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中国教育在线浙江站讯 （记者 占尘雪 陈显婷 通讯员 黄枫）1月30日一早，杭州市丁兰实验中学的校园里蛮热闹的。原来师生们又迎来了一年一度的特别挑战——“挑战二师兄”，即为校园牧场里的黑猪称重。“这个黑猪蛮重的，把它从圈里弄出来也费了好大劲，二师兄可以说是‘龙重登场’。”一个八年级的男同学笑着跟记者说。
据介绍，这项给二师兄称重的挑战已经进行了第7年。以往，师生们曾运用模拟天平、沙坑测猪压强、阿基米德原理、胡克定律、杠杆原理等方法为黑猪称重，都得到了比较好的效果。
今年，师生决定把课本知识搬到现实生活中——利用八年级第一学期所学的大气压强相关知识，使用马德堡半球实验为黑猪称重。
运用跨学科知识 成功为“二师兄”称重
实验正式开始前，七年级和八年级的同学们轮番体验马德堡半球实验。与课堂小实验中所用的实验用具不同，本次实验所用的马德堡半球以及抽气仪器更为专业，两半球几乎抽成了真空，因此拉开两半球所需的力道更大。
记者在现场看到，二十余位同学齐力拉绳，两半球也是纹丝不动，感受过大气压强的神奇，同学们对挑战更是充满了自信。
在师生齐力“护送”下，本次挑战的主角之一，丁兰实验中学的重量级明星“二师兄”来到了体育馆。
只见几位同学将笼子的四个角绑上安全绳，用连接着压力测试仪、抽气泵和铁链的马德堡半球将装着“二师兄”的大铁笼一点点升起，直至铁笼完全悬空。
随后，最关键、最难的一步来了——充气这一操作，由八年级张鉴荣同学操作。他手握仪器小心翼翼，全场观众也不禁屏息等待。随着“砰”的一声，两半球脱开，负责记录数据的同学迅速上前确认并记录。
为保证实验数据的准确性，这样的实验步骤连续进行了三次，最终采用三次实验结果的平均值。
“两半球脱开时气压表的读数便是半球的内外气压差。”负责记录数据和计算的刘念、张袁希和胡钰琳介绍，计算“二师兄”体重所需的实验数据主要有马德堡半球的横截面积（测量马德堡半球的半径）、球内外的气压差，计算公式为M猪=[（P外-P内）*S-G笼子 ]/g。
最终，同学们测出黑猪的质量为165.3kg，与黑猪的实际质量（154.5kg）非常接近。张鉴荣表示，今天是阴雨天，所以球外的大气压值会有一些误差，但总体来说实验算是成功了。
师生合作完成挑战 成功内化课本知识
本次挑战称重二师兄的过程中，同学们巧妙地运用了数学、科学等跨学科知识，大家需要运用数学知识S=兀r?算出马德堡半球的横截面面积S，进而一步步计算出黑猪的质量。
记者了解到，此前，在数学老师鲁鑫杰的指导下，同学们已经根据本学期所学的尺规作图的方式，通过蘸水法获得内圆上的三点，画出圆心，计算获得了马德堡半球的内径为12.3cm，并算出了它的横截面积。
八年级科学老师金磊是本次实验的主要指导老师，据他介绍，本次实验的成功依托于师生的群策群力，同学们有的负责建言献策、购买工具、测试实验用具，有的负责实验操作、数据记录与计算，“实验的主要参与者都是动手能力强、热爱科学，并为这次活动有许多想法的学生，实验的每一步都由学生自己设计并参与。”
“当得知能将课本知识运用到现实生活当中时，我觉得这项挑战很有意思，原本相对生硬的知识经过实验与实践一下就变得生动和易懂了。”张鉴荣说。
杭州市丁兰实验中学副校长钱佳芹表示，“挑战二师兄”系列精品项目对丁中学生来说是一种独有的仪式感，每年这项挑战到来时，同学们就像拆惊喜“盲盒”一样。“每年采用的实验方法都不相同，但出发点都是希望学生能从生活情境中出发，学会运用所学知识去解决实际问题。”
《义务教育课程方案（2022年版）》中提出，义务教育课程要加强课程内容与学生经验、社会生活的联系，注重培养学生在真实情境中运用知识解决问题的能力，开展跨学科主题学习，注重培养学生在真实情境中综合运用知识解决问题的能力。
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，我们引导同学们利用多门学科知识自主探究，解决称猪‘难题’。整个称猪过程实操性强、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，还能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。”吴轶玲说。
据悉，本次“挑战二师兄”活动现场，除了主要参与的八年级学生外，还有49位来自丁兰实验学校和丁兰二小的六年级学生，他们身临其境，感受了一把用所学知识完成“称猪”挑战。“我听说过这个挑战 ，今天亲眼看到很震撼。有时候觉得知识的学习浮于表面，这次活动让我知道，原来知识真的是为了解决实际问题而学习的，”一个六年级学生说。
另外，听说明年“挑战二师兄”的具体知识和方法已基本确定，但是科学老师金磊卖了个关子，想为下一年留点悬念，我们拭目以待。
(责任编辑 吴文建 赵洪河)
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