2022年7月19日，華南師范大學物理與電信工程學院團委學生會服務隊開展了下鄉(xiāng)期間的第一節(jié)特色課程。為了在小朋友們的心中埋下探索科學、熱愛科學、熱愛祖國的種子，華南師范大學物理與電信工程學院團委學生會服務隊教務組成員趙即洋與洪森在釘釘2022年星槎小學暑假成長營中為星槎小學的小朋友們準備了一節(jié)以“舉國歡騰福建艦，航海原理快搞掂”為題的特色課程。
2022年恰逢國產第三代航母福建艦下水，標志著我國在航海及海洋軍事領域正式邁入新時代，在此背景下，物電團學服務隊著眼于培養(yǎng)小朋友們探索科學，求知悟理的興趣和用科學思想看待現(xiàn)實問題的思維方式。以福建艦的問世為背景，從航空母艦背后的科學原理出發(fā)，物電團學服務隊教務組設計了一堂有趣又有料的科學特色課，帶領順德星槎小學的小朋友一起走進神奇的航海世界。
 
（圖1：老師正在分享我國海軍建設的成就的視頻）
通過一段激動人心的中國海軍宣傳片，洪森老師以“龐大的航空母艦為什么能輕松漂浮海面之上”這一問題開啟了今天的課程，同學們踴躍發(fā)言，積極討論，但意見不一，帶著這個疑問，洪森老師帶領大家走入了航海世界，探究其背后的浮力原理。
雞蛋沉浮：看得見的“浮力”
除了前進的巨輪，還有暢游的鯨魚，游戈的小鴨子，同學們先是感受到它們都受到了浮力，但立馬又陷入了沉思，“不同的物體受到的浮力大小一樣嗎，那什么東西會影響浮力的大小呢？”洪森老師就此拋出了第一節(jié)特色課程的中心問題——“影響浮力的因素”。
首先，洪森老師讓大家準備了鹽、墨汁、生雞蛋和一個裝滿水的小瓶子和大臉盆，準備借用雞蛋的沉浮，將浮力生動形象地呈現(xiàn)給同學們。最開始進行的是顏色對浮力影響的探討，同學們往小瓶子里投入雞蛋，發(fā)現(xiàn)雞蛋“毫不猶豫”的就沉入了水底，接著大家往里面滴入少許墨汁，即使整個瓶子都變得“黑不溜秋”了，雞蛋還是沒有浮起來的意思。緊接著大家開始對液體的多少對浮力影響的探討，大家將之前的廢液處理干凈后，將雞蛋取出，放入與小瓶子形成鮮明對比的大臉盆，盡管水比原來多了不少，但是雞蛋依舊是“我行我素”，靜靜的躺在水底。由此看來，無論是液體的顏色、還是液體的多少，對雞蛋的沉浮都沒有太大的影響。
（圖2:同學們探究液體顏色及多少是否影響浮力）
“那液體的咸淡會影響浮力的大小嗎？”當洪森老師提出這個問題時，即使還沒有開始有趣的小實驗，許多同學都毫不猶豫的表示肯定。那實際上果真若此嗎？洪森老師開始指導同學們往水里加鹽、攪拌，待鹽分充分溶解后，同學們驚呼，“老師，我的雞蛋浮起來了！”看來，液體的咸淡真的會影響液體的浮力。
 
（圖3：同學們展示雞蛋的沉浮情況）
勤奮好學的同學們繼續(xù)追問，“為什么液體的咸淡會影響浮力的大小呢？”洪森老師借用棉花的故事，人掉進蓬松的棉花堆里，會深深陷入里面，而將棉花編織成緊密的床墊時，大家就可以自在地躺在上面，不會沉下去。其實我們往水里加鹽，就是讓水變得更加緊密，密度更加大了，鹽水就把雞蛋托起來了！
（圖4：洪森老師展示棉花從采摘到成品的圖片）
曹沖稱象：跨越歷史的浮力妙用
在完成了有趣的雞蛋沉浮小實驗后，即洋老師帶領大家由認識浮力的內容來到了體會浮力的妙用，而為了讓大家更好地領略人們在利用浮力時的智慧，小羊老師用曹沖稱象的故事作為線索，有小朋友說自己已經學過這個故事，即洋老師提醒大家，同樣的故事，用科學原理的角度去看待，可能會有不一樣的收獲喲。課堂上，大家先觀看了曹沖稱象的視頻，隨后老師拋出問題：為什么曹沖可以用石塊代替大象的重量呢？認真的小朋友們立刻根據(jù)剛才所學的浮力知識回答了大象和船受到了同樣大的浮力。于是老師進一步發(fā)問：那么我們在不知道石頭和大象是否一樣重的情況下，如何判斷兩次的船受到了一樣大的浮力的呢？而在這里，即洋老師沒有立刻說出答案，而是帶領同學們進行了下一項實驗——有趣的“翻版”曹沖稱象的實驗。
