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世界看点:90后男老师带县城小学生用塑料瓶造火箭,冲上180米高空,他的短视频被全国老师和家长围观

2023-04-24 13:33:39 来源:凯迪网

“三、二、一,发射!”


【资料图】

眼前是7个饮料瓶做成的三级水火箭,高1米7,重约1公斤。阀门打开,水火箭的尾部高速喷出高压气和水,在天空中划出一道水波线。几秒钟的时间,火箭就历经了两次分离,最终直冲上180米的高空。

这一幕发生在浙江安吉县蓝润天使外国语实验学校小学部的操场上,也出现在水火箭总设计者、科学老师王印的短视频里。现实中,前后共有80多名小学生参与了火箭的制作和发射,现场时常发出阵阵欢呼。在抖音上,这些平凡材料承载着的航天梦想,在“科学老师王印”的账号下,则收获了五湖四海的网友近200万次赞。

王印用短视频记录水火箭发射

饮料瓶、塑料片、木块

最终制成1米多高的水火箭

做水火箭缘起蓝润小学某学期的主题活动——“太空探索和人类文明”。

作为一年级至四年级的科学老师及四年级的班主任,王印琢磨可以带孩子深入这个领域。他自小热爱手工,学过机械专业,就利用周末反复研究,用身边的材料自制可发射的水火箭。

按照王印的说法,水火箭的原理其实跟真正的火箭一致。舱体主要由饮料瓶衔接而成,把水注入“动力舱”,加入高压,在反冲力的作用下,“水火箭”就能快速升空。

他研究后得出结论,废弃的饮料瓶可以制成动力舱、箭体、箭头、尾翼、降落伞。此外还需要很多零配件,比如要用空心螺丝把饮料瓶串起来,用PVC塑料片制成水火箭的尾翼,还有橡胶的或是塑料的连接管,保证水火箭不漏气、脱开。计算下来,一个水火箭的成本仅仅是50元钱。

任何的一个制作环节出问题,就会导致水火箭发射失败,况且普通的材料要实现精密并不容易。最难的是要在瓶底正中心打孔,王印使用的是最普通的可乐塑料瓶,但饮料瓶底部凸起,不平也不圆,很容易打不正孔,造成火箭的动力点和重心不在一条线上,发射后容易偏离轨道。

为解决这个问题,王印又设计了辅助工具,先在凸起处靠中心的位置手动瞄点,用电烙铁烙个小孔,再用不同粗细的钻头逐渐将小孔扩大。后来,他还专门开发了打孔器,只要几秒钟就可以打一个标准的中心孔。

他和另外一位科学老师,利用周末,花了一天做出了初版的一级水火箭。完工时已是傍晚,下着小雨,他们兴冲冲地跑去操场发射。水火箭没飞几米,伞就打开了,两人只好加班加点改造新版本。下一个周末,下午阳光正好,他们又拿着成品跑到操场,叫来附近打篮球的学生一起帮忙发射。这一次,起飞笔直,按时开伞,但密封性不够,火箭落地后无法再次使用。

他们前前后后做了四个版本,反复打磨结构,最终在学校的一场运动会上发射成功,收获孩子们的尖叫。

水火箭准备发射时围观的孩子们

80多名小学生,实验60多次

在200多米长的操场上圆航天梦

有了成品,王印将制作水火箭编成了选修课,没想到意外火爆。

他一共收到了80多名小学生的报名。王印本打算招一个班,结果报了四个班的人数。制作水火箭的报名门槛是三年级以上,也有不少一二年级的孩子找到他说想学,王印不想挫伤孩子们的热情,他先评估学生的动手能力,适当放宽入门的标准,分成四个班开课。

每一位孩子都可以从零开始,做一支属于自己的水火箭。最基础的一级水火箭居多,成品高一米二左右。历经十几节课,大约一学期的时间便可完成,孩子们还可以随着王印一起参与多次发射。

在每周一节的科学课上,他和学生们一点一点地推进制作。手工娴熟的部分孩子,则可以参与到更为复杂的二级、三级水火箭制作中来。他们也尝试制作助推火箭,这种火箭除分级外,两边还有两个助推器,与真实的火箭更为接近,他们需要设计一个降落伞舱,在火箭分离的同时将助推火箭的降落伞打开。

王印带孩子们制作水火箭

依旧没有现成的教程,王印和其他老师一起研究,还邀请孩子们出谋划策。这是一场没有固定答案的探索,需要大家共同想办法。有孩子提出可以尝试用拉链结构,有人建议借鉴发条原理,还有位小男孩说可以借助一级火箭的分离拉落助推器的伞帽,无需增加额外的结构,还能保证水火箭的重量不再增加。

