蛭石膨脹實(shí)驗(yàn)揭開石頭的神秘面紗

王璐

設(shè)計(jì)思路

“以蟲命名的石頭”講座選取螢石和蛭石作為展示礦物，因?yàn)檫@兩種礦物同屬非金屬礦物，在新疆地質(zhì)礦產(chǎn)博物館均屬非金屬礦產(chǎn)廳的展示內(nèi)容。在該廳展示礦物中，這兩種礦物的命名方式與其他礦物有明顯不同，都是以自然界中生物的名字命名的，也是觀眾在參觀過程中提問較多、較感興趣的礦物?！耙韵x命名的石頭”科普講座的目標(biāo)受眾為初中高年級至高中年級的在校學(xué)生，所以講座被設(shè)計(jì)成第二課堂的形式，從礦物名稱的由來、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、用途等方面對所選定對象進(jìn)行系統(tǒng)解讀，涵蓋了歷史、地理、物理、化學(xué)等學(xué)科內(nèi)容，使學(xué)生可以在一節(jié)課的時(shí)間長度內(nèi)獲得綜合性的知識內(nèi)容。

活動(dòng)實(shí)施

豐富的礦產(chǎn)和化石資源為活動(dòng)提供有力支撐

新疆地質(zhì)礦產(chǎn)博物館建筑面積8 400 平方米，展出面積4 600 余平方米，收藏和展出的標(biāo)本、模型約2 萬余件。博物館每年都會(huì)定期舉辦科普知識講座、青少年地學(xué)夏令營等活動(dòng)。

開展各類科普活動(dòng)，離不開豐富的展品資源。博物館收藏的礦物、巖石、礦石、動(dòng)植物化石標(biāo)本達(dá)1.2 萬多件，一級品100 余件。其中有長1.7 米、直徑62 厘米、重約780 千克的水晶，直徑35 厘米、厚25 厘米、重102 千克、含銅量達(dá)99.84% 的圓狀自然銅，重1.2 克拉的新疆第1顆晶體透明的金剛石，產(chǎn)于阿爾泰偉晶巖礦床的大型綠柱石、白云母，中外聞名的和田玉和各色碧璽、寶石等，還有1983 年夏在中國首次發(fā)現(xiàn)的、距今1.6 億年前的脊椎動(dòng)物蘇氏巧龍的化石標(biāo)本。這些礦石和化石資源為博物館開展科普活動(dòng)提供了有力支撐。

生動(dòng)的講解讓活動(dòng)內(nèi)容豐富有趣

要想讓活動(dòng)變得豐富有趣，讓參觀者了解更多的科學(xué)知識，離不開講解員生動(dòng)的講解。

展柜中的螢石，有綠色、紫色、粉色，也有幾種色彩夾雜在一起的，晶瑩透亮，形態(tài)美麗，故螢石有“彩虹寶石”的美稱。螢石不僅能在正常光線下展現(xiàn)出多彩的顏色，在黑暗中也會(huì)以不同方式發(fā)光。把螢石置于紫外線照射下，可以發(fā)出藍(lán)色或綠色的熒光。當(dāng)把螢石從自然日光照射環(huán)境移到黑暗的屋子里時(shí)，它也會(huì)發(fā)光，這種特性被稱為磷光性。正是因?yàn)檫@一性質(zhì)，地質(zhì)隊(duì)員曾在哈密的螢石礦發(fā)現(xiàn)，白天開采后堆放在一起的螢石，到了夜晚就會(huì)發(fā)出亮光。甚至碾壓、摩擦螢石時(shí)它也會(huì)發(fā)光，這種特性被稱為摩擦發(fā)光。螢石之所以能發(fā)光，是因?yàn)樗幸恍┑厍蛏虾币姷慕饘僭?，但是并不是所有螢石都具備夜晚發(fā)光的性質(zhì)。會(huì)發(fā)光的螢石被琢磨成球狀，就是人們通常認(rèn)為的“夜明珠”了。

展廳還有一種能吃的石頭——石鹽。從石鹽標(biāo)本可以看到，與平日吃的食鹽相比，石鹽顏色泛黃，由很多立方體狀顆粒組成，有通透感。切下一小塊放進(jìn)嘴里，可以嘗到一股略帶土腥氣的咸味。實(shí)際上，石鹽可制成我們平時(shí)吃的食鹽，由于它產(chǎn)于山巖之中，因此又稱為巖鹽。石鹽的化學(xué)成分是氯化鈉，純凈的石鹽無色透明，含雜質(zhì)時(shí)呈淺灰、黃、紅、黑等色。據(jù)了解，石鹽在世界各地都有豐富的儲(chǔ)量，新疆也不例外，烏魯木齊、巴里坤和瑪納斯都有鹽湖，溫宿阿其克蘇還形成了鹽溶奇觀。就拿拜城喬爾禾、溫宿阿其克蘇的兩座鹽山來說，儲(chǔ)量達(dá)50 多億噸，可供全世界用50 ?80 年。

