摘要: 原標(biāo)題:三二一發(fā)射!這群縣城小學(xué)生竟用塑料瓶造火箭獲贊無(wú)數(shù) 三、二、一,發(fā)射! 眼前是7個(gè)飲料瓶做成的三級(jí)水火箭,高1米7,重約1公斤。閥門打開
原標(biāo)題:三二一發(fā)射!這群縣城小學(xué)生竟用塑料瓶造火箭獲贊無(wú)數(shù)
“三、二、一,發(fā)射!”
眼前是7個(gè)飲料瓶做成的三級(jí)水火箭,高1米7,重約1公斤。閥門打開,水火箭的尾部高速噴出高壓氣和水,在天空中劃出一道水波線。幾秒鐘的時(shí)間,火箭就歷經(jīng)了兩次分離,最終直沖上180米的高空。
這一幕發(fā)生在浙江安吉縣藍(lán)潤(rùn)天使外國(guó)語(yǔ)實(shí)驗(yàn)學(xué)校小學(xué)部的操場(chǎng)上,也出現(xiàn)在水火箭總設(shè)計(jì)者、科學(xué)老師王印的短視頻里?,F(xiàn)實(shí)中,前后共有80多名小學(xué)生參與了火箭的制作和發(fā)射,現(xiàn)場(chǎng)時(shí)常發(fā)出陣陣歡呼。在抖音上,這些平凡材料承載著的航天夢(mèng)想,在“科學(xué)老師王印”的賬號(hào)下,則收獲了五湖四海的網(wǎng)友近200萬(wàn)次贊。
王印用短視頻記錄水火箭發(fā)射
飲料瓶、塑料片、木塊
最終制成1米多高的水火箭
做水火箭緣起藍(lán)潤(rùn)小學(xué)某學(xué)期的主題活動(dòng)——“太空探索和人類文明”。
作為一年級(jí)至四年級(jí)的科學(xué)老師及四年級(jí)的班主任,王印琢磨可以帶孩子深入這個(gè)領(lǐng)域。他自小熱愛手工,學(xué)過(guò)機(jī)械專業(yè),就利用周末反復(fù)研究,用身邊的材料自制可發(fā)射的水火箭。
按照王印的說(shuō)法,水火箭的原理其實(shí)跟真正的火箭一致。艙體主要由飲料瓶銜接而成,把水注入“動(dòng)力艙”,加入高壓,在反沖力的作用下,“水火箭”就能快速升空。
他研究后得出結(jié)論,廢棄的飲料瓶可以制成動(dòng)力艙、箭體、箭頭、尾翼、降落傘。此外還需要很多零配件,比如要用空心螺絲把飲料瓶串起來(lái),用PVC塑料片制成水火箭的尾翼,還有橡膠的或是塑料的連接管,保證水火箭不漏氣、脫開。計(jì)算下來(lái),一個(gè)水火箭的成本僅僅是50元錢。
任何的一個(gè)制作環(huán)節(jié)出問(wèn)題,就會(huì)導(dǎo)致水火箭發(fā)射失敗,況且普通的材料要實(shí)現(xiàn)精密并不容易。最難的是要在瓶底正中心打孔,王印使用的是最普通的可樂塑料瓶,但飲料瓶底部凸起,不平也不圓,很容易打不正孔,造成火箭的動(dòng)力點(diǎn)和重心不在一條線上,發(fā)射后容易偏離軌道。
為解決這個(gè)問(wèn)題,王印又設(shè)計(jì)了輔助工具,先在凸起處靠中心的位置手動(dòng)瞄點(diǎn),用電烙鐵烙個(gè)小孔,再用不同粗細(xì)的鉆頭逐漸將小孔擴(kuò)大。后來(lái),他還專門開發(fā)了打孔器,只要幾秒鐘就可以打一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的中心孔。
他和另外一位科學(xué)老師,利用周末,花了一天做出了初版的一級(jí)水火箭。完工時(shí)已是傍晚,下著小雨,他們興沖沖地跑去操場(chǎng)發(fā)射。水火箭沒飛幾米,傘就打開了,兩人只好加班加點(diǎn)改造新版本。下一個(gè)周末,下午陽(yáng)光正好,他們又拿著成品跑到操場(chǎng),叫來(lái)附近打籃球的學(xué)生一起幫忙發(fā)射。這一次,起飛筆直,按時(shí)開傘,但密封性不夠,火箭落地后無(wú)法再次使用。