王印记得,提出建议的小男孩当时五年级,有一点口吃,说起话来磕磕绊绊的,但他每次在手工课上发言头头是道,能感觉到想法总在源源不断地涌出。他对航天兴趣浓厚,梦想着成为一名机长。

三级水火箭与一、二级相比,在瓶子的连接方式、开伞方式、尾翼部分和分离装置都有升级。一级水火箭无法在空中完成分离,二级水火箭能完成一次分离,而三级水火箭能分离两次。重量更小、速度更强,飞行高度也能达到180米,制作也更为复杂。

每一次做好成品,王印都把发射交由孩子们来完成。这些小学生给塑料瓶装水、打气,王印在后面提供指导。

王印的抖音短视频里,记录着他们经历过的不少失败,这些火箭有的飞不高,有的飞歪了,有的过早分离或分离不了,还有的不开伞,或是直接掉下来摔坏了。发射有时在白天,有时天已黑了下来,地点大多选在学校的操场上,操场仅有二三百米长,不足标准的运动场大小,好几次实验,水火箭都飞出了学校。

1年零3个月后,经过60多次的发射实验,他们的水火箭从一级升级到三级。

一级水火箭(左)、“天使一号”水火箭(中)、二级水火箭(右)

农村90后老师的科学探索

短视频获全国网友200万点赞

这些航天探索的诞生,离不开王印一直以来对手工的痴迷。

王印今年33岁。他在山东泰安东平县东瓦庄村出生、长大,爷爷是工人,总在家里敲敲打打,他还跟着爷爷在工厂里住过一阵。二十多年后,谈起做手工,他能一口气说完几个故事。9岁,他用废弃的塑料瓶、笔芯,加稀释过的红墨水,做了简易的温度计。他还制造过与水火箭原理类似的空气炮弹,发射时一飞冲天。

每天,他从村西走到村东上小学,路上常有村民把废弃的铝放在炉子里融化,坚硬的固体慢慢变成泛红的银亮色液体,村民把液体倒入模具,再做成勺子和锅。大人做大的,王印回家自己做小的,他找来一把没用的老锡壶,比铝制品更软,做几厘米长的小勺子。

后来,他从农村考到山东农业大学读农业机械。大二时,在一门讲锻造的专业课上,他发现自己小时候就已摸索过相关的手工制作,一看便会。本科毕业,他考上华东理工大学机械制造和自动化相关专业,但读到第二年,他决定退学。他更希望与人交流,而非跟机械打交道,想将帮助自己成长的动手学习理念应用在更多的教育场景中。

王印和孩子们一起探讨水火箭制作

王印选择成为一名科学教师,辗转任教过三所小学。这些学校位于上海郊区、黄山边缘、浙江县城,都离他的家乡山东很远。在第一所学校时,那里有间闲置的车库,激活了他幼时的手工爱好。很多个周末,他都泡在车库里,买来各种工具,做所需的各类生活用品。

孩子们周末不回家,跑去看他做手工。王印决定带着他们“开干”。他们曾一起看过一部名为《武士刀传奇》的纪录片,片子里讲,一把武士刀会经过反复锻打,最后的成品有5000多层纹理截面。这个细节打动了一位小男孩,他说,老师,我也想做一把武士刀。

王印表示支持,那就去做吧,他帮小男孩找来一些基础材料。没想到,小男孩扎进去了,在两个月的课余时间里,他做了十几把,终于做出一把满意的木质武士刀。一次,小男孩嫌做出的刀不够精细,偷偷抹泪,但很快,又重新拿起工具投入制作。

这个画面触动了王印,他记得,这个孩子之前不算坚韧,但在做武士刀的过程里成长了,“原来一个孩子拥有这么大的热情时,可以如此投入,面对反复的挫折锲而不舍”。后来,全班同学在小男孩兴趣的影响下,纷纷加入武士刀的制作。

这件事让王印明白,培养孩子不见得只在理论课上下功夫,教育也不仅仅是老师在讲台上灌输,还应该跳出来思考如何培养学生的品质和能力,激发他们的探索欲,为未来埋下一颗种子。

不久后,他成了一名专职的科学老师,主要带孩子们做手工。2020年,他来到浙江安吉蓝润天使外国语实验学校,利用一个周末的时间,他跑去安吉县最大的五金店,把仓库每层货架上的东西都看了一遍,仅仅为了解手工材料。

他把水火箭的研制、升级、实验,一一记录下来,发在抖音上。如今,单条视频最高播放破千万,获69万点赞。网友在他的短视频下留言,“这才是科学课该有的样子”“给孩子们种下了科学的种子,放飞了他们对未来的憧憬”“一次次的失败,一次次的改进,一次次的探讨,这才是科学探究精神”……