新疆地質(zhì)礦產(chǎn)博物館有意思的礦石很多，很多礦石背后都有生動(dòng)有趣的故事，要想多了解一些，有時(shí)就得向講解員“打破砂鍋問到底”。來館內(nèi)參加活動(dòng)的人在時(shí)間允許的前提下，可以由講解員帶領(lǐng)進(jìn)行展廳參觀，從宇宙地球、生命演化、礦產(chǎn)資源、能源資源、寶石玉石等多方面了解新疆的富饒美麗。

讓科普講座和科學(xué)實(shí)驗(yàn)密切結(jié)合

經(jīng)過不斷完善，現(xiàn)在的科普講座已經(jīng)變得非常有意思，常常結(jié)合幻燈片和礦物標(biāo)本，從礦物名稱的由來、物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、用途、開發(fā)利用現(xiàn)狀等多方面進(jìn)行介紹，能夠讓學(xué)生對所展示的礦物有全面和直觀的認(rèn)識。

為了調(diào)動(dòng)青少年的興趣，在科普講座中還常常進(jìn)行一些有意思的科學(xué)實(shí)驗(yàn)，比如蛭石膨脹實(shí)驗(yàn)。選取新疆尉犁縣且干布拉克蛭石礦產(chǎn)出的優(yōu)質(zhì)蛭石，分發(fā)給學(xué)生讓他們先觀察加熱之前的蛭石形態(tài)，然后將蛭石放在石棉網(wǎng)上以明火進(jìn)行焙燒（經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)蛭石屬于可以安全焙燒的礦物，在用明火直接焙燒的過程中不會(huì)出現(xiàn)炸裂、飛濺等不安全現(xiàn)象）。學(xué)生可以近距離觀察蛭石在加熱過程中扭曲膨脹的過程，更形象地理解蛭石名稱的由來，并且可以將膨脹蛭石拿起來觀察其失水膨脹之后形成的空氣間層，幫助學(xué)生更好地理解蛭石保溫隔音的用途。在進(jìn)行科普講座時(shí)，將一些小型實(shí)驗(yàn)直接帶到講座現(xiàn)場，往往會(huì)收到事半功倍的效果。

特點(diǎn)及亮點(diǎn)

“以蟲命名的石頭”講座詳細(xì)介紹了蛭石和螢石的各種特性，根據(jù)多次講座得到的反饋結(jié)果看，其中的蛭石加熱膨脹實(shí)驗(yàn)因其反應(yīng)迅速、效果明顯，可以近距離觀察等優(yōu)點(diǎn)，成為講座中的必要常設(shè)實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)充分展示了蛭石加熱膨脹的典型特征，為講座中關(guān)于蛭石名稱由來的解釋提供了有力證明，也使講座的知識性和趣味性得到了整體提升。

新疆地質(zhì)礦產(chǎn)博物館將科學(xué)普及和教育活動(dòng)拓展到學(xué)校也是一個(gè)很大的亮點(diǎn)。博物館再大，但是囿于一地，能夠影響的人群也十分有限。但是博物館可以充分發(fā)揮自身的資源優(yōu)勢，將服務(wù)向?qū)W校拓展。博物館將“以蟲命名的石頭”講座拓展到校園以后，受到了廣大師生的熱烈歡迎，這種實(shí)踐為在青少年群體中推進(jìn)科學(xué)教育提供了有價(jià)值的參考和方向。

另外，在地方特色上做文章也是新疆地質(zhì)礦產(chǎn)博物館的重要亮點(diǎn)。新疆作為中國的一個(gè)邊遠(yuǎn)省級行政區(qū)，其科技資源比發(fā)達(dá)地區(qū)匱乏，社會(huì)公眾的科學(xué)素質(zhì)也相對較低，因此，科技場館在提高社會(huì)公眾尤其是青少年科學(xué)素質(zhì)方面就承擔(dān)了更多的責(zé)任。新疆地質(zhì)礦產(chǎn)博物館因地制宜，積極探索科技傳播與普及的手段和方法，取得了極大的社會(huì)效益，值得其他邊遠(yuǎn)地區(qū)的科技館借鑒和學(xué)習(xí)。