探秘中國筷

李娟

活動背景

筷子是中國文化的組成部分，其中融入了豐富的科學知識，對中小學生科學啟蒙教育有重要意義。

筷子起源于中國，傳承了3 000 多年，其中蘊含了豐富的中國哲學和禮儀等傳統文化，已經深入人們生活的方方面面。當前，關于筷子的起源存在爭議，正是因為我們對筷子文化的忽視造成的，不利于傳統文化的傳承。因此，開展以筷子為載體的科技課程具有現實意義。

活動目標

科學觀念

了解筷子中包含的簡單機械杠桿、摩擦力原理、熱力學原理，以及力的傳遞等科學知識。

科學思維

能根據筷子的釋義、材質、功能等進行分類、歸納，學會利用不同材料根據現實需求創新設計并制作筷子，培養創造性思維。

探究實踐

通過探究筷子中的科學原理和文化價值，形成科學探究能力、自主學習能力，以及發現問題、解決問題的能力。

態度責任

對筷子探究有強烈的興趣，具備團隊合作意識，能通過手抄報等方式主動向同學傳播筷子中的科學知識及傳統文化價值。

活動創新點

利用中國筷積極開展科技創新教育、傳統筷箸文化科普教育及愛國主義教育。

活動對象

3—6 年級學生，共1 852 人。

活動1 筷子的相關知識調查

詞解筷子

利用圖書館查閱《新華字典》《現代漢語詞典》《康熙字典》《大辭典》等工具書，以及網絡查詢等方式，初步認識筷、筷子，并從搜索到的資料中總結出筷子的發展歷史：據推測，最早在三四千年前，筷子就已經出現；文獻中筷子名稱演變歷程為：梜—櫡—筯—箸—快兒—筷子。

關于筷子種類、材質、功能的調查

為了更好地了解筷子，比如筷子的種類、使用地域、結構功能等知識，需從各個地方收集不同的筷子，并對收集到的筷子進行觀察，對樣式、尺寸、形態等特點進行匯總。①筷子的種類多。從材質上分，包括竹筷、木筷、金屬筷、陶瓷筷等；從產地分，包括中國筷、日本筷、韓筷、越南筷等；從用途上分，包括紀念筷、結婚筷、食用筷、保健筷、工藝筷等。②筷子的種類不同，其結構、功能不同。比如，日本筷筷尖很尖，是為了方便夾出魚刺；火鍋筷很長，是為了避免燙手；出行旅游的筷子可拆卸，是為了方便攜帶等。③隨著技術的發展，筷子越來越美觀，有些筷子的設計還融合了高分子材料等現代先進技術。④筷子不僅具有攪拌、夾取食物（夾、串、刺、卷等）、粉碎食物、按摩穴位等功能，還具有觀賞、收藏、祝福等功能。

活動2 探究筷子里的科學

本活動結合湘教版《科學》5年級上冊第2 單元“簡單機械”、第2 課“他能撬動地球嗎”中的杠桿原理對筷子進行分析，并畫出筷子的受力分析圖。

探究筷子里的力學原理

筷子的杠桿原理 在使用筷子的過程中體會筷子的受力，并結合簡單機械中的杠桿原理，找出筷子使用過程中的杠桿原理，尋找支點、阻力點、動力點， 并畫出圖形，判斷筷子是省力杠桿還是費力杠桿。

結論：支點在虎口處，動力點在食指與中指之間，阻力點在夾取食物的位置，支點到動力點的距離為動力臂，支點到阻力點的距離為阻力臂。由圖2 可知，筷子杠桿中，當動力× 動力臂= 阻力× 阻力臂時，動力臂小于阻力臂，則動力大于阻力，為費力杠桿。筷子本身的重量（質量）通常比目標物體重得多，將筷子的重心盡量靠近支點時，較為省力。

筷子工作時力的傳遞作用 用筷子夾取食物，探尋筷子在夾取食物時受到的力及筷子中力的傳遞作用，并畫出受力分析圖（圖3）。

夾取食物時施加給筷子的力F 1、F 2，通過杠桿（筷柄與筷尖組成的簡單機械）傳遞給筷尖，作用于食物，分別為F 1' 、F 2' ，筷尖通過傳遞的力，利用食物與筷子之間的摩擦力夾起食物。

食物受力分析

筷子夾取食物時的摩擦力分析 用筷子夾取食物，探尋筷子夾取食物時的摩擦力，并畫出受力分析圖。具體受力情況如圖4 所示，G 表示食物的重力，F 1 表示食物受到右邊筷子的壓力，F 2 表示食物受到左邊筷子的壓力，f 1 表示食物受到右邊筷子的摩擦力，f 2 表示食物受到左邊筷子的摩擦力。其中，摩擦力f =μN （μ 表示筷子的摩擦系數，N 表示壓力），所以f 1=μF 1，f 2=μF2，因此，食物受到的總摩擦力f 總=f 1 ＋ f 2=μF 1+μF 2=μ （F 1＋ F 2）。當G =f 總=μ （F 1 ＋ F 2）時，食物受到的力處于平衡狀態，食物可被夾取；G >μ（F 1 ＋F 2）時，食物受到的合力方向向下，食物掉落；G <μ （F 1 ＋ F2）時，食物受到的是動摩擦力，合力方向向上，食物沿著筷子上滑，并掉落。

綜上所述，食物是否被筷子夾取與筷子表面的粗糙程度（即摩擦系數μ ）及人夾取食物時施加的壓力（N ）有關，筷子越粗糙μ 值越大，摩擦力也就越大，當G =μ （F 1＋F 2）時，食物會被夾取。

