跨學(xué)科項(xiàng)目實(shí)踐

　　《制作桿秤》

　　新鄉(xiāng)市第十中學(xué)

　　物理組科學(xué)教育優(yōu)秀課例展評(píng)

　　《制作桿秤》課程是一門結(jié)合科學(xué)原理和實(shí)踐操作的綜合性教學(xué)活動(dòng)，旨在通過(guò)理論學(xué)習(xí)和動(dòng)手制作，讓學(xué)生深入理解杠桿原理及其應(yīng)用。課程通過(guò)制作桿秤的活動(dòng)，幫助學(xué)生理解杠桿的分類及其工作原理。桿秤的制作涉及到多學(xué)科知識(shí)，融合了物理、數(shù)學(xué)、歷史等學(xué)科的知識(shí)，有助于學(xué)生更好地理解理論知識(shí)在實(shí)際中的應(yīng)用，還能培養(yǎng)他們的綜合能力和創(chuàng)新思維。

　　通過(guò)本課程，學(xué)生不僅能了解桿秤的定義、應(yīng)用領(lǐng)域及基本原理，還能親自動(dòng)手制作桿秤，掌握其使用技巧。同時(shí)，課程還注重培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力、觀察能力和分析能力，提升他們對(duì)科學(xué)知識(shí)的應(yīng)用能力。

　　桿秤的跨學(xué)科整合涉及數(shù)學(xué)、物理、歷史等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的綜合性實(shí)踐。通過(guò)制作簡(jiǎn)易桿秤的項(xiàng)目實(shí)踐，學(xué)生可以實(shí)際操作并體驗(yàn)桿秤的原理，從而深入理解杠桿原理在生活中的應(yīng)用。在實(shí)踐活動(dòng)中，學(xué)生需要收集和分析數(shù)據(jù)，從數(shù)學(xué)的角度提煉出桿秤平衡中的數(shù)學(xué)關(guān)系，進(jìn)而構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)與物理的融合。桿秤作為我國(guó)傳統(tǒng)的度量工具，其歷史發(fā)展蘊(yùn)含豐富的文化內(nèi)涵，通過(guò)研究桿秤的歷史背景，學(xué)生可以了解傳統(tǒng)文化和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。

　　課程活動(dòng)實(shí)施過(guò)程

　　準(zhǔn)備材料

　　1.木質(zhì)秤桿：木材需經(jīng)過(guò)陰干處理，以減少水分含量，提高穩(wěn)定性和耐久性。也可以使用撈面長(zhǎng)筷子、粗細(xì)均勻的長(zhǎng)木棍

　　2.制作工具：包括鋸、刨子、電鉆、刻度尺、剪刀等制秤工具。

　　3.秤砣：石頭、螺母等重物，重量可根據(jù)需要調(diào)整。

　　4.秤盤：蛋糕紙盤、蓋子、小塑料筐等。

　　5.砝碼：用于校準(zhǔn)桿秤的準(zhǔn)確性。砝碼的質(zhì)量應(yīng)準(zhǔn)確無(wú)誤，以便在制作過(guò)程中調(diào)整秤砣的位置和質(zhì)量。

　　6.其他輔助材料：如線繩、等，用于系秤盤、秤砣和提紐。

　　制作步驟

　　1.設(shè)計(jì)刨制秤桿：根據(jù)需要稱量的質(zhì)量范圍，設(shè)計(jì)秤桿的長(zhǎng)度和厚度。一般來(lái)說(shuō)，秤桿越長(zhǎng)，能夠稱量的物體質(zhì)量越大。使用簡(jiǎn)單的手工工具（如刨子）將木料刨成圓滑的秤桿形狀。注意保持秤桿的直度和光滑度。

　　2.制作秤砣：繩子的一端固定在石頭或金屬螺母上，繩子另一端系成圓環(huán)狀，便于調(diào)節(jié)秤砣在秤桿上的位置。

　　3.制作秤盤：在圓形盤子或塑料小框邊緣均勻扎3個(gè)孔，每個(gè)小孔穿過(guò)細(xì)線，細(xì)線一端固定在小孔上，另一端固定在秤桿上在秤桿上，確保稱盤與秤桿連接牢固，不會(huì)在使用過(guò)程中脫落。

　　4.固定提紐：在秤桿上一端適當(dāng)?shù)奈恢?，用工具刀切割出兩個(gè)淺槽，一個(gè)用來(lái)系秤盤，另一個(gè)用來(lái)系提紐。固定秤盤的淺槽在最外側(cè)。

　　5.校準(zhǔn)刻度：

　　首先，需要準(zhǔn)備一組已知質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)砝碼，這些砝碼的質(zhì)量應(yīng)該是精確的，并且涵蓋桿秤的預(yù)期稱量范圍。

　　手拉提紐，不放任何被測(cè)物體，左右調(diào)節(jié)秤砣的位置，直到秤桿在水平位置保持平衡。這個(gè)時(shí)候，秤砣所在的位置即為0刻度線，用刀或筆在秤桿上做標(biāo)記，這個(gè)位置將作為后續(xù)校準(zhǔn)刻度的參考點(diǎn)。

　　接下來(lái)利用砝碼對(duì)桿秤標(biāo)刻度：拿一個(gè)5克的標(biāo)準(zhǔn)砝碼，把它放在稱盤里，移動(dòng)秤砣在秤桿上的的位置，直至秤桿再次在水平位置達(dá)到平衡狀態(tài)。這種情況下，秤砣所在的位置就是該砝碼對(duì)應(yīng)的刻度，在秤桿上標(biāo)記出這個(gè)位置，并在其旁邊寫上相應(yīng)的質(zhì)量值（即砝碼的質(zhì)量）。重復(fù)上述標(biāo)刻度的步驟，依次在稱盤里放入10克、15克等質(zhì)量間隔相等的砝碼，在秤桿上標(biāo)出對(duì)應(yīng)刻度也就是所測(cè)物體的質(zhì)量。使用不同質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)砝碼重復(fù)上述過(guò)程，直到覆蓋桿秤的所有預(yù)期稱量范圍。在相鄰刻度線間進(jìn)行五等分，以提高秤的精確度。

　　最后，檢查所有接線處是否牢固，確保秤的穩(wěn)定性和實(shí)用性。

　　桿秤作為中國(guó)傳統(tǒng)計(jì)量工具之一，其制作和應(yīng)用也體現(xiàn)了中國(guó)傳統(tǒng)文化的魅力。通過(guò)學(xué)習(xí)和制作桿秤，學(xué)生可以參與到這一非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的傳承中來(lái)，增強(qiáng)對(duì)中國(guó)傳統(tǒng)文化的認(rèn)同感和自豪感。

　　撰稿：李錚

　　編輯：徐微

　　審核：魏艷紅