中国传统科技文化与STEM教育——青瓷提梁倒灌壶

　　STEM知识素养

　　 一、人文知识

　　青瓷提梁倒灌壶是陕西历史博物馆镇馆之宝之一。这件造型独特、构思巧妙的倒灌壶，壶身呈圆形，盖、梁、身连为一体。象征性的壶盖为柿蒂形，并不能打开。壶身一周饰有凸雕的缠枝牡丹花，下饰一周仰莲瓣，纹饰简洁明快。

　　这个精美的器物，虽然有“盖”，但壶盖与壶身设计制作为一体，根本无法打开。古人总不可能将酒或水从壶嘴注入再倒出来吧。更令人奇怪的是，在壶的底座有一个除壶嘴外唯一能进入壶的内部的通道。

　　二、科学知识

　　倒灌壶是根据物理学中连通器液面等高的原理做成的。其基本原理是：底部互相连通的容器，注入同一种液体，在液体不流动时，连通器内各容器的液面总是保持在同一水平面上。

　　倒灌壶正立时，壶内外液面相平，壶嘴下部的液体与壶内液体在底部相连，内部液体通过漏柱与外界大气相通，利用了连通器内外液面相平的物理原理，即使底部有孔，但壶内漏柱与液体相隔，底部也不会有液体流出。

　　倒灌壶倒立时，从底部向壶内加入液体，同样利用连通器原理，漏柱内外侧的液面相平，当液面高过壶嘴一侧的隔水管时，水从壶嘴往外流，表明水已灌满。

　　整个壶的设计构思与众不同，极富创造性。其造型、结构新颖奇特，集实用性和美观性为一身，可谓巧夺天工。

　　STEM活动实践

　　一、创意实践

　　倒灌壶的制作

　　第一步：注浆。工人把制备好的泥注入模具中，制作出一定的形状、大小、规格，适合加工的陶瓷坯体。

　　第二步：粘结。将注好浆的模具静置一段时间后，取出坯体，并进行粘结。

　　第三步：修坯。将粘结好的坯体阴干后放在旋转桩上，一边旋转一边用刀对坯体修整。

　　第四步：手工刻花。在半干的坯体上刻出纹样的形体结构，使纹样图案微微突出，轮廓清晰、层次分明、体积感强，具有浮雕的效果。

　　第五步：素烧。雕刻完成的坯体经过自然风干后进入到8000C至9000C的窑中烧制，采用素烧是为了增加坯体的机械强力，不易损坏。

　　第六步：上釉。用调制好的釉浆涂满坯体，釉浆让坯体在烧制后产生有玻璃光泽的结晶釉和裂纹釉。

　　第七步：釉烧。经过素烧的坯体施釉后，在进入窑中焙烧，这称为釉烧。

　　二、创意改良

　　实验中可能会出现液体无法注入、无法倒出的情况，请尝试分析原因，并给出解决办法。

　　（作者/覃孔敏 湖南师大附中梅溪湖中学）

（一审：卢小伟 二审：蒋玉青 三审：禹振华）