媒体报道 | 博物馆既是传播的媒介,也是科学史教学的媒介

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       世界一流的大学都有一流的博物馆,清华不同。它要的不是“一流”,而是“双一流”。不仅艺术博物馆要顶尖,科学博物馆也一样。
                  
       清华大学艺术博物馆自2016年开馆以来,已是名誉斐然。在学校具有前瞻性和社会责任感的支持下,清华大学科学博物馆也将在筹备几年之后亮相。这一次科学博物馆迎来了开馆前的第二场展览。2020年9月24日,“神机妙算——计算器具历史展”如期开幕。                             
                      
        策展理念 
 
       作为清华大学科学博物馆馆长和此次开馆展览的总策划人之一,吴国盛的策展理念,可以概括为两点:
        第一,掀起科学认知变革风潮。以博物馆展览为重要传播手段,通过把科技产物还原在不同的历史情境中,启发人们深思科技在生活中扮演的角色,在国内掀起一股“以人文之眼看科学”的科学认知变革风潮,让人们视科学为不断演化的思想文化的产物,让科学不再成为从西方硬插进中国的东西,而是成为中国文化的内生动力、原动力。
 
       第二,反哺国内科学史学科建设。让“国内首家以收藏为主的科学工业博物馆”——清华科学博物馆不断开枝散叶,推出更多优质的科学史相关展览,利用博物馆做好科学史通识教育,让更多学子理解科学本身的演化逻辑和内在矛盾,反哺有中国特色的国内科学史学科体系的建设,打破文理藩篱,让科、史、哲合而为一。
                             
       在这两个理念的指引下,吴国盛辗转全国和世界各地,考察各国的科学博物馆以及国内与科技遗产相关的博物馆。几年时间,就靠着自主复原、私人购买捐赠、社会捐赠等方式为清华大学科技博物馆收集到了4000多件科学仪器藏品。
                      
       这次与子木园博物馆合作推出的以计算器具发展史为主题的“神机妙算——计算器具发展史”展览共展出了80多件藏品,相较于目前已收集的藏品而言仅仅只是一个开始。
                              

 

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图一:开幕式现场

图二:馆长吴国盛在开幕式上致辞

图三:馆长吴国胜带领嘉宾参观展览

 

展览内容

 

       展览以人类计算观念的演进为脉络,分为“运筹”、“机巧”、“掣电”三个单元,展示了从古代简单的手动计算工具,到近代复杂的机械计算装置,再到现代先进的电子计算设备的演进过程,折射了人类生活模式和世界图景的变迁。 
  
       第一单元 运筹
                        
       人类早期的计算实践以计数为起点,除了自身手指之外,我们的祖先还利用绳结、算筹、算珠等来代表离散的数的单元,以移动和排列这些单元的方式来施行简单的运算。对于较为复杂的运算或函数,人们会将计算结果编排成表格,或采用比例规、计算尺、列线图等模拟计算装置。这些早期的计算工具主要依赖手动,没有分化出明确的输入和输出装置。
                         
       手动计数这一单元对人体的依赖性较强,可以细分为四个阶段:从原始较为简单的手指计数、结绳计数,到可以施行加减乘除和平方等复杂运算的算筹、算盘、算板,到储存常用计算结果用于简化计算过程的算表、纳皮尔筹,再到可以用于计算更复杂函数的比例尺、计算尺、列线图、比例规等手动模拟计算工具。
                  
       四个进展阶段见证了人类早期从利用手势简单计数到借助外物进行加减乘除和复杂函数运算的演进过程。 
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图四:第一单元 运筹

图五:早期的计数方式

 

第二单元 机巧

利用齿轮转动进行技术、模拟运算过程古已有之,但直到17世纪,机械计算器的构想才首次付诸实践,又因制造工艺的制约,直到19世纪中叶才真正实现商用。机械计算器的广泛使用,符合迅速发展的资本主义市场经济和大工业生产的内在要求。差分机和分析机是机械计算器发展的顶峰。分析机已具备了程序控制的思想,预见了未来电子计算机的发展方向。

