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史上最快 杭州一群初中生运用“液体压强”知识完成“称猪”挑战
2025-01-20 10:09:00
中国教育在线浙江站

  中国教育在线浙江站讯 (记者 陈显婷 通讯员 胡伟)每到期末年初,杭州市丁兰实验中学都会开展大型项目化学习活动——挑战二师兄。从2018年年初至今,该项目已经持续开展了八年。在向全校学生发起号召时,同学们都会结合学科知识,设计出各式各样“脑洞大开”的称猪方案,不断创新。

  今年,同学们使用“液体压强”的方法来测量黑猪的质量,这一次,大家最直接的感受就是“太快了”“超顺利”。

  “硬控”30分钟,史上最快完成挑战

  在项目负责老师金磊、顾枭杰的指导下,同学们顺利设计完成了称重装置——水囊称量仪。为确保方案的可行性以及称猪数据的有效性,在挑战活动开始之前,同学们进行了模拟称猪彩排,经过多次模拟实验,不断总结经验,实时调整、完善方案。比如,原本水囊中装的是清水,在模拟实验过程中同学们发现,清水过于透明,在记录水柱的变化时不明显。经过思考,大家决定在水囊的清水中加上些许红墨水,突出了视觉效果,方便记录。

  “太快了!”“超顺利!”整个挑战活动仅用了半小时便完成了。在同学们看来,这算是“意料之中的速度”。就往年而言,同学们需要花费很长时间,才能将黑猪赶进笼子,但今年无论是彩排还是正式挑战,黑猪都显得比较配合,这为整个活动大大缩减了时间。911班张袁希同学说,去年他也参加了挑战二师兄活动,赶黑猪就花了近1个小时,“今年十几分钟完成了赶猪,加上采用'液体压强'的方法,测量的操作流程简洁,用公式算起来也很快。”

  在挑战二师兄过程中,同学们先是提前测出水囊称量仪的上表面积S,然后将猪笼放到水囊称量仪上并标记此时液面高度h1。接着,在老师的帮助下,同学们齐心协力将带有笼子的黑猪放置上去,记录员同学标记此时液面高度h2。随后,根据液力压强的相关原理公式进行推导:G猪/S=ρ水g(h2-h1),M猪g=ρ水g(h2-h1)s,M猪=ρ水(h2-h1)s。

  通过两次反复测量求平均值,同学最终算得黑猪的质量为134.75公斤,而实际用秤称出来的黑猪重量为133公斤,误差值仅1.75公斤。这让同学们直呼“太有成就感啦”。谈到本次的误差来源,本次项目的数据记录员、712班姜雨彤同学说,水囊在受力的情况下会有些许形变,面积就会有变化,还有就是猪在笼子里会动,或是缩在笼子的一角,这样会导致液柱有些晃动,从而会影响数据。

  速度VS温度,生活课堂寓教于乐

  在办学过程中,丁兰实验中学高度重视学生综合素质的培养,致力于做有力量、有温度的教育,同学们本次快速且顺利地完成挑战的背后,不仅仅是师生扎实的学识与强大的应变能力,也反映出了学校的教育温度。

  挑战二师兄活动将生活场景转变为“课堂”,引导同学利用多门学科的知识自主探究,解决称猪“难题”,并通过这样一种有趣有意义的实践活动,让同学们将学科知识内化于心、外化于行。

  707班邹宁禹同学说,液体压强是八年级的科学内容,此前金老师特意讲解了相关公式原理,但他并没有理解,称完猪之后就完全懂了。“黑猪、水囊、水位......很多参数一下子就鲜活起来了,这些具象的事物让原本抽象的公式变得非常生动形象。”

  丁兰实验中学校长钱佳芹表示,学校不是局限于一门课程的学习,而是立足于跨学科的体验式、项目式的实践教学。2017年,学校发起“挑战二师兄”项目,如今,每个备课组都至少设计了2个项目的优化和迭代,“在这八年实践育人方式的变革过程中,教师聚焦学科实践,不断探索新的学教方式,以提升学生的学习品质和核心素养。”

  谈及活动的意义时,吴轶玲书记补充表示,“挑战二师兄”项目长期以来都是学校项目化学习中的明星项目之一,同学们面对真实的情境任务,思考如何将学科知识运用到实践中,把所学知识和实际生活紧密相连。“这极大地激发了学生的兴趣,让他们对知识的理解更加透彻,显著提升了学生的学科兴趣与学习动力,同时,学生的综合素养也在实践中得到了充分锻炼。”

  吴书记还提到,明年学校将继续创新称猪方法,诚邀有创意、有想法的同学积极分享“金点子”。

(责任编辑 余新花 陈显婷)

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