浙大教授邊變魔術邊講力學 莊表中獨特教學方法獲贊
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莊表中用自己的“看家魔術”,爲學生們講解創新思維。錢江晚報 圖“一二三四五六,你喜歡幾?”“喜歡數字2,就變2。”
講臺上,莊表中教授將裝着6顆骰子的長方體塑料盒用力一振。當塑料盒打開時,盒中整齊排列的6顆骰子點數2全部朝上。
緊接着,他又演示了鋼環魔術。鋼環穿過鏈條,並沒有落在地上,而是神奇地被鏈條打了個結,“這就是力學的一個運用,它體現了鋼環受衝量後使動量矩發生改變的動量矩原理。”
這是浙大紫金港校區丹青學園的黨課現場。84歲的浙大航空航天學院力學教授、關工委求是宣講團成員莊表中,正用自己的“看家魔術”,爲學生們講解創新思維。
講得了黨課,攻得下力學,能變魔術,會拍錄像,還愛跑小商品市場,日前,錢報記者採訪了這位有點不一樣的力學教授。
每次去上課
都會帶上魔術道具
這不是莊表中第一次表演魔術。每次去上課,他都會帶上魔術道具,既能活躍氣氛,也能用直觀的方式說明力學知識。“我的特點就是把抽象的理論具體化運用,讓學生知道許多理論都能看得見摸得着。”莊表中對錢江晚報記者說。
上文提到的骰子魔術,特製的長方體道具盒內有一根橫條,當魔術師振動裝有骰子的道具盒時,骰子因不對稱衝擊的作用,按指定方向轉動90度,轉動後的骰子就出現了觀衆指定的點數。
鐵環魔術運用了動量矩定理。魔術操作的關鍵在於,鐵環在下落過程中,與魔術師的中指產生碰撞,從而獲得一定的動量矩。此時,鐵環在繼續下落時就能快速旋轉近100度,與鐵鏈打結。
“學生聽課沒興趣就玩手機,如果老師說,我們用動量矩定理表演魔術,誰都不玩手機了,都來看錶演。”莊表中說,在浙大,80%的學生在大一、大二必須修讀理論力學和材料力學的基本課。從2010年開始,他以講座形式,爲浙大學生講了4次《力學與創新》,在講解力學知識時還穿插魔術表演,既吸引學生興趣,又讓學生對力學理論的理解印象深刻。
2008年,莊表中偶然在電視上看到劉謙表演的魔術,從那時起就對魔術產生好感。一次出差,他看到火車上在售賣魔術道具,覺得有意思,就買了下來。莊表中買的就是鐵環和鏈條,回家以後對着鐵環和鏈條做研究,確定鏈條對鐵環打結這個現象同哪些因素有關,還把研究結果寫成論文,發表在力學雜誌《力學與實踐》上。
他不僅在給浙大學生上課時表演魔術,還把他的魔術道具帶到了全國力學論壇會議上,送給參會者,“讓全國的力學老師都表演給他們的學生看。大家也覺得這種魔術形式非常好。”
“大家給我的魔術好評以後,我又專門到義烏小商品市場去看,與力學有關的魔術道具還有哪些。”義烏小商品市場,莊表中一年要跑個五六趟,看到體現力學原理的新玩意兒就淘些回來,給學生們當教具,或是拍成小視頻,刻成光盤,讓學生們觀看。“前段時間,我去義烏看到了透明塑料球,氣體打進球裏的時候會產生浮力現象。”
“我們身邊有很多看得見摸得着的東西,就像我的魔術道具,也是義烏小商品市場到處看得到的。我偶然看到這裏有力學問題,還會馬上拍下來。”莊表中逛小商品市場的習慣堅持了8年,如今的他已經把義烏小商品市場的商品佈局摸得門清。
每年去小學
一年普及一個知識點
莊表中1934年4月出生於上海,1952年進入浙大機械工程學系,學習鑄造專業。“那時候國家需要人才,國家認爲你學習好,要趕快畢業。所以我一天6節課,一星期6天。”兩年時間,他從浙大畢業。
畢業分配工作時,他受到力學教授的欣賞,便搞起了力學。1957年,莊表中進入清華大學攻讀研究生,雖然學的是固體力學,但莊表中也堅持去聽錢學森流體力學的課,“我對他的教學方法和口才特別佩服。我做老師以後,把他作爲榜樣。”
莊表中既向錢學森學習力學知識,也學習他理論與應用結合的教學方法。這一套教學方法,在他從清華畢業回浙大任教時,依然摸索踐行着。
17年前,莊表中的孫子在求是小學唸書。學校舉辦小製作比賽,他和孫兒一起動手製作掃地汽車、掃地畚箕……結果包攬小製作比賽的第一、二、三名。後來,機緣巧合之下,莊表中對求是小學提出,“我來給你們講科普,捐一些小製作工具。”
他在求是小學一年作一個報告,普及飛機、塑料、牛頓定理等知識。每年的主題都不一樣,一作就是17年。
從義烏小商品市場上批發來的新玩意兒,他當作教具送給學生。他覺得,“玩具就是最好的教具。”自己拍攝的錄像、製作的課件,他都刻成光盤,送給學生學習。他也爲浙大學生講黨課,還協助兄弟院校建立理論力學創新應用實驗室。
臨近退休前後,他還“當過8個廠的技術顧問”,幫助企業解決工程上的問題。用他的話講,“又解決問題又學習,還能拍錄像。”
還有企業曾因電梯振動問題找到莊表中,請他幫助電梯減振。
23層的電梯以每秒1.5米的速度運行,企業想提速,以每秒2.5米的速度運行,結果電梯運行到17層以後振得厲害。
莊表中說:“我想了很多天,想到了格林函數,先理論上建模,再找原因,用改變參數的方法來解決振動問題。”電梯振動和13個因素相關,其中10個因素是確定的,莊表中集中調試3個不確定的因素,把這3個因素的參數反覆調試,直到減小電梯振動和噪聲,達到國家標準。“這就好比穿上鞋子,硬底不舒服,換成軟底就舒服了。”
當時一架電梯要30萬元,修不好,企業損失就大了。莊表中一出手就幫助企業挽回了損失。“第一個電梯解決了,第二個就太簡單了。兩個解決以後,他們再也不找我了,他們自己都學到手了。”莊表中得意地笑了。
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