丁蘭實驗中學的稱年豬活動又來了!今年,同學們化身“曹衝”合力稱豬
“稱豬啦!”“稱豬啦!”
1月28日下午3點,杭州市丁蘭實驗中學最後一場期末考試的鈴聲打響。但有一批同學還來不及享受假期來臨的快樂,就來到學校的海模池旁,穿上學校準備的防水套裝,準備進行期末的最後一項挑戰——“曹衝稱象”。不過這次“曹衝”們稱的不是大象,而是學校的小黑豬。
對於稱豬,丁蘭實驗中學的學生並不陌生。每年期末考後的稱豬活動,也算是學校給學生的一場特殊考試,今年已經是第四年。
從2017年起,杭州市丁蘭實驗中學便開始在校園裏建造小型生態牧場,並養起了小黑豬,小黑豬也成為了學校生態系統的重要一環。
2018年年初,學校首次以項目式學習的形式開展稱豬活動,並向七年級同學廣發英雄帖,徵集學生通過科學知識來解決實際的問題。2018年1月,同學們首次運用模擬天平的方法來測了豬的質量;2019年1月,同學們利用沙坑測出了豬站立時候的壓強;2020年,同學們運用槓桿原理,一個人支起一頭豬,並算出小黑豬的體重。
今年的“稱豬達人”們更是“玩大了”!1月4日,丁蘭實驗中學通過“都市快報”隔空喊話杭城中小學生,徵集今年的稱豬方案。最終,有14個方案入圍,這些方案主要通過等效替代法、浮力、槓桿和滑輪四類原理來稱豬,14個方案還在“愛寫作的獅子”公眾號進行了集中展示和點贊。
方案出爐利用阿基米德定律、等效替代法原理昨天下午的稱豬現場,學校也揭曉了最終“中標”的方案——利用阿基米德定律和等效替代法的科學原理,效仿曹衝稱象的方式進行稱重。實驗步驟主要是:1. 將自制竹筏放置在水中;2.將豬和籠子放上自制的竹筏中央;3.待水面靜止,標記竹筏四個角的吃水刻度;4.取下豬和籠子,換學生坐上竹筏並添加槓鈴片進行調節,直到竹筏四個角的吃水線與之前標記的液麪重合;5.測量學生和槓鈴片的總質量M1以及籠子質量M2,那麼豬的質量就是:M豬=M1-M2;6.三次實驗測量取平均值,最後得出豬的質量。
學校的科學老師葉瓊琦説:“在之前徵集提交上來的方案中,很多同學都用到了‘曹衝稱象’的方法,正好學校有一個海模池場地可以落實這個方法。所以我們將這些方案進行了優化整合,並從校內報名的同學中篩選出14位同學,帶着這些同學用一個多星期的時間進行了方案制定和演練。”
在科學組老師的指導下,同學們獨自完成方案的撰寫、材料製作和活動的實施。大家利用課餘時間從回收站淘來塑料桶和木板,將它們洗乾淨並用來製作成竹筏。在科學老師金磊、顧梟傑的指導下,同學們分工合作,從量尺寸切割木板,到木板打螺絲釘,一步步完成。同學們還在竹筏的四個角上垂直裝上了刻度尺,以便直接獲得竹筏下沉的刻度。
在正式稱豬之前,學生和老師還進行了模擬實驗,在儘可能地減小誤差的基礎上,以確保方案的可行性以及稱豬數據的有效性。
在稱豬正式開始前,金磊老師有些擔心地説:“這個活動當中最大的變數就是豬的活動了,尤其是到了竹筏上之後,豬會在籠子裏到處走,這樣會影響我們的測量。”
一旁,小黑豬正歡快地吃着籠子裏撒的小玉米粒,元氣滿滿,似乎是準備大幹一次。
三次實驗得出結果“妮妮”體重為72kg吸取了前兩年趕豬的經驗,今年的家長志願者和學生提前將豬趕進籠子,同學們還給這隻可愛的小黑豬起了一個名字“妮妮”。
下午3點半一到,14位同學和老師就開始正式稱豬。幾名力氣大的男生和老師一起將籠子搬上竹筏。可是“妮妮”之前並沒有出過豬圈,更不要説是“水上漫步”了,“她”開始略顯緊張地在籠子裏來回走動,竹筏的四角也上下浮動。
還好同學們經過演練,已經預想到這種情況。同學們先將隔板橫放在籠子中,限制“妮妮”的行動範圍,再利用槓鈴片,將傾斜的竹筏逐漸配平。當綁在竹筏四個角的刻度尺的吃水線顯示基本一致時,一位女生大聲喊:“報數!”站在竹筏四角的四名觀察員依次蹲下仔細查看刻度尺,喊道:“1號位18釐米!2號位17釐米!3號位18釐米!4號位17釐米!”負責記錄的同學記錄下此時的刻度後,“妮妮”的任務就算完成了。
接着,同學們齊心協力將“妮妮”和籠子從竹筏上抬下,之前用來配平的槓鈴片則繼續被放在竹筏上配重。接着,一名女生坐上竹筏,其餘同學根據剛才的刻度在竹筏的四個角上添加槓鈴片。同學們仔細揣摩,不斷調整槓鈴片,經過耐心地反覆試驗,終於讓竹筏四個角的刻度維持在了和“妮妮”一樣的位置。
為保證測量結果的科學性,同學們又依次派2名女生上竹筏,繼續剛才的實驗步驟。三次實驗結束後,在觀察員報出“刻度1號位18釐米,2號位17釐米,3號位18釐米,4號位17釐米,與妮妮一樣!”的那一刻,現場響起了熱烈的掌聲。
數據記錄員姜俊祺同學拿着三次的數據開始進行計算,不一會兒,她就得出:女同學和槓鈴片總質量的平均值為132kg,根據等效替代的原理,豬和籠子的總質量即132kg。為了求證本次測量的精準性,同學們用磅秤稱出“妮妮” 和籠子的總質量為134.5kg。最後,同學們減去籠子的質量,得到“妮妮”的質量為72kg,與豬的實際質量74.5kg相差2.5kg。
為什麼會出現這樣的偏差?同學們也冷靜地進行了分析。808班楊博文同學説:“我分析,一是因為今天風比較大,水面比較波動,對我們讀吃水線的刻度產生了影響;二是我們最小的槓鈴片質量是2.5kg,無法調配比2.5kg質量更小的物體,所以產生了一定的誤差。”還有男生知道“妮妮”的體重後笑着説:“原來妮妮這麼輕,還沒有我重呢!”
負責這次活動的金磊老師説:“總體來説,我們對這個結果非常滿意,今天的實驗也非常成功。學生從書本走向了生活,將生活搬進課堂,在無形中把知識轉化為技能和素養。”
通訊員 錢佳芹
【來源:都市快報】
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