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让知识成为综合素养、服务现实生活 丁兰实验中学学生运用平衡力称年猪
2022-01-19 15:41:00
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  中国教育在线浙江站讯 (记者 陈显婷 通讯员 钱佳芹)称年猪,是杭州市丁兰实验中学历年来的大型活动。2018年年初至今,每到期末年初,学校便会广发英雄帖,号召全校学生开动脑筋,利用奇思妙想,结合学科知识设计称猪方案。今年,已是第五个年头。

  之所以坚持将这项传统活动做下去,是因为丁兰实验中学倡导一件事——从书本走向生活,将生活搬进课堂,真正将知识转化为“生产力”。称年猪活动也因为趣味性和操作性都很强,深受师生的喜爱。

  特别值得一提的是今年的这套称猪方案。原来,经过同学们的集思广益,最终确定运用初中所学知识“平衡力和F=PS”称年猪。

  在科学老师金磊、顾枭杰的指导下,同学们独自完成方案的撰写、材料制作和活动的实施。利用课余时间,大家从回收站淘来轮胎和木板,洗净后制作了“称猪测量仪”。从量尺寸切割木板,到木板打孔,拧螺丝固定,同学们分工合作、亲力亲为,深深体会到了动手制作的乐趣。

  记者了解到,丁兰实验中学开设了“猪猪养成记”拓展实践课,在劳动课上,学生和老师都会动手给猪喂食,打扫猪圈。为了把猪养得更好,学校还安排了专门喂养猪的张师傅。他有时甚至会在凌晨3点钟去菜场给猪捡新鲜菜叶吃。在大家的精心照顾下,学校今年养的八头黑猪,个个膘肥滚圆。

  在称猪活动开始前,大伙儿本以为猪赶进笼会颇费一番力气。可没想到,大家异常顺利地便将其中一头黑猪“呼呼”赶进了笼子。

  在正式称猪之前,同学们还进行过模拟实验,在尽可能地减小误差的基础上,以确保方案的可行性以及称猪数据的有效性。根据压强公式F=PS,可以算出轮胎给笼子的力,然后根据受力分析可得,三个轮胎给笼子的力之和等于笼子加猪的重力。

  称猪开始,第一步,同学们测量出压强。拼木板,接气压表,同学们先将三块垫有轮胎的木板拼合在一起,并用打气筒进行打气,使三个轮胎的高度一致,记下此时轮胎内气压分别为20KPa、16.3KPa和17KPa,并记录木板至地面的初始高度。

  随后,同学们齐心协力将带有黑猪“呼呼”的笼子抬至木板上,轮胎在受力的作用下发生了形变,开始变扁。这时,大家用打气筒向轮胎内打气,并反复调节气压,直至每块木板的高度与初始高度相同。记录数据的同学读出此时轮胎内的气压,分别为14.3KPa、11KPa和12.3KPa。

  第二步,同学们取其中一个轮胎放置在一块透明玻璃板下方,使玻璃板离地高度与初始高度相同,并用圆环面积法测出受力面积S为0.2m3。

  最后,同学们通过计算公式,减去笼子的质量60kg(往年已测量出),最终算出黑猪“呼呼”的质量为213kg。针对称猪的误差,同学们进行了分析:一是气压表未接好,导致测量值偏小;二是在圆面积测量时,印迹不清楚,理论上应测量三个轮胎的接触面积,而非一个(由于形变量一致,所以只测量一个);三是黑猪在笼子内左摇右摆,没有稳定下来,这对实验也有一定的影响。

  这样有趣的实践操作活动对学习有什么帮助?804班应悠乐同学表示,称年猪活动,是真正让大家把所学的知识应用到解决实际问题当中,也让他们体会到了真实和想象的差距,“我们通过不断尝试,修改称量方案,这也让我们也更加感受到了科学探究的魅力和科学家们的不易。”

  其实,这样的实践活动实质上是将知识转化为综合素养。在实施称猪方案的过程中,学生们不断地尝试,老师们则尽可能地配合学生的活动,最终让方案切实可行。在整个过程中,学生始终占主导地位,感受到了解决问题的乐趣,这给他们带来了全新的学习体验。

  据介绍,2017年,丁兰实验中学在校园内建造了一个小型生态牧场,并养起了小黑猪,小型生态牧场是学校生态系统链接中的重要一环。为了低碳环保,称猪活动中所用到的材料都是废旧品回收再利用。另外,杀年猪后,师生也会进行义卖,所得善款都会捐给偏远贫困地区的学校。

(责任编辑 余新花 赵洪河)

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