只因少了六只脚
萧山区临浦三小 张永法
“萧山区第二届小学生科技制作——做框架测载重”评比会,12月16号在萧山区教师进修学校进行,我带着我们临浦三小的两位选手兴匆匆赶到那里,当时我们的小选手还是信心十足的,毕竟我们已经经过了较长时间的训练,对自己在训练时的成绩还是感到满意的,已经能够承载20斤的杠铃片,外加100多本科学书的重量了。
经过半个小时的耐心等待,我们终于可以看到自己的选手是如何应战的了。场内学生在紧张地测重,场外的老师比学生更显得局促不安,场内场外人头颤动,好不热闹呀。经过一番较量,我们的选手还是落败了,心中感到十分惋惜,也使我深深感觉到“强中自有强中手”,但心中犹有不甘。我一直在思考,为什么他们的承重能力会这样强呢?我好想静下心来研究一下。
在我刚接受学校安排的这一任务时,还以为那还不是很简单的事,用皮筋将小棒扎成正方体不就得了,只要用另外的六根小棒多绑扎几个三角形就能将框架扎得很牢固了。因为我不在执教六年级科学,不允许我在班内大面积筛选,只能临时挑选几个精兵强将,先分成几个组进行对决。开始时,他们用线进行捆扎,虽然形状还可以,但捆扎的速度太慢了。后来改用皮筋后,速度虽然加快了,但更大的麻烦又来了,看着桌面上他们完工后的一个个框架,我觉得很不如意:四只脚高低不平,结构松松垮垮,不压重物都自身难保,更不用说要在它上面承重了。我决定寻找其中的原因,亲自绑扎了好几次,这才知道“说说容易做做难”这句话的真谛。由于皮筋的弹力作用,使小棒受到很大的扭转力矩,刚扎好成形的正方形,我一放手就扭曲成一团,并且四根小棒捆扎时如果两端上下错位时,这种力矩作用越明显。为了防止这种力矩作用的破坏,唯有在其内部再绑上两根交叉的斜杠,这才将它固定下来。我马上将自己的心得手把手传授给了他们。后来他们的框架结构总算有点像样了,已经能够承受五六十本书的重量了。在这期间,我不断地将网上公布的其他学校的信息传递给他们,使他们能取长补短,终于有了很大的长进,我也心中感到暗喜。
今天我们的虽然并不是很差,也承受了17.86千克的重物,没想到,我们比别人的成绩竟然相差了那么多,第一名的义桥实验小学承重竟然达到了51.58千克,还有宁围一小有奇特造型的特别奖,承重能力更大(60.58千克),真不敢想象,好想亲眼看一看他们的结构。没过几天,网站上终于挂出了义桥实验学校的作品,我仔细地研究了一番,觉得这样的结构竟然跟我们所设计的造型一模一样,我好生纳闷,为什么一样的绑扎方法结果会有如此大的相差呢?我再仔细一看,终于看出了一些端倪,原来他们的框架比我们的框架多了六只脚,他们的框架的每一根斜杠的下端都落地了,与四根直立的立柱共同支撑起框架的重量,这样就有原来的四只脚承受的分量转变为十只脚来分担,当然框架就不容易垮了,因为承重面积增大了,压强就自然减小了。后来,我让这几个选手再次尝试后,果然效果很明显。
那么,宁围一小的框架为什么能承受更多的压力呢?他们的结构又奇特在哪里呢?我也好想观摩一下。终于在几天后,宁围一小的老师也很慷慨地将他们的杰作展示在网上了,真让我大饱眼福,叹为观止,他们竟能打破常规,另辟蹊径,想出了别人没有想到的框架结构,可见他们的思维是多么广阔,这种发散性思维正是我们科学教学中刻意要培养的学生的科学素养,因为只有具有这种思维品质的人才是最有创举可能性的人。他们设计了“首足相连”、“六面玲珑”和“心心相连”三种结构,在平时的训练中,“首足相连”框架最大承重还创造了压100千克杠铃片(学校里所有的杠铃片)不倒的记录,简直让人感到不可思议,但事实摆在眼前,不由你不相信。我经过仔细观察比较,发现框架结构中对框架承重能力的影响,增粗立柱的功效最大,因为直立能撑千斤的缘故;增加斜杠的功效其次,因为它能分担一部分向下的压力;横杆的功效最弱,它只对防止框架走形起到一定的帮助作用,没有能很好地起到分担承受重物压力的作用。
这次比赛虽然我们失利了,只得了个三等奖,但对我来说,收获不小,更让我认识到“人上有人,天外有天”这句话。这次比赛中的框架,我们比别人少了六只脚,但我们的学识和能力与别人的差距远不止这一些,我相信这更会促使我们更好地进行科学的探究活动,因为科学探究是无止境的。