至今,在上海科技馆共实施 30 余次,受众达500 余人次。活动以现场参与为主,无需报名,在上海科技馆微信公众号以及 Museum Shanghai 微信公众号均可看到宣传推广信息。同时“七彩宝石”在 2017 年上海科技馆“馆校合作”项目中作为示范课程面向上海中小学老师进行展示,成为科学列车项目的亮点活动。

 

七、活动评估

 

( ) 评估方法

 

采用观察员观察以及观众访谈等多种方式,通过观察员评价、观众访谈对活动的效果进行了评估。

 

( ) 内部评估:观察员观察

 

活动邀请博物馆专业领域的专家作为观察员,对活动进行科学性以及活动流程的整体评审:

 

1. 活动与展品深度结合,活动内容丰富、引人入胜、环环相扣,活动流程及时间分配较为合理,活动过程中充分利用道具、材料进行科学诠释。

 

2. 观众积极参与活动互动环节,能够对不了解的知识点及时进行提问。

 

3. 活动根据观众年龄分层特点采取不同策略,效果良好,例如,

 

1) 针对小学生群体,可以通过观察宝石的猫眼效应、星光效应来激发对地质学、光学等


学科的兴趣,从而在后续的学习过程中起到良好的启发作用;

 

2) 针对初高中有一定地质学、光学等理论基础的学生群体,重点剖析引发现象的原理,作为正规教育的有效补充;

 

3) 针对大学生及成人群体,在原理学习的基础上,拓展学习生活中的常见宝石鉴定,此环节颇受喜爱珠宝的观众的欢迎。

 

( ) 外部评估:观众访谈

 

由于活动的分层设计,观众参与的积极性较高,并且观众的保持率在 80% 以上,现场互动及学习效果良好。

 

1) 观众可以理解所传授的知识或是某一个概念(猫眼效应、星光效应)的具体定义、应用及原理;

 

2) 在技能与能力方面也有所提升,引导观众在后续的博物馆学习中主动思考并以多重方式探究科学原理;

 

3) 提高了学习兴趣,对知识的掌握更为准确,并因此树立自信。