工程基础 · 第 1 课,共 6 课 · 带教指南
像工程师一样思考
项目:纸塔挑战
预计时间
45-60 分钟
准备步骤
- 为每位学生或每个小组清出一张平整的桌子,每份发 5 张纸和大约 30 厘米胶带。
- 设一个「测试站」,配一把尺子或卷尺,让所有塔都用同样的方法测量。
- 把这节课分成两轮:第一次搭建(约 10 分钟)、测试与讨论的暂停,然后重新设计(约 10 分钟)。
材料准备
- 事先把胶带剪成 30 厘米的条,免得课上花时间从卷上撕胶带。
- 在测试站放一小杯硬币,用于可选的「塔顶托硬币」测试。
安全提示
- 整体风险很低。剪刀放在桌上,递的时候把手朝前。
学生应该学到什么
- 说出工程设计流程的各个步骤,并明白第一次尝试就是原型。
- 解释底座越宽越低,塔就越稳。
- 根据测试结果来调整设计,而不是靠猜。
常见的失败点
- 卷得很细的纸筒,看着高却立刻倒下,因为底座太窄。
- 顶端胶带太多,把重量加在塔最脆弱的地方。
- 整座塔搭完才测试,问题到最后一刻才暴露。
可以问学生的问题
- 「重量跑到哪里去了?」这会把他们的注意力引向底座和平衡。
- 「它倒下的时候,哪一部分最先失败?」
- 「你的第一座塔和第二座塔之间改了什么?」
- 「用同样多的纸,你怎样才能把它做得更高?」
更简单的版本
给出一个目标高度(例如 30 厘米),而不是「越高越好」,并让学生从已经卷好的纸筒开始。
更难的版本
要求塔顶托住一枚硬币 10 秒,或把胶带限制在 15 厘米,让材料的取舍更关键。
收拾建议
- 把纸塔压平回收;没有粘胶带的纸留作草稿纸。
- 把硬币和尺子收回测试站。