故事发生在1960年代末的晋西南小镇上。那个年代玩具稀缺，孩子们的娱乐活动也十分简单。十一岁的王国庆常戴着一副小眼镜，因酷爱读书而被称为“小科学”。他的好问小伙伴新刚则以一本《十万个为什么》自居“小问号”，两人一起制造矿石收音机的梦想由此萌芽。国庆和新刚、柱子等孩子们在斗拐游戏中建立了深厚的友谊。一次偶然的机会，国庆发现了新刚手中的《十万个为什么》，兴奋不已地决定抄录其中的组装指南，为了获取更多知识，他暗自将书藏了起来，并开始秘密筹备收音机的零件。组装过程中，国庆利用自己的聪明才智与小伙伴们一起收集材料：从柱子家的嚡油盒到小丽家的吸铁石，再到小宝家的铜丝……每一步都充满了智慧和努力。然而，在最后的关键时刻，五毛钱的矿石检波器成了难题。经过一番努力，他们终于凑齐了所需的钱，但在最后一刻，国庆却因为差两分钱而匆忙离开。经过两天的努力，收音机终于被组装完成并试听了。在失望与期待中，孩子们满怀希望地等待着奇迹的发生。最终，在六一儿童节这一天，当小铁盒中的音乐响起时，所有孩子都欢呼雀跃，那一刻，童年的梦想得以实现，也成为了他们永恒的记忆。