机械计数这一单元逐渐演化出明确的输入和输出装置,复杂计算过程中对人力投入的依赖性逐渐减小。这个单元主要有两条演化路径:一条是定齿式计算器的演化路径,另一条是变齿式计算器的演化路径。

定齿式计算器依赖定齿轮的转动计数,通常只能做简单的加减法运算,比如中国汉朝至宋朝的记里鼓车就是通过马车车轮的转动带动计数装置敲响鼓声,根据鼓声响起的频次记录行进里程数。变齿式计算器最大的创新就是阶梯鼓轮的设计,可以直接用于乘法、除法运算。

两者都逐渐演化出齿轮传动进位、按键计算等方式,最终催生出机械计算器发展的顶峰——巴比奇的差分机和分析机。差分机实现了从计算到印刷输出数据的全自动化。分析机是差分机的进阶设计,采用打孔卡片存储数据。更重要的是,分析机采用了将程序控制和计数运算相分离的思路,利用程序控制计算,为现代电子计算机(控制流和数据流分离)的诞生奠定了重要基础,被视为现代电子计算机的先驱

这一单元见证了人类计算方式从利用定齿传动进行简单加减法、进退位计算,到利用变齿传动进行乘除等复杂计数运算,到加入按键进行输入,再到采用印刷输出数据、实现控制和计算分离的思想飞跃和工具飞跃。

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图六:第二单元 机巧 

图七:助理教授王哲然为大家演示定齿轮互动模型

图八:安提凯希拉复制品及内部原理乐高模型 复制品由吴国盛购自希腊捐赠 乐高模型由清华团队制作

图九:变齿轮计数的互动模型

图十:差分机局部复原互动模型

 

第三单元 掣电

诞生于20世纪中叶的电子计算机,是科技史上的一次伟大综合。它融汇了科学与技术领域的诸多先进成就,交织着经济、社会、军事、政治等多方面的力量和需求。把电力引入计算机器,极大地提升了人类的计算速度。数理逻辑的发展把逻辑运算还原为数学运算,从此计算不再只是算术,而是智能活动;计算机不再只是计算工具,而成了人工智能。电子计算机开辟了信息时代,人类生活因之发生了巨大改变。

这一单元主要展示了电子计算机从无到有、从巨型到微型、从军用商用到民用、从单一计算到多功能运用的快速发展过程。

 

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图十一:第三单元  掣电

 

       三个单元共同展现的计算器具发展史,揭示了从“数的物化”到“物的数化”的过渡和飞跃。如今,计算深嵌人类生活的每一个角落,却反而被人遗忘、隐而不彰,预示着人工智能的新时代已经或即将启幕。 
 
 
      观展启发
 
       1.背后趣事让讲解更有魅力
 
       观展过程中,馆长吴国盛、策展人司宏伟、助理教授王哲然、志愿者等人相继穿插着带来了精彩纷呈的展览讲解,让更多仪器机巧和藏品细节不断浮出水面,带给参观者惊喜。
                            
       在第三单元的讲解中,吴国盛就分享了很多趣事,言谈中满是对此次展览收集到的难得物品的小骄傲。在讲解微软联合创始人比尔•盖茨和保罗•艾伦从1981年跨越到2013年的经典合影重现时,吴国盛介绍道,1981年俩人的合照中有6台电脑,2013年俩人想再度重现当年合影时,只找到了原先的4台,于是只能另找两台其他电脑代替图片的空缺位置。这次展览,却把两次历史性合照中出现的8台电脑全都找齐了。
                   
        一边是比尔•盖茨想找却找不到的80年代合影中见证微软历史的两台电脑,另一边则是北京大学自己的博物馆想找却找不到的70年代北大方正生产的汉字照排控制器。说到后者,吴国盛还打趣地说道,北大自己想找都没有找到,结果被我们找到了70年代的早期版本,所以这次我没有邀请北大的朋友过来参观。话音一落,众人哈哈一乐。
                          
        讲解不局限于内容本身,适当透露出收集藏品的背后趣事,可以调节观展气氛,调动参观者的情绪和专注度,对于展厅讲解的优化提升是一种很好的启发思路。
                 
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图十二:吴国盛及其团队成员讲述背后趣事

图十三:志愿者为观众详细讲解展品细节

图十四:观众认真参观学习

 