他們前前后后做了四個(gè)版本,反復(fù)打磨結(jié)構(gòu),最終在學(xué)校的一場(chǎng)運(yùn)動(dòng)會(huì)上發(fā)射成功,收獲孩子們的尖叫。
水火箭準(zhǔn)備發(fā)射時(shí)圍觀的孩子們
80多名小學(xué)生,實(shí)驗(yàn)60多次
在200多米長(zhǎng)的操場(chǎng)上圓航天夢(mèng)
有了成品,王印將制作水火箭編成了選修課,沒想到意外火爆。
他一共收到了80多名小學(xué)生的報(bào)名。王印本打算招一個(gè)班,結(jié)果報(bào)了四個(gè)班的人數(shù)。制作水火箭的報(bào)名門檻是三年級(jí)以上,也有不少一二年級(jí)的孩子找到他說(shuō)想學(xué),王印不想挫傷孩子們的熱情,他先評(píng)估學(xué)生的動(dòng)手能力,適當(dāng)放寬入門的標(biāo)準(zhǔn),分成四個(gè)班開課。
每一位孩子都可以從零開始,做一支屬于自己的水火箭。最基礎(chǔ)的一級(jí)水火箭居多,成品高一米二左右。歷經(jīng)十幾節(jié)課,大約一學(xué)期的時(shí)間便可完成,孩子們還可以隨著王印一起參與多次發(fā)射。
在每周一節(jié)的科學(xué)課上,他和學(xué)生們一點(diǎn)一點(diǎn)地推進(jìn)制作。手工嫻熟的部分孩子,則可以參與到更為復(fù)雜的二級(jí)、三級(jí)水火箭制作中來(lái)。他們也嘗試制作助推火箭,這種火箭除分級(jí)外,兩邊還有兩個(gè)助推器,與真實(shí)的火箭更為接近,他們需要設(shè)計(jì)一個(gè)降落傘艙,在火箭分離的同時(shí)將助推火箭的降落傘打開。
王印帶孩子們制作水火箭
依舊沒有現(xiàn)成的教程,王印和其他老師一起研究,還邀請(qǐng)孩子們出謀劃策。這是一場(chǎng)沒有固定答案的探索,需要大家共同想辦法。有孩子提出可以嘗試用拉鏈結(jié)構(gòu),有人建議借鑒發(fā)條原理,還有位小男孩說(shuō)可以借助一級(jí)火箭的分離拉落助推器的傘帽,無(wú)需增加額外的結(jié)構(gòu),還能保證水火箭的重量不再增加。
王印記得,提出建議的小男孩當(dāng)時(shí)五年級(jí),有一點(diǎn)口吃,說(shuō)起話來(lái)磕磕絆絆的,但他每次在手工課上發(fā)言頭頭是道,能感覺到想法總在源源不斷地涌出。他對(duì)航天興趣濃厚,夢(mèng)想著成為一名機(jī)長(zhǎng)。
三級(jí)水火箭與一、二級(jí)相比,在瓶子的連接方式、開傘方式、尾翼部分和分離裝置都有升級(jí)。一級(jí)水火箭無(wú)法在空中完成分離,二級(jí)水火箭能完成一次分離,而三級(jí)水火箭能分離兩次。重量更小、速度更強(qiáng),飛行高度也能達(dá)到180米,制作也更為復(fù)雜。
每一次做好成品,王印都把發(fā)射交由孩子們來(lái)完成。這些小學(xué)生給塑料瓶裝水、打氣,王印在后面提供指導(dǎo)。
王印的抖音短視頻里,記錄著他們經(jīng)歷過(guò)的不少失敗,這些火箭有的飛不高,有的飛歪了,有的過(guò)早分離或分離不了,還有的不開傘,或是直接掉下來(lái)摔壞了。發(fā)射有時(shí)在白天,有時(shí)天已黑了下來(lái),地點(diǎn)大多選在學(xué)校的操場(chǎng)上,操場(chǎng)僅有二三百米長(zhǎng),不足標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)場(chǎng)大小,好幾次實(shí)驗(yàn),水火箭都飛出了學(xué)校。
