中国传统科技文化与STEM教育——锯子
STEM知识素养
一、人文知识
锯子的发明有多种传说。其中，最著名的一个故事是关于中国古代的发明家鲁班。据说，鲁班接受了一项建造大宫殿的任务，需要大量的木材。由于当时缺乏有效的锯子，他的徒弟们每天都在辛苦地用斧子砍伐木材，但效率很低，木料仍然远远不足，工程进度受到了影响。一天，鲁班在山上不慎被一种野草的叶子划破了手，他开始仔细观察这种野草，发现草的两边都长有许多小细齿，这些小齿就是将他的手划破的原因。他想到，如果将带有很多小齿的铁条制成锯子，应该能够更快速、更省力地砍伐木材。于是，在他的想法和金属工匠的帮助下，鲁班做出了世界上的第一把锯——一把带有许多小齿的铁条。他用这个简陋的锯去锯树，果然又快又省力，锯就这样发明了。
实际上，锯的发明可能并非源于鲁班。在中国的新石器时代，人们就已经开始加工和使用带齿的石镰和蚌镰，这些实际上是锯子的雏形。但是鲁班的传说故事揭示了古代中国人对于工具发明和应用的深入理解和创新精神。
二、科学知识
锯子的原理主要是利用锯齿在材料表面来回摩擦，将材料切割成所需的形状和尺寸。在锯子的使用过程中，锯齿与材料表面产生摩擦，这种摩擦力能够切入材料，使锯齿的形状和材料的形状和尺寸相匹配。通过这种方式，锯子能够将材料切割成所需的形状和大小。此外，锯子的锯齿设计也有一定的原理。锯齿的形状和排列经过精心设计，以便在切割过程中能够最大限度地增加摩擦面积和摩擦力，从而更有效地将材料切割开来。同时，锯子的锯齿也需要保持锋利，以便在切割过程中能够更轻松地切入材料。
STEM活动实践
创意实践
1.选择废弃的钢锯作为主体部分。如果难以找到合适的钢锯，也可以用硬度较高的铁丝代替。同时，需要准备一根直径约2厘米、长度约20厘米的木材作为手柄。
2. 考虑到便携性和使用场景，可以将锯子设计成“T”形结构，即将钢锯固定在一根木棒上。
3. 将钢锯磨尖一端，以便进行切割。然后，在木棒的一端钻一个小孔，将钢锯插入并固定。最后，可以进一步打磨木棒的表面，以增加手握的舒适度。
4. 将加工好的钢锯和木棒用螺丝或胶水固定在一起，即完成简易锯子的制作。
创意改良
当用铁丝代替钢锯时，可以用钳子在铁丝上压一些小齿，让锯子更加的锋利。
创意挑战
只用一根铁丝是不是也能制作出一把锯子（手柄和锯条都用铁丝来制作）？试着制作一下吧！如何才能让你做的锯子更锋利?
（作者/马顺存 湖南师范大学附属中学）
（一审：夏博 二审：刘乐 三审：蒋玉青）
