像工程师一样思考

你们小组有一叠纸和一点胶带，任务只有一个：搭出尽可能高、并且能自己站住的塔。它必须在没人扶的情况下稳住至少十秒。越高越好，但站不住的高塔不算数。

所有高的东西都要解决和你的塔一样的问题：怎样立住而不倒。设计高层建筑的工程师，大部分精力都花在底座和平衡上，而不是顶端。

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工程设计流程

工程师解决问题时反复走的几个步骤：提问、构想、规划、制作、测试和改进。

稳定性

一样东西能站得多稳而不倒。底座又宽又低会更稳。

原型

设计的第一个版本，做出来是为了能测试它、从中学习。

重新设计

测试之后调整设计让它更好用，而不是推倒重来。

• 纸
• 胶带
• 剪刀
• 尺子
• 硬币或小重物

工程师会先规划再动手。在拿起胶带之前，先把这些想清楚。

1. 1动手之前先把想法画下来。草图就够了。
2. 2标出设计中最结实的部分，以及你最没把握的部分。
3. 3预测测试时哪里会最先失败。
4. 4决定每种材料放在哪里，以及那种材料为什么适合那个位置。

These are guides, not rules. Two students can follow them and build very different designs - that is the point.

1. 1

   从底座开始。想好要做多宽，底座越宽越不容易倒。

2. 2

   选择怎么用你的纸：卷成筒、折成柱、裁成平条，或者混着来。没有唯一正确的形状。

3. 3

   一段一段地搭，边搭边测，不要一口气把整座塔做完。

4. 4

   只在零件连接处贴胶带。顶端胶带太多，会把重量加在你最不想加的地方。

5. 5

   边搭边把它立起来，确认没有歪斜再往上加高。

A design is only finished when it passes a fair test. Run each test the same way every time.

• 高度测试

  把做好的塔立在平整的桌面上，从桌面量到塔顶。

  测量： 高度（厘米）

• 独立站立测试

  完全松手，然后开始数数。

  测量： 倒下之前站住了多少秒（目标：10 秒以上）

• 晃动测试

  在一臂远的地方轻轻朝塔吹气。

  测量： 它是晃一下又稳住，还是倒了？

Write down what happens each time you test. Your numbers tell you what to improve. Print this page or copy the table into your notebook.

Your first version is a prototype, not the final answer. Change one thing based on what failed, then test again.

• 如果它倒了，就把底座加宽，或者把更多重量移到下面。
• 如果中间塌了或弯了，就在那一段加一道折痕或一个支撑，让它更硬。
• 如果顶端往下垂，就在上面少用点纸，让塔在最脆弱的地方更轻。
• 每次只改一处再测试，这样你才知道到底是什么起了作用。

1. 1是什么让你的塔变稳或变不稳？
2. 2哪种形状或哪种底座效果最好？
3. 3最先失败的是什么？
4. 4测试之后你改进了什么？
5. 5第二个设计比第一个好在哪里？

• 重新搭一座塔，让它在塔顶托住一枚硬币而不倒。
• 少用一张纸，试着打破你自己的最高纪录。
• 设计一座既能扛住轻轻撞一下桌子、也能扛住一口气的塔。

Running this lesson? The parent & teacher guide has setup, materials prep, safety notes, common failure points, and questions to ask.