“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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