2.同频论坛让观展更有深度

展厅的另一侧是同一天开幕的“第二届清华大学科学博物馆学论坛”。来自博物馆行业、教学科研行业、计算机研发一线的众多嘉宾齐聚一堂,围绕此次展览内容分享了各自的独特视角和深度思考。

子木园博物馆馆长在论坛上分享的博物馆参观人数一万多人,网站浏览人数每日平均上千人,国外收藏发烧友慕名而来等信息就让在场来宾感受到在中国打造科学博物馆的蔚然前景。

论坛上分享的内容,补充了更多展览之外的细节故事,刷新了参观者观展的角度和层次。这种专题展览与学术论坛相结合的形式对于博物馆布展活动而言也是一次新的启发。

 

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图十五:论坛现场分享更多视角

图十六:子木园博物馆馆长论坛发言

 

     专家感受
 
      以下是博悟空间独家采访内容。 
 

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中国博物馆协会副理事长刘超英:

感觉挺震撼的。这个展览只有清华能做。从做博物馆的角度来看,主题策划、展品的选择和摆放都是非常有特色、有创意的。陈列设计亮点很多,能让我感觉这些冷冰冰的计算器活起来了,能让人快速地知道其中的历史和人类的发展进步,是一个很出色的展览。

科学博物馆在中国是很缺少的一个门类,以科学史为主题的博物馆,目前全国5000多座博物馆还没有。很高兴清华成立这样一个博物馆,填补了我国博物馆的空白,希望它能尽快完成筹备,走向社会。

 

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北京博物馆学会秘书长祁庆国:

在我们国家,科学技术类的博物馆比较少,所以清华大学创建科学博物馆是一件非常重要、非常有意义的事情。这次展览设计风格上充分体现了一种很强的理性精神。在欣赏过去的计算器具的时候,不仅要学知识,在精神上也要得到滋养。这样对于青年学生和普通观众,才能有更全面、更健康的成长。

 

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中国计算机学会历史小组顾问徐祖哲:

技术和设备的进步,并不代表系统思想的进步,但是如果我们知道技术跟设备是怎么一步步走来,就会对系统思想的前进产生更好的作用。所以我觉得这个展览不光是学计算机的同学,更多的老师、学生都应该关注,从中得到社会进步和科学进步的启示。

 

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中国传媒大学博物馆、图书馆、校史馆馆长潘力:

现在科技兴国,科技的发展带动了整个经济的发展。清华大学科技博物馆的建立对我们了解科技发展历史、再现科技发展成就、展望未来新科技发展,都是非常好的历史见证,对我们了解整个世界发展历史和发展变革都会产生积极影响,作用是非常大的。

随着国内整个学科建设的发展,中医药博物馆、航天博物馆、传媒博物馆这些带有新媒体技术的博物馆应运而出。清华大学科学博物馆的建立给中国高校博物馆开启了另一扇窗户,对全国高校不同门类的博物馆起到了一定的带头作用。期待清华大学科技博物馆越办越好,也期待它在中国高校博物馆当中起到引领的作用。

 

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清华大学科技史暨古文献研究所冯立昇:

展览内容很丰富,这么多实物的集中展示,是很难得的。

 

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       北航计算机学院副教授、副院长,中国计算机学会胡春明:
 
       感到非常震撼。以往见到的人文类博物馆比较多,技术类的、既有历史、又有收藏和原理演示的博物馆非常之少。即便我作为一个专业研究者,我的很多知识也是来自于网络和平面文献,能看到这样丰富立体、甚至可以互动演示的展品,收获非常大。 
      
      结语
 
       正如吴国盛所说,“博物馆既是传播的媒介,也是科学史教学的媒介。”这次展览的顺利开幕让小编感受到在一流大学里建设一流博物馆的必要性和重要性,也看到了博物馆在青少年人文教育、大学通识教育中扮演的重要角色,以及博物馆展览与学术论坛相结合的无限可能。

 

 

博悟空间供稿

 