（圖5：小朋友們觀看曹沖稱象的動畫視頻）
在實驗的演示視頻中，即洋老師先準備好水盆和空碗，將空碗放在裝水的水盆中，然后放入用瓶蓋托住的雞蛋，碗相應地向下沉了一部分，于是我們在碗和水面的交界處畫一條線，再拿出雞蛋，向碗中慢慢加入水直至碗沉沒到和第一次同樣的位置，此時，將碗內的液體倒入量杯中，就可以由水的的體積得到水的質量，從而得到雞蛋的重量啦。
（圖6: 即洋老師演示用相同原理稱量雞蛋質量的實驗）
在老師示范的同時，積極認真的小朋友們也跟著老師的步驟一步一步地完成實驗，雖然這個實驗的操作難度比雞蛋沉浮的實驗更大，但不怕困難的同學們依然努力嘗試著，也有同學做出了和正確答案相近的結果，看著同學們在熱烈討論和積極動手的樣子，即洋老師和洪森老師都露出了欣慰的笑容。
“現(xiàn)在，同學們明白曹沖是如何判斷兩次船受到的浮力大小相等的嗎？”
“因為船下沉得同樣多”聰明的小朋友在評論區(qū)答道。
“沒錯！”接著，即洋老師講解了物體沒入水中體積與物體所受浮力大小的關系，并指出物體沒入水中的體積越大，物體受到的浮力也就越大。隨后，老師又帶大家學習了阿基米德與皇冠的故事，學習神奇的阿基米德原理。在觀看視頻的過程中，老師特別叮囑同學們注意阿基米德是如何測量皇冠體積的。
（圖7:同學們觀看阿基米德與皇冠故事的視頻）
接下來，老師帶領小朋友們用阿基米德的方法測量雞蛋的體積，同學們一邊觀看老師的示范視頻，一邊自己動手，用排水法測量出了雞蛋放入裝滿水的杯子后，杯子溢出水的體積，從而得到了雞蛋的體積。
   “那么同學們，在曹沖稱象的實驗里，我們用到了一條線——水面的位置線；在測雞蛋體積的實驗里，我們又認識了一個量——物體排開水的量。而這一線一量在航海世界中有著非常重要的作用哦！”隨后，洪森老師帶著小朋友們學習了船舶的吃水線和排水量的概念。
（圖8：同學們展示上述兩實驗結果）
走向深藍：乘風破浪的中國海軍
在認識浮力的內容并體會浮力的妙用之后，洪森老師帶領同學們揚帆起航，走入神秘的航海世界，了解中國海軍建設新征程。
雖然同學們都聽說過航空母艦，但是大家都沒有深入了解航空母艦，對它的功能和構造都不清楚。洪森老師給大家播放了建黨百年海軍宣傳片《大海向黨旗報告》，有敏銳的同學發(fā)現(xiàn)航空母艦上面放滿了戰(zhàn)斗機，戰(zhàn)斗機就在甲板上完成起飛降落和�？咳蝿铡Ｓ谑呛樯�老師總結出航空母艦就是一個“浮動的海上機場”，它的武器就是甲板上那些驍勇的戰(zhàn)機。
“那大家有沒有了解過艦載機的分類呀？”隨著洪森老師展示出一張張不同戰(zhàn)機的圖片，不少“小軍迷”非常積極回答問題，迫不及待地想要了解更多相關的知識，于是洪森老師從轟炸機、武裝直升機到軍用運輸機，分別講述不同種類的飛機特點和作戰(zhàn)本領，進而引出艦載機在航母上滑躍起飛和彈射起飛這兩種特別的起飛方式，展現(xiàn)出科學家和工程師的智慧。
（圖9:洪森老師講解航母相關軍事知識）
時光荏苒，當年小艇打大艦的無奈，已經成為了歷史，曾經困擾海軍建設的科技難題，現(xiàn)已陸續(xù)解決。人民海軍，如今還將繼續(xù)走向深藍。小朋友們的積極互動、踴躍發(fā)言，都讓兩位老師感受到大家對于走入航海世界、了解海軍建設的熱情，相信通過這樣一節(jié)生動有趣的特色課，充分鍛煉了小朋友們的動手實踐能力和實驗探究能力，不僅啟發(fā)了小朋友們要多多用科學的角度看待問題，探究現(xiàn)象背后的本質，學會用實驗的方法解決疑問，也能在孩子們心里種下一顆揚帆起航的航海夢和國防建設的軍旅夢的種子。