连续多年，杭州一中学用不同科学原理给“二师兄”称重
今年再次脑洞大开
改良“马德堡半球”实验来挑战
昨天上午，杭州市丁兰实验中学的学生们迎来了本学期休业式前的最后一项挑战，为学校饲养的黑猪称体重。
不用秤这样的传统方式，挑战“二师兄”称重，这是该校传统的项目化学习课程。自2017年学校建造小型生态牧场以来，这项课程已经陪伴了同学们多年。
每年，该校师生都会齐心协力“大开脑洞”，运用不同的科学原理来给猪称重。
今年，一个新创意又诞生了——大家打算改良“马德堡半球”实验，来完成挑战。
提前十天，反复彩排
“马德堡半球”是八年级上学期科学课本涉及到的知识点：当马德堡半球内的空气抽出后，球外的大气压会将两个半球紧紧压在一起。
1654年，德国马德堡市市长格里克在马德堡市公开表演了这个著名的实验。他将两个直径为30多厘米的空心铜半球紧贴在一起，用抽气机抽出球内的空气，然后让马向相反的方向拉两个半球。直到两边的马各增加到8匹时，才把半球拉开。马德堡半球实验有力地证实了大气会产生很大的压强。
怎么用这个原理，测量出“二师兄”的体重？
大家前期设想的步骤其实并不复杂：准备一个真空的马德堡半球，将猪笼与半球相连。等猪笼悬空后，往球内充气，并等待球被拉开的时刻。
在这个过程中，同学们需要计算出半球的横截面积S，并在实验中测出半球被拉开的瞬间，内外的压力差，最后根据公式M猪=[（P外-P内）*S-G笼子]/g，计算出猪的质量。
在称猪活动正式开始的10天前，大家就开始做准备了。
在老师金磊、顾枭杰、鲁鑫杰的指导下，同学们完成了称重装置钢架的搭建，并提前测量出笼子的质量为60kg。
为了更好地完成称猪挑战，同学们反复“彩排”，进行多次模拟实验，在尽可能地减小误差的基础上，确保方案的可行性及称猪数据的有效性。
赶与称，各有挑战
昨天上午9点多，“赶猪小队”的队员们穿上了学校准备的防水服，向着“二师兄”的住所出发。
每年的“赶猪”环节都充满了欢乐和挑战。
八年级的刘念是第二次参与称猪项目，他告诉记者：“今年的猪，特别难赶。”
“去年的黑猪个头小，我们拿着蔬菜叶子引诱，半推半抱就能把小黑猪赶进笼子。而今年的黑猪不仅个头大，还非常不配合，惹急了还会用嘴拱人。”刘念和小伙伴们发现，试了去年的几个方法都派不上用场。
经过几番波折，“赶猪小队”好不容易将黑猪赶到了笼子口。眼看着黑猪就要进笼，它却突然趴下，一动不动，一脸“奈我何”的表情。
同学们采用了顺毛安抚、食物引诱、模拟猪叫等方式，都收效甚微。眼看“文”的不行，那就只好来“武”的。大家找来长绳，在黑猪的前胸套了个结，几人合力终于把黑猪拉进了笼子，一路护送到了学校的体育馆。
与此同时，等待在体育馆里的称猪小队，则在数学老师鲁鑫杰的指导下，根据本学期所学的尺规作图的方式，计算出了马德堡半球的内径为12.3cm，又通过公式S=πr2算出了半球的横截面积S。
在“主角”黑猪到位后，同学们用抽气机将半球抽成真空，并将马德堡半球与装猪的猪笼连接。
紧接着，一位同学拧开开关充气，并停顿几秒钟等待系统稳定，记录气压表的读数，随着放气的进行，半球内的气压逐渐增大。
“砰”一声巨响，马德堡半球被拉开了！这时候，气压表的读数就是半球刚好被拉开时的内外气压差。
多次实验取平均值后，同学们测出黑猪的质量为165.3千克，这与直接称出的黑猪质量154.5千克非常接近。
比起测算结果，过程更重要
称猪小队的主力、811班的张鉴荣同学说，称猪活动让大家尝试用课本所学知识来解决实际问题，通过不断的尝试，修改称量方案，更感受到了科学探究的魅力和科学家们的不易。另外一位队员张袁希同学表示，这次“挑战二师兄”活动让大家感慨不已，没想到课本高大上的理论可以这么接地气，原来枯燥乏味的公式可以这么有趣，课本知识应用到实际生活中后，变得通俗易懂了。
记者了解到，其实每年，“称重”测算的结果或多或少都会有些偏差，但比起数值，更重要的是大家“大开脑洞”并付诸实践的过程。
杭州市丁兰实验中学校长吴轶玲表示，学校非常重视学生综合素质的培养。今年，引导同学利用多门学科的知识自主探究解决称猪难题，“同学们十分给力，利用科学、数学等跨学科知识，顺利完成年猪重量的测量与计算。整个称猪活动实操强、趣味足，让学习变得生动具象，不仅极大地增强了同学们的学习兴趣，提高劳动技能，还帮助孩子们深度理解抽象的公式原理，在无形中高效、自主地掌握知识。”