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特稿 | 同心筑梦 共建科博 ——清华大学科学博物馆筹建六年来公益捐赠记事

  满怀清华心,共筑两岸情 正值清华大学113周年校庆和清华大学科学博物馆六周年馆庆之际,台湾长兴集团创始人、清华大学名誉校董高英士先生,向清华大学科学博物馆慷慨捐赠,支持科学博物馆“镇馆之宝”——水运仪象台等比例全功能复原研发项目。高英士先生的善举将为科学博物馆的筹备与馆藏建设工作起到积极推动作用。   高英士先生,生于1924年,祖籍台湾省台南市,上海震旦大学法律系毕业。作为一名实干兴邦的企业家,高英士先生辛勤深耕化工产业数十载,致力于全球化学原料进口及制成品输出业务,始终把“技术开发与提升”作为企业发展的核心驱动力,取得举世瞩目的成就。 高英士先生也是一位情谊深厚的慈善家。自上世纪90年代始,高英士先生与清华大学达成紧密的战略合作关系,在学校的教育发展、人才培养、基地和平台建设、产学研合作等方面给与了鼎力支持。从英士楼到艺博英士珍藏展,从“清华之友-长兴奖学金”“清华之友-高英士奖学金”再到“清华之友-承宪康纪念奖学金”,高英士先生对清华的关怀与支持浸润在清华校园的方方面面。就是这样一位期颐老人,心系国家,身体力行地回馈社会,为教育和文化公益事业助力赋能。 伟大之大学,必有伟大之博物馆。高英士先生曾这样评价博物馆的重要意义:“博物馆具有提升人类精神层次及正向思考的价值,因此博物馆的设立对大学教育具有相当程度的影响。”清华大学科学博物馆作为中国第一家综合类收藏型科学博物馆,以展现古今中外科学技术的历史成就,激励科技创新、促进科学传播为使命,推动科学与人文的交叉融合。这与高英士先生所秉持的理念不谋而合。在欣闻科学博物馆的筹建工作后,高英士先生很高兴地答应捐助科学博物馆水运仪象台复原研发项目。   水运仪象台等比例全功能复原项目是清华大学科学博物馆的重点建设项目,复原品将放置在科学博物馆未来场馆的核心区域,成为“镇馆之宝”。水运仪象台是中国古代体量最大、耗资最多、机械技术含量最高的单体科技制品的巅峰之作,综合体现出古代中国在天文仪器、机械制造和冶金技术等领域的最高成就,具有科学史、技术史、制度史、建筑史的研究价值。 同时,水运仪象台与清华大学具有深厚的渊缘。20世纪五十年代,清华大学时任第一副校长、中国机械学科和机械史学科的开创者刘仙洲教授(1890-1975)以《新仪象法要》为蓝本对水运仪象台的复原及其若干技术性细节提出了构想。2010年左右,清华大学机械学院唐晓强教授对水运仪象台关键机械(水轮擒纵机构)进行了突破性重建,成功研制出1:3尺寸的样品,并取得了国家专利。 在此基础上,科学博物馆将锐意进取,勇攀高峰,旨在实现水运仪象台枢轮机构、报时系统、浑仪和浑象全功能、全天候无故障连续运行的创新与突破。通过这台仪器,观众能够充分理解中国古人利用浑仪、浑象、漏刻等仪器进行天文观测、演示的方式,理解古代的计时方式,了解水车等生产实践工具的原理、应用等。观众亦可通过室外金字塔型的玻璃窗窥见水运仪象台雄伟的体量和令人震憾的运演过程。   为了完成此项重任,科学博物馆还特别邀请到原台湾南台科技大学机械工程系特聘教授兼古机械研究中心主任林聪益教授主持水运仪象台复原研发项目。除了台湾高英士先生的捐助,水运仪象台复原研发项目此前还曾获得过唐仲英基金会、清华大学1999级本科校友的捐助。该项目预计在3年内完成整体复原工作。   星光汇聚  共谱华章 科学博物馆筹备队伍,薪火赓续,奋楫笃行。六年来,每一位科博人秉炽热之心聚焦收藏、研究、展陈、公教、传播事业,全方面镌刻科博的璀璨科学蓝图。 伟大之博物馆,必有伟大之馆藏。科学历史藏品为世界科学的发展历程提供了强有力的物证。在学校各部门的鼎力支持和帮助下,科学博物馆馆藏建设成效显著,建设了450平米展厅、537平米库房,通过“收、买、造”多种途径充实、积累了6500余件古今中外的科学藏品,向成为世界一流大学博物馆的愿景持续迈进。这些成绩的取得离不开以清华校友、社会爱心人士以及公益组织构成的团结紧密且涉足多领域、多学科、多行业并日益壮大的科博捐赠网络。   六年间,众多像高英士先生一样满怀科学热忱的清华校友以及社会各界爱心人士相聚科学博物馆,倾囊相授。 从邓锋、利青校友代表的深圳市汇爱公益基金会,到清华大学2007级本科校友设立的“恰逢柒时”科学博物馆发展支持项目、 1999级本科校友设立的“久久同心”科学博物馆发展支持项目、1989级本科校友设立的“八纮格致,九转功成” 科学博物馆发展支持项目; 从唐仲英基金会对“达·芬奇机械发明的复原研究项目”“北宋水运仪象台复原项目”的大力支持,到清华大学教育基金会设立“博物致理,共建科博——清华大学科学博物馆馆藏建设”筹款项目; 从王晓滨校友捐赠推动“科学革命中的仪器”复原收藏,到清华校友王裔澄、袁桅、郑培敏、罗茁、陈克棉、孙玉文、张晓娜、阙里、李如心,我国已故哲学家、美学家叶秀山,投资人周航、李艳洁、Austral,资产管理人田江川、杨海燕、段苏函、吴兆光,高山书院肖盾、吕永超,清华教工曹敏丽、张鑫蕊、姚夏涵,以及杨怀越、杨怀超、杨怀谦三兄弟,杨光、杨淇奥祖孙俩,金勤献、刘自敏、金梦笛一家,杨华、杨珍晖夫妇,龚超、王梦之夫妇等,他们都在支持科博的路上写下浓墨重彩的一笔。 真挚感谢每一位捐赠者,您的每一笔捐款、每一件捐赠藏品,都使我们有幸透过时间的长度与空间的厚度,再次抚触科学器物背后的故事,感受器物蕴藏的科学力量。您对科学的热忱也将同这一件件器物载入科博建设历史,焕发出新的生机与活力。   科学博物馆永久馆址已经破土动工,竣工在望。尽管科学博物馆的各项筹备工作已有实质性成效,但在创建世界一流大学博物馆的道路上,仍然任重道远,面临资金、藏品等方面的种种困难,亟需来自社会各界的持续支持与帮助。 目前,随着科学博物馆筹备工作及永久馆舍建造的不断推进,科学博物馆也将持续开展并推进巴比奇差分机一号、唐迪钟、奥瑞仪、哈里森航海钟、焦耳桨轮实验装置、牛顿反射式望远镜、胡克复合显微镜等大型科学仪器购置/复原计划以及16-18世纪欧洲古天文仪器的复原项目、中国古代水力天文钟的复原项目、元代郭守敬的观象授时仪器复原项目等,以期进一步丰富科学博物馆收藏、研究、展陈等核心功能。 在此,全体科博人呼吁各位关心、热爱并支持科学博物馆事业发展的有识之士能与我们同心筑梦,共绘未来世界科学文化新华章,科学博物馆将以多种方式彰显、回报捐赠者的善举。 捐赠联系人:范老师 电话:010-62780628,13522892748 邮箱:fah@tsinghua.edu.cn   科学器物带着我们对科学的热爱与崇敬, 汇入科学文明的长河中, 这份深情也将会同器物一样 在眼波流转中染上岁月的斑驳, 但科博会为您的真诚与付出记载与定格。 蓦然回首时, 您终将会撩拨起对科学悸动的那份回忆。   责编|伊墨 文字|张泽明 审核 | 范爱红 鸣谢 | 清华大学教育基金会  
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清华大学科学史系与科学博物馆(筹)教职工赴故宫观展

