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工程

为什么第一个设计通常不是最好的

4 分钟 阅读

学生在 Avanza STEM 工作坊检查一个刚在荷载测试中倒塌的结构
桥倒塌的那一刻不是课程的终点,通常才是真正学习的开始。

在 Avanza STEM 的几乎每次工程工作坊,桥都会倒塌。而搭桥的孩子脸上几乎都会出现同样的表情:不是垂头丧气,而是在思考。

那个表情就是从内部感受到迭代的样子。即使没有时间完全重建,那次测试也改变了学生对自己设计的理解。

"完成品"的迷思

大多数人以为好设计来自于一个聪明人在动手之前深思熟虑。工程不是这样运作的,大多数创意领域也不是。

真正的设计通过与现实接触来改进。你无法靠思考做出一座更坚固的桥,你必须搭一座、测试它、明白发生了什么,再决定下一步改什么。

核心思想

第一个设计不是成品,而是一个假设。测试告诉你假设是否正确。

一个真实的工作坊案例

在克利夫顿公共图书馆的一次桥梁搭建课中,一组学生搭了一座冰棍棒桥,用书测试,然后看着一侧扭曲,桥最终垮塌。

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    第一个线索:桥侧向扭曲

    在垮塌之前,学生注意到一侧比另一侧倾斜得更厉害。这告诉他们问题不只是重量,而是支撑不均匀。

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    薄弱点:缺少斜向支撑

    侧面桁架有长长的开口矩形,而不是三角形。荷载增加后,那些矩形改变形状,桥失去了刚性。

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    快速改进:一处有针对性的加固

    在剩余时间里,小组在最弱的一侧加了斜向支撑,并讨论了在未来版本中在哪里加对应的支撑。

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    收获:测试给了他们更好的设计

    他们不需要重建整座桥就能学到真实的东西。一次仔细的测试准确告诉他们,下一个设计应该更好地处理什么。

它就在我们没加固的地方断了

Monica,Avanza STEM 工程工作坊的学生

为什么重来不是从零开始

学生在测试后做出改变,并不是从头开始,而是带着第一个设计没有的信息继续前进。

迭代不总意味着在同一次工作坊里重建整个项目。有时候它只是一处聪明的调整、一张更好的草图,或者一条为下一版写下的清晰笔记。

这就是为什么有经验的工程师不总是在第一次尝试时更快,而是更擅长注意第一次尝试在告诉他们什么。

只改一处规则

当东西失败后有时间改进时,在再次测试前只做一处改变。这比听起来更难,因为本能是想一次修掉所有问题。

但如果你改了三处,下一版更好,你不知道是哪处改动起了作用。你只是运气好了,而运气是无法复制到下一次搭建的。

  • 选择针对具体失效点的那处改动
  • 如果工作坊时间允许,就做那处改动
  • 如果可以,在相同条件下再次测试
  • 记下发生了什么,或者你下一步会尝试什么
  • 用那条笔记指导下一个设计

搭点什么并测试它

在我们的工程工作坊,学生会搭建结构、测试它们,并弄清楚结果揭示了设计的什么。

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关于作者

Logan Smith

workshop mentor

Logan mentors students through hands-on engineering builds at Avanza STEM workshops, including our bridge and community sessions.

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