王印给孩子们讲解水火箭原理

县城小学的三尺讲台

也可以是中国的空间站,或地球的南极

因为短视频,“水火箭”出圈了,王印带孩子们探索航天的旅途却刚刚开始。

这两年,中国在航天领域频出成就。2020年7月23日,“天问一号”探测器成功发射,将探测器送入预定轨道,开启火星探测之旅。2021年4月,我国自主研发的空间站(天和核心舱)成功发射并入轨运行。2021年6月,神舟十二号载人飞船与天和核心舱完成对接,三名航天员顺利进驻天和核心舱。2021年9月,神舟十二号载人飞船与天和核心舱成功实施分离后返回地球……

如果说,航天成果点燃了人们内心的火焰,王印则希望借着东风,让孩子们钻研的兴趣更持久一些。后来,为了制作便捷,他用3D打印技术优化了水火箭的材料结构。他又和学生们一起还原了天和空间站的模型,将废弃的小型塑料瓶,一一区隔成核心舱、载人舱和载物舱。

他给五金店的老板打电话,请对方送来白色的喷漆,用小卖部买来的四罐红牛做成耐压的密封舱体,一共花费五个多小时,完成了空间站。

王印和团队研究的中国空间站模型

火星车也是他们的航天作品之一。王印和团队设计的火星车有六个轮子,每个轮子都带电机,最前面的两个遇到障碍还能抬起来翻越。原料还是身边的零碎物件,雪糕棒、竹签、瓦楞纸板、玻璃珠,十几个小时之后,成品诞生。

事实上,这些课只是“入门”。王印把自己的手工课命名为“蓝润工程师”,前两个字是学校的名字,他希望通过手工课培养孩子们的工程师思维和动手能力。

在进阶的课程上,他们还做遥控车。王印提供电池、导线、接收器和电机,孩子们则三三两两自行创造属于小组的专属车辆。整个动力系统及车的外观结构,都要孩子们自己设计,每组做出来的样式五花八门,从三个轮子到六个轮子,有三角形的车,也有像是登陆外星时才用得到的设备,颇具创造力。

回想小时候的经历,王印觉得自己得到的最大资源就是“空间”。他想过学美术,但拿不出报课外班的钱。在20多年前的山东农村,常见的是铁丝等身边的材料,他于是自己琢磨。“因为一直在做,偶尔失败也就失败了,节奏并不着急。”

那支自己设计的温度计,他后来带到学校,班里没开科学课,老师把同学们召集到一起,将温度计放在教室前的大石头上,阳光斜照在上面,看到液柱里的红墨水慢慢爬升,同学们发出惊叹。

因此,王印也想给他的学生们提供松弛的环境,“给孩子们找寻、创造和试错的空间,自己解决问题,而非一味地追逐标准答案。”

学校给王印一间专用的木工教室,这里常常能看见孩子们的身影,这些学生有时拿着扳手拧螺丝,有时戴着护目镜和白手套,或是在测量和裁剪各种材料。不少孩子写完作业后,会跑来做自己的研究,除了每周的四节校本选修课外,王印也常来指导学生,直到天黑才回家。这些沉浸在手工探索里的孩子,每次考试都能考出不错的成绩。

王印(左)正在制作空间站

站在县城小学的三尺讲台上,他常常把学生链接到其他城市,或是地球的另一边。他常讲自己去过的地方,长白山的石头带着大大小小的孔洞,因为这里曾是火山口,他让学生们想象岩浆在地里喷出遇到空气瞬间冷却的样子。他拿出自己拍摄的星空延时视频,讲解星星的转动如何体现地球的自转。他描述南极的极昼极夜,讲起地球的四季变化。

他保持着通过抖音记录教学生活的习惯,向更多人传达动手的力量,希望为教育提供另一种可能性。总有小学生追着他问,什么时候更新视频。上百个家长跟着他的视频和孩子一起动手制作,还有人告诉他,爱上实验后,小孩经常在家中提出各种问题,也会自己利用废弃材料塑造新物件,就像王印的小时候。

来自全国的科学老师也因为短视频找到他,海南的、辽宁的、广东的、广西的……他们都想和王印学做水火箭。前不久,一位河南农村的老师在王印的指导下,带孩子们完成了水火箭的制作和发射。

最让王印感到惊喜的是,有一天,他问孩子们未来的梦想,好多人都提到,想成为一名航天员或是火箭工程师。

师生们在操场发射水火箭

文/李娜

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