2024年4月23日上午,由清华大学科学史系主任、科学博物馆馆长吴国盛带队,系馆教职工一行二十余人赴故宫博物院参观“紫禁城与凡尔赛宫——17、18世纪的中法交往”展览。 在中法建交60周年之际,展览《紫禁城与凡尔赛宫》以中法两国外交、文化和艺术交流为主题,展现百年间双方彼此尊重、相互欣赏的政治交往史和彼此借鉴、相互学习的文化交流史。展览精选约200件展品,多数收藏于凡尔赛宫和故宫博物院,涵盖科学仪器、瓷器、绘画、书籍等多种类型。是难得一见的与科学类收藏相关的展览。 在故宫博物院筹展团队成员王宜若老师的介绍下,科学史系与科博教职工参观了位于文华殿展出的展览。展览共分三个单元:第一单元为“龙与百合花的相遇”,主要介绍了中法间政治交往和文化交流的开端。第二单元是“紫禁城中的法国风景”,分为“礼品和定制”和“交汇与新创”两个章节。本单元展示了随着两国交往的不断深入,清代宫廷收藏中出现了种类丰富的法国器物,既有两国交往的礼品,又有传教士的贡献,更有清宫向法国定制的物品。而第三单元为“凡尔赛宫的中国时尚”,同样分为“收藏和改造”和“模仿与灵感”两个章节。其主要向参观者呈现了被法国王室成员和政要收藏的中国艺术品,并在展览中解析法国对中国进口物品的装饰和改造,以适应当地人的审美需求。 观展后,吴国盛教授就布展方式、藏品展示、科学器物收藏等问题与故宫博物馆院筹展团队进行了初步的交流,双方都希望在以后的工作中加强沟通与合作。 本次参观活动也是科学史系与科学博物馆首次联合举办团队建设活动,科学博物馆自成立以来,与科学史系联体运行,科学博物馆不仅为科学史系提供了一个宝贵的实践教学平台,同时也借助科学史系的学术资源,不断丰富和深化展览内容,让更多的公众能够领略到科学的魅力。这次活动不仅是系馆长期合作关系的一次深化,更是对未来更加紧密合作的一个美好展望。   撰稿:刘骁 摄影:孙德利,孟洁 审核:孟洁
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张自强先生向我馆捐赠四通MS-2411型打字机