1年零3個(gè)月后,經(jīng)過(guò)60多次的發(fā)射實(shí)驗(yàn),他們的水火箭從一級(jí)升級(jí)到三級(jí)。
一級(jí)水火箭(左)、“天使一號(hào)”水火箭(中)、二級(jí)水火箭(右)
農(nóng)村90后老師的科學(xué)探索
短視頻獲全國(guó)網(wǎng)友200萬(wàn)點(diǎn)贊
這些航天探索的誕生,離不開王印一直以來(lái)對(duì)手工的癡迷。
王印今年33歲。他在山東泰安東平縣東瓦莊村出生、長(zhǎng)大,爺爺是工人,總在家里敲敲打打,他還跟著爺爺在工廠里住過(guò)一陣。二十多年后,談起做手工,他能一口氣說(shuō)完幾個(gè)故事。9歲,他用廢棄的塑料瓶、筆芯,加稀釋過(guò)的紅墨水,做了簡(jiǎn)易的溫度計(jì)。他還制造過(guò)與水火箭原理類似的空氣炮彈,發(fā)射時(shí)一飛沖天。
每天,他從村西走到村東上小學(xué),路上常有村民把廢棄的鋁放在爐子里融化,堅(jiān)硬的固體慢慢變成泛紅的銀亮色液體,村民把液體倒入模具,再做成勺子和鍋。大人做大的,王印回家自己做小的,他找來(lái)一把沒用的老錫壺,比鋁制品更軟,做幾厘米長(zhǎng)的小勺子。
后來(lái),他從農(nóng)村考到山東農(nóng)業(yè)大學(xué)讀農(nóng)業(yè)機(jī)械。大二時(shí),在一門講鍛造的專業(yè)課上,他發(fā)現(xiàn)自己小時(shí)候就已摸索過(guò)相關(guān)的手工制作,一看便會(huì)。本科畢業(yè),他考上華東理工大學(xué)機(jī)械制造和自動(dòng)化相關(guān)專業(yè),但讀到第二年,他決定退學(xué)。他更希望與人交流,而非跟機(jī)械打交道,想將幫助自己成長(zhǎng)的動(dòng)手學(xué)習(xí)理念應(yīng)用在更多的教育場(chǎng)景中。
王印和孩子們一起探討水火箭制作
王印選擇成為一名科學(xué)教師,輾轉(zhuǎn)任教過(guò)三所小學(xué)。這些學(xué)校位于上海郊區(qū)、黃山邊緣、浙江縣城,都離他的家鄉(xiāng)山東很遠(yuǎn)。在第一所學(xué)校時(shí),那里有間閑置的車庫(kù),激活了他幼時(shí)的手工愛好。很多個(gè)周末,他都泡在車庫(kù)里,買來(lái)各種工具,做所需的各類生活用品。
孩子們周末不回家,跑去看他做手工。王印決定帶著他們“開干”。他們?cè)黄鹂催^(guò)一部名為《武士刀傳奇》的紀(jì)錄片,片子里講,一把武士刀會(huì)經(jīng)過(guò)反復(fù)鍛打,最后的成品有5000多層紋理截面。這個(gè)細(xì)節(jié)打動(dòng)了一位小男孩,他說(shuō),老師,我也想做一把武士刀。
王印表示支持,那就去做吧,他幫小男孩找來(lái)一些基礎(chǔ)材料。沒想到,小男孩扎進(jìn)去了,在兩個(gè)月的課余時(shí)間里,他做了十幾把,終于做出一把滿意的木質(zhì)武士刀。一次,小男孩嫌做出的刀不夠精細(xì),偷偷抹淚,但很快,又重新拿起工具投入制作。
這個(gè)畫面觸動(dòng)了王印,他記得,這個(gè)孩子之前不算堅(jiān)韌,但在做武士刀的過(guò)程里成長(zhǎng)了,“原來(lái)一個(gè)孩子擁有這么大的熱情時(shí),可以如此投入,面對(duì)反復(fù)的挫折鍥而不舍”。后來(lái),全班同學(xué)在小男孩興趣的影響下,紛紛加入武士刀的制作。