筷子摩擦力原理的應用 選取以下4 種筷子進行探究：筷柄無棱，筷尖、筷柄光滑的金屬筷；筷柄有4 條棱，筷尖、筷柄光滑的陶瓷筷；筷柄有4 條棱，筷尖、筷柄粗糙的竹筷；筷柄有6 條棱，筷尖、筷柄粗糙的合金筷（圖5）。

通過對比實驗發現：①四棱柱筷子與拇指、食指、中指的接觸面積更大，握得更穩，舒適感更好，且放在桌上不易滾動；②表面光滑的筷子與表面粗糙的筷子相比，筷尖光滑的筷子摩擦力小，更難夾起食物。

探究不同材質筷子傳熱快慢

實驗材料 熱水，數字溫度計3 個，竹筷、陶瓷筷、金屬筷各1 支，餐巾紙，杯子。

實驗步驟 ①將數字溫度計測量端固定在3 支筷子的筷尖；②向杯中倒入熱水，將筷子放入熱水，3 分鐘后，讀取數字溫度計上的數值；③取出筷子，待筷子冷卻，將杯中重新換上熱水，再次放入筷子，3 分鐘后再次讀數，重復操作3 次；④記錄數據并分析（圖6）。

實驗結果 金屬筷傳熱速度最快，溫度最高；其次為陶瓷筷，溫度稍低于金屬筷；竹筷傳熱速度最慢。

不同材質筷子清洗難易情況探究

實驗材料 熱水，洗潔精，水槽，竹筷、陶瓷筷、金屬筷、木筷、合金筷各1 雙，餐巾紙，油污。

實驗步驟 ①將5 種筷子分別沾上油污，然后用清水沖洗，觀察筷子上的油污留存情況；②用餐巾紙擦拭筷子，觀察筷子上的油污留存情況；③將筷子放入溫水中，加入少量洗潔精，浸泡5 分鐘，觀察筷子上的油污留存情況；④最后，用手搓洗筷子，清洗干凈后，觀察筷子上的油污留存情況。

實驗結果 材質光滑的筷子易清洗，其中陶瓷筷最易清洗，然后依次是金屬筷、竹筷、木筷、合金筷。

活動3 探究筷子中的傳統文化

重慶筷子街筷子文化調查

為了深入了解筷子的歷史，教師帶領學生前往重慶筷子街展開調查，對當地居民進行訪談，了解筷子的傳說及筷子街的歷史。調查發現，筷子街的壁畫呈現了《重慶筷子街賦》《筷子的禮儀》《易經與筷子》《詠箸》等內容，涉及筷子街的歷史、筷子的習俗、筷子的詩詞，以及筷子與中國哲學的關系。此外，在筷子街，學生還發現了以“筷”命名的建筑或地名，比如“筷味苑”“筷子樓”“筷子街啤酒飲”“筷和軒”等。

筷子習俗禁忌調查

通過筷子街實地調查和查閱網絡資料，學生總結發現了“筷子八大使用禮節”“筷子的十二忌諱”等內容，比如：筷子使用忌“三長兩短”，指的是在用餐前或用餐過程中，將長短不齊的筷子放在桌上不吉利；使用筷子時忌“仙人指路”，即吃飯用筷子指人等同于指責他人；筷子使用忌“品箸留聲”，即不應把筷子含在嘴里，并發出咝咝聲響。

筷子的哲理探究

中國文化博大精深，一雙筷子蘊含了豐富的做人道理和人生哲理，比如：多根筷子不易斷，說明團結的重要性；筷子的長度為7 寸6 分，象征著人類的七情六欲；筷子上方下圓，象征著天圓地方；筷子有2 支，表示天人合一，效法自然；婚嫁送筷子，即祝福新人成雙成對，般配和諧，“筷”生貴子。

活動4 筷子創新設計

隨著生活水平提升，人們對筷子的衛生、功能作用、外觀等都有了新的要求，引導學生結合當前科技設計創新型筷子。

巴氏消毒筷

結構組成 由開關、高能電池、電阻絲、高分子材料和玻璃纖維材質組成的空心筷（圖7），方便攜帶。

科學原理 按下開關，形成通路，電阻絲發熱，溫度傳遞到筷子上，溫度達到60℃及以上時，可起到消毒殺菌的作用。

多功能消毒筷底座

結構組成 筷筒、梯形底座、USB 接口、筷筒內筒中心配置用于殺菌的紫外線燈，以及用于烘干的紅外線燈（圖8）。

科學原理 筷子底座通過USB接口接通電源，紅外線燈升溫使筷子快速烘干，再利用紫外線燈進行殺菌消毒。

活動5 自制筷子

要求學生選擇身邊的材料，本著低碳環保的理念，制作一雙筷子。

材料及工具

材料：竹棍、木板等。

工具：刀、鋸子、砂紙等。

制作過程

①選擇原材料中適合做筷子的部分，將其他部分截掉；②用刀將所選材料從中間一分為二，并削成筷子的形狀，再用砂紙打磨光滑；③用巴氏消毒法對做好的筷子進行消毒，并晾曬干。

活動6 筷子文化宣傳

鼓勵學生制作手抄報，向身邊的同學宣傳筷子文化。

活動評價

對照活動目標，從科學觀念、科學思維、探究實踐、態度責任4個方面設計活動評價表（表1），教師和學生根據評價表進行自評、互評和師評，獲得9 ～ 12 分的學生即可獲得“科技小能人”獎狀和徽章，在每月的小能人徽章頒發儀式上發放。

該項目參與了第36 屆全國青少年科技創新大賽科技輔導員科教創新成果線上交流活動