2024年4月20日,张自强先生向我馆捐赠一台1999年生产的四通MS-2411型打字机。四通MS-2411型打字机由我国著名科技企业四通集团公司于1993年生产推出,是我国第一台符合ISO 10646《通用多八位编码字符集》的多国语种中外文打字机。 张自强先生曾担任四通公司工程师,全程参与了四通MS-2406中文打字机的研发,负责主机板的研发设计,获得四通集团开发一等奖。        延展阅读︱中文如何走进电子设备?专访四通打字机工程师张自强   (收藏部供稿)
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馆校共建:海淀区第三实验小学五一班师生走进清华大学科学博物馆

4月20日上午,北京市海淀区第三实验小学五一班师生三十余人在清华大学科学博物馆听取了一场生动有趣的博物馆讲座并在博物馆讲解员的带领下参观展览。这是科学博物馆根据北京市教育改革方针面向中小学开展的有关科学教育的馆校共建活动。   科学博物馆复原研究员杨智明为师生们带来一场题为《科学史上的伟大科学家》的科普讲座,他通过生动的讲解和展示,将一个个深奥的科学原理融入到科学家故事中,充分调动了学生们参与的积极性。一个小时的讲座时间过得飞快。师生们均表示意犹未尽。                     讲座结束后,师生们依次参观了科博的展览——“海外奇器——晚清士人眼中的西方科技世界”“百年器象——清华大学科学仪器历史展”。他们认真观看了各种展品,感受了科技发展的历史变迁,深刻理解了科学的伟大意义。   通过这次别开生面的博物馆讲座、参观活动,海淀区第三实验小学五一班师生们不仅开阔了眼界,增长了知识,更激发了他们对科学的热爱和学习的欲望。相信这次活动将成为他们学习生涯中宝贵的一课,开启他们对科学探索的新篇章。   (撰稿:孟洁   审核:范爱红)