這件事讓王印明白,培養(yǎng)孩子不見得只在理論課上下功夫,教育也不僅僅是老師在講臺(tái)上灌輸,還應(yīng)該跳出來(lái)思考如何培養(yǎng)學(xué)生的品質(zhì)和能力,激發(fā)他們的探索欲,為未來(lái)埋下一顆種子。
不久后,他成了一名專職的科學(xué)老師,主要帶孩子們做手工。2020年,他來(lái)到浙江安吉藍(lán)潤(rùn)天使外國(guó)語(yǔ)實(shí)驗(yàn)學(xué)校,利用一個(gè)周末的時(shí)間,他跑去安吉縣最大的五金店,把倉(cāng)庫(kù)每層貨架上的東西都看了一遍,僅僅為了解手工材料。
他把水火箭的研制、升級(jí)、實(shí)驗(yàn),一一記錄下來(lái),發(fā)在抖音上。如今,單條視頻最高播放破千萬(wàn),獲69萬(wàn)點(diǎn)贊。網(wǎng)友在他的短視頻下留言,“這才是科學(xué)課該有的樣子”“給孩子們種下了科學(xué)的種子,放飛了他們對(duì)未來(lái)的憧憬”“一次次的失敗,一次次的改進(jìn),一次次的探討,這才是科學(xué)探究精神”……
王印給孩子們講解水火箭原理
縣城小學(xué)的三尺講臺(tái)
也可以是中國(guó)的空間站,或地球的南極
因?yàn)槎桃曨l,“水火箭”出圈了,王印帶孩子們探索航天的旅途卻剛剛開始。
這兩年,中國(guó)在航天領(lǐng)域頻出成就。2020年7月23日,“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器成功發(fā)射,將探測(cè)器送入預(yù)定軌道,開啟火星探測(cè)之旅。2021年4月,我國(guó)自主研發(fā)的空間站(天和核心艙)成功發(fā)射并入軌運(yùn)行。2021年6月,神舟十二號(hào)載人飛船與天和核心艙完成對(duì)接,三名航天員順利進(jìn)駐天和核心艙。2021年9月,神舟十二號(hào)載人飛船與天和核心艙成功實(shí)施分離后返回地球……
如果說(shuō),航天成果點(diǎn)燃了人們內(nèi)心的火焰,王印則希望借著東風(fēng),讓孩子們鉆研的興趣更持久一些。后來(lái),為了制作便捷,他用3D打印技術(shù)優(yōu)化了水火箭的材料結(jié)構(gòu)。他又和學(xué)生們一起還原了天和空間站的模型,將廢棄的小型塑料瓶,一一區(qū)隔成核心艙、載人艙和載物艙。
他給五金店的老板打電話,請(qǐng)對(duì)方送來(lái)白色的噴漆,用小賣部買來(lái)的四罐紅牛做成耐壓的密封艙體,一共花費(fèi)五個(gè)多小時(shí),完成了空間站。
王印和團(tuán)隊(duì)研究的中國(guó)空間站模型
火星車也是他們的航天作品之一。王印和團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的火星車有六個(gè)輪子,每個(gè)輪子都帶電機(jī),最前面的兩個(gè)遇到障礙還能抬起來(lái)翻越。原料還是身邊的零碎物件,雪糕棒、竹簽、瓦楞紙板、玻璃珠,十幾個(gè)小時(shí)之后,成品誕生。
事實(shí)上,這些課只是“入門”。王印把自己的手工課命名為“藍(lán)潤(rùn)工程師”,前兩個(gè)字是學(xué)校的名字,他希望通過(guò)手工課培養(yǎng)孩子們的工程師思維和動(dòng)手能力。
