上遊新聞·重慶晚報慢新聞記者 王渝鳳 攝影報導
這些年,隨著電子秤的普及,桿秤逐漸淡出了人們的視野。這小小的一桿桿秤,不僅是中國傳承了幾千年的傳統手工工藝,還蘊藏著豐富精巧的工藝技藝……上網課期間,重慶南渝中學給學生們布置了一道有趣的手工作業——製作一個桿秤。本周,重慶南渝中學舉辦了「南渝中學初2021級自製桿秤精度大賽」,比賽現場,孩子們通過反覆測試,用自製的桿秤稱量質量未知的物品,並與高精度電子秤所秤結果進行對比,檢驗自製桿秤的準確度。
南渝中學初二年級物理備課組組長劉安剛老師告訴記者,假期讓學生製作了浮沉子,如今又來比評自製的桿秤,目的是要讓這群00後的孩子們知道,桿秤是怎麼製作出來的?為什麼這樣的技術可以傳承數千年?
物理老師展示學生們的作品
一部名為《陝西說》的紀錄片
萌發了讓學生自製桿秤的想法
進入初二,了解度量衡,成為物理學科一個重要的知識點。南渝中學物理組的老師們給孩子們推薦了一部名為《陝西說》的紀錄片,紀錄片裡流傳於戶縣秦鎮的楊氏木桿秤,給這個小鎮烙上了歷史的印記。楊家的技術,源於祖輩。自清朝光緒年間就以造秤為生,至今已是第五代。
第五代的傳承人叫楊衛斌,隨著新的計量工具的出現,木桿秤逐漸退出了市場,經營和傳承舉步維艱。到底是該放棄還是堅守?楊衛斌在時代的選擇中,艱難的堅持著。他的秤星花清晰,桿秤足稱,用他父親的話來說,這是在做良心事兒。
老師們將這部紀錄片推薦給學生看,沒想到從家長那裡反饋回來的消息很不錯。「家裡現在都沒桿秤了,要是孩子們可以動手製作最好了。我們小時候都用筷子製作過桿秤的。」說起動手,家長和學生的興趣都很高。
這部拍攝於2019年簡短的紀錄片讓劉安剛老師感觸很深,而恰好線上學習的內容中有桿秤原理的重要知識——槓桿的平衡條件,所以萌發了讓學生自製桿秤的想法。
考慮到當時疫情不能到校,劉老師將這份作業交給全年級的孩子們,並要求大家在4月22日之前,將自己在家裡製作桿秤的照片、視頻和記錄表格,上傳到指定郵箱。
學生稱重的過程中老師提問
幾次失敗到最後終於成功
他的桿秤與電子秤稱重一致
在收到的學生記錄表中,初二五班一位名叫劉霄陽的學生的記錄表真實還原了他幾次失敗到最後成功的製作歷程。
他的製作原材料並不複雜:塑料杆、塑料小圓盤、細繩、熱熔膠槍、電子秤、電烙鐵、砝碼、回形針、剪刀、記號筆。
劉霄陽告訴記者,他用一根勻稱且表面平滑的硬塑料杆作為秤桿,用塑料圓盤做秤盤,圓盤上間隔120°用電烙鐵打三個孔,將三條一樣長的細繩一頭系在秤盤的小孔上,另一頭打結後系在秤桿最左端。
接下來,用小砝碼做秤砣,系上一根線,掛在秤桿右端。最後,將提繩固定好後,整個稱就算做好了。
製作刻度是整個制秤過程中最難的。為了提高精準度,劉霄陽說,失敗了很多次後他決定,在秤盤下用熱熔膠槍粘上硬幣以保持平衡。他表示,若不增加硬幣,桿秤左端過輕,而如果想在不加硬幣的情況下保持平衡,就必須使桿秤左端力臂變長,這樣必然會使支點向右移動,使秤砣所在邊的力臂縮短。如果想恢復到加硬幣時的最大稱量值,所需的秤砣重量也會隨之增加,再加上標註刻度的秤桿長度縮水,就只能標得更密或者標得更少,辨識讀數的難度增加,相對地降低了精確度。
在精度大賽上,劉霄陽的桿秤也通過稱籤字筆、迷你訂書機、便籤紙和一枚雞蛋後,與電子秤稱重一致,而受到同學們的歡迎。
學生用自製的桿秤稱量質量未知的物品
稱重誤差大一直沒找到原因
原來是忽略了桿秤本身的重量
不過,在製作桿秤的過程中,絕大多數人都不是一帆風順的。
初二四班的徐鳳儀製作的稱就出現了比較大的誤差,但倒騰了半天,始終沒有找到誤差產生的根本原因。於是,通過把視頻發給物理老師王老師,最終才尋找到了答案。
王老師告訴記者,由於學生沒有考慮槓桿本身的重量,導致誤差增大。此外,秤砣太輕,也導致量程太小,一旦量程過小,測量誤差就會增加。因此可以考慮適當擴大量程、減小桿秤自重來提升精度和準確度。
記者注意到,在比賽現場,為了精確地衡量每一桿秤的準度,老師提供的可稱物都是一樣的,包括籤字筆、砝碼等。而學生製作桿秤的秤桿以筷子為主,不少同學用木棍、小竹竿等製作,秤砣的材料包括螺絲、藥瓶、小鉛錘、高壓鍋的限壓閥等等,製作的材料雖然千差萬別,但稱重的範兒是一溜煙的整整齊齊。
學生用自製的桿秤稱量質量未知的物品
之所以讓學生動手做桿秤
更希望他們在動手中去多思考
《陝西說》紀錄片的開頭,是這樣寫的:天地之間有桿秤,道德良心是標尺。自古以來,公平是人類追求的目標。
對於物理這門理科學科來說,很多人固有的思想是學物理就不能文藝範兒,劉安剛老師說,這一認識是錯誤的。
古人,早就利用他們所知道的物理知識,幫我們解決了生活中的很多問題,比如桿秤就是最偉大的發明之一。
之所以讓學生動手做桿秤,一來是為了提高學生的動手能力,除此之外更希望他們在動手中去多思考。「比如,為什麼桿秤的秤桿不是圓柱形而是一頭粗一頭細?為什麼每個刻度之間的距離都不相同?」劉安剛老師說,通過系統的思考發現,學生動手製作的結果確實不錯。
初二五班劉霄陽的總結這樣寫到:桿秤平衡後的零刻度確認是關鍵,後面的刻度要同時用已知重量的物體來確認刻度,梯度越小桿秤越精確,不然會受到秤桿自身重力的影響。秤桿的重力以及秤盤的重力和所對應的力臂的長度會影響精度,所以秤桿最好是做成一頭粗一頭細,這樣會減少秤桿自身重力造成的誤差。
「做好生活中的秤,未來自己心中做任何事情,才會有一桿稱得準的秤。」劉老師說。