在進(jìn)階的課程上,他們還做遙控車。王印提供電池、導(dǎo)線、接收器和電機(jī),孩子們則三三兩兩自行創(chuàng)造屬于小組的專屬車輛。整個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)及車的外觀結(jié)構(gòu),都要孩子們自己設(shè)計(jì),每組做出來(lái)的樣式五花八門,從三個(gè)輪子到六個(gè)輪子,有三角形的車,也有像是登陸外星時(shí)才用得到的設(shè)備,頗具創(chuàng)造力。
回想小時(shí)候的經(jīng)歷,王印覺得自己得到的最大資源就是“空間”。他想過(guò)學(xué)美術(shù),但拿不出報(bào)課外班的錢。在20多年前的山東農(nóng)村,常見的是鐵絲等身邊的材料,他于是自己琢磨。“因?yàn)橐恢痹谧?,偶爾失敗也就失敗了,?jié)奏并不著急。”
那支自己設(shè)計(jì)的溫度計(jì),他后來(lái)帶到學(xué)校,班里沒開科學(xué)課,老師把同學(xué)們召集到一起,將溫度計(jì)放在教室前的大石頭上,陽(yáng)光斜照在上面,看到液柱里的紅墨水慢慢爬升,同學(xué)們發(fā)出驚嘆。
因此,王印也想給他的學(xué)生們提供松弛的環(huán)境,“給孩子們找尋、創(chuàng)造和試錯(cuò)的空間,自己解決問(wèn)題,而非一味地追逐標(biāo)準(zhǔn)答案。”
學(xué)校給王印一間專用的木工教室,這里常常能看見孩子們的身影,這些學(xué)生有時(shí)拿著扳手?jǐn)Q螺絲,有時(shí)戴著護(hù)目鏡和白手套,或是在測(cè)量和裁剪各種材料。不少孩子寫完作業(yè)后,會(huì)跑來(lái)做自己的研究,除了每周的四節(jié)校本選修課外,王印也常來(lái)指導(dǎo)學(xué)生,直到天黑才回家。這些沉浸在手工探索里的孩子,每次考試都能考出不錯(cuò)的成績(jī)。
王印(左)正在制作空間站
站在縣城小學(xué)的三尺講臺(tái)上,他常常把學(xué)生鏈接到其他城市,或是地球的另一邊。他常講自己去過(guò)的地方,長(zhǎng)白山的石頭帶著大大小小的孔洞,因?yàn)檫@里曾是火山口,他讓學(xué)生們想象巖漿在地里噴出遇到空氣瞬間冷卻的樣子。他拿出自己拍攝的星空延時(shí)視頻,講解星星的轉(zhuǎn)動(dòng)如何體現(xiàn)地球的自轉(zhuǎn)。他描述南極的極晝極夜,講起地球的四季變化。
他保持著通過(guò)抖音記錄教學(xué)生活的習(xí)慣,向更多人傳達(dá)動(dòng)手的力量,希望為教育提供另一種可能性??傆行W(xué)生追著他問(wèn),什么時(shí)候更新視頻。上百個(gè)家長(zhǎng)跟著他的視頻和孩子一起動(dòng)手制作,還有人告訴他,愛上實(shí)驗(yàn)后,小孩經(jīng)常在家中提出各種問(wèn)題,也會(huì)自己利用廢棄材料塑造新物件,就像王印的小時(shí)候。
來(lái)自全國(guó)的科學(xué)老師也因?yàn)槎桃曨l找到他,海南的、遼寧的、廣東的、廣西的……他們都想和王印學(xué)做水火箭。前不久,一位河南農(nóng)村的老師在王印的指導(dǎo)下,帶孩子們完成了水火箭的制作和發(fā)射。
最讓王印感到驚喜的是,有一天,他問(wèn)孩子們未來(lái)的夢(mèng)想,好多人都提到,想成為一名航天員或是火箭工程師。
師生們?cè)诓賵?chǎng)發(fā)射水火箭
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