中南大學(xué)分營(yíng)：神奇的A4紙模建筑設(shè)計(jì)競(jìng)賽

2015年全國(guó)青少年高校科學(xué)營(yíng)中南大學(xué)分營(yíng)以“科技啟航放飛夢(mèng)想”為主題，通過(guò)“交流學(xué)習(xí)”，“參觀體驗(yàn)”、“實(shí)踐動(dòng)手”3個(gè)篇章，開展了一系列活動(dòng)。從著名地球物理學(xué)家何繼善院士的報(bào)告會(huì)到參觀全世界最大的高速列車研究中心；從科學(xué)興趣探索實(shí)驗(yàn)到名偵探柯南與化學(xué)探秘，營(yíng)員們近距離地接觸了科學(xué)研究與科技創(chuàng)新，暢快地感受了先進(jìn)技術(shù)在生產(chǎn)中帶來(lái)的巨大革新，不僅增長(zhǎng)了見(jiàn)識(shí)，而且為將來(lái)的夢(mèng)想構(gòu)筑了一道美麗的彩虹。其中，“神奇的A4紙模建筑設(shè)計(jì)競(jìng)賽”是中南大學(xué)隆重推出的最新科學(xué)營(yíng)活動(dòng)板塊，旨在讓營(yíng)員們通過(guò)建筑制造探索設(shè)計(jì)，進(jìn)行承重實(shí)驗(yàn)，感受科技的神奇。

活動(dòng)簡(jiǎn)介

一張普通的A4紙可以做什么？可以設(shè)計(jì)出一個(gè)建筑嗎？能設(shè)計(jì)一個(gè)怎樣的建筑？如何讓紙模建筑承載更多的重量？這里面有怎樣的科學(xué)知識(shí)……

“神奇的A4紙模建筑設(shè)計(jì)競(jìng)賽”活動(dòng)要求每個(gè)小組在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，用限定的材料和制作工具（一張普通的A4紙、直尺、剪刀、小刀、鉛筆、橡皮、打孔器），設(shè)計(jì)建筑圖紙方案，協(xié)作完成一個(gè)紙模建筑，并進(jìn)行分享介紹?？茖W(xué)營(yíng)組委會(huì)從承重能力、建筑層數(shù)、作品高度、創(chuàng)新度等方面進(jìn)行打分評(píng)比。

A4紙模競(jìng)賽過(guò)程包括了“問(wèn)題提出、問(wèn)題思考、資料查閱、原理學(xué)習(xí)、圖紙?jiān)O(shè)計(jì)、小組討論、練習(xí)嘗試、問(wèn)題請(qǐng)教、實(shí)踐操作、交流講解、承重驗(yàn)證”等多個(gè)環(huán)節(jié)。從入營(yíng)教育拋出問(wèn)題到閉幕式頒獎(jiǎng)成果分享，活動(dòng)貫穿整個(gè)科學(xué)營(yíng)始終，營(yíng)員們體驗(yàn)了“提出問(wèn)題思考問(wèn)題解決問(wèn)題”的基本科研流程；用簡(jiǎn)單的材料和工具制作出出乎意料的紙模建筑，原理又貼近生活，讓營(yíng)員感受科學(xué)的神奇，激發(fā)科學(xué)興趣；分小組協(xié)作完成，集思廣益，培養(yǎng)了團(tuán)隊(duì)意識(shí)；引入競(jìng)賽評(píng)比模式，鼓勵(lì)學(xué)生的積極性、主動(dòng)性；通過(guò)獨(dú)立進(jìn)行簡(jiǎn)單科學(xué)設(shè)計(jì)思考，培養(yǎng)營(yíng)員的科研邏輯思維，鍛煉實(shí)踐動(dòng)手能力；并在此基礎(chǔ)上了解建筑、材料等基礎(chǔ)科普知識(shí)，培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)。

活動(dòng)實(shí)施方案

前期籌備

前期籌備是整個(gè)活動(dòng)成功開展的關(guān)鍵，具體包括召開校內(nèi)協(xié)調(diào)會(huì)、活動(dòng)方案設(shè)計(jì)、演示視頻制作、活動(dòng)志愿者招募、活動(dòng)材料準(zhǔn)備等環(huán)節(jié)。

模擬實(shí)驗(yàn)

在專業(yè)指導(dǎo)教師的指導(dǎo)和科技志愿者的幫助下，各班班主任、班級(jí)助導(dǎo)、紙模專項(xiàng)志愿者進(jìn)行模擬制作。嘗試完成一個(gè)合格紙模建筑的所有流程，討論發(fā)現(xiàn)活動(dòng)實(shí)施過(guò)程中可能面臨的問(wèn)題，明確整個(gè)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)、難點(diǎn)，進(jìn)而完善活動(dòng)方案，補(bǔ)充相關(guān)細(xì)節(jié)。

營(yíng)員準(zhǔn)備

◇問(wèn)題提出：入營(yíng)教育環(huán)節(jié)，組委會(huì)將A4紙模的大致情況向營(yíng)員介紹，要求營(yíng)員自行通過(guò)網(wǎng)絡(luò)、圖書館、請(qǐng)教教師等環(huán)節(jié)先行了解紙模設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，構(gòu)思初步方案。

◇團(tuán)隊(duì)組建：分組，建議每個(gè)小組有1～2名動(dòng)手能力強(qiáng)、1名擅長(zhǎng)畫圖、1名擅長(zhǎng)表達(dá)的同學(xué)。

◇集中培訓(xùn)：由教師進(jìn)行講解，介紹紙模設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)、設(shè)計(jì)的基本結(jié)構(gòu)及如何進(jìn)行裁剪等；播放演示視頻，并將科技志愿者等介紹給對(duì)應(yīng)的班級(jí)，進(jìn)行交流溝通，引導(dǎo)設(shè)計(jì)相關(guān)的草圖。給每個(gè)小組1張A4紙及簡(jiǎn)單的制作工具，在助導(dǎo)及志愿者的幫助下嘗試進(jìn)行畫圖設(shè)計(jì)及基本結(jié)構(gòu)的裁剪組裝，鼓勵(lì)學(xué)生在科技志愿者指導(dǎo)下進(jìn)行探索模擬制作。

設(shè)計(jì)制作

在前期準(zhǔn)備的基礎(chǔ)上，各小組正式進(jìn)行設(shè)計(jì)制作，允許小組內(nèi)部討論，小組之間不允許討論。整個(gè)制作過(guò)程中科技志愿者和教師主要起引導(dǎo)作用，對(duì)一些違反基本原理的地方予以解釋和引導(dǎo)，助導(dǎo)、志愿者都不參與制作過(guò)程。志愿者和主持人隨時(shí)觀察學(xué)生制作情況，隨時(shí)指導(dǎo)、提醒學(xué)生。

講解評(píng)比

每個(gè)小組在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)制作出符合要求的A4紙承重紙模建筑，然后圍繞作品進(jìn)行1分鐘左右的講解，講解內(nèi)容主要包括紙模的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式、設(shè)計(jì)亮點(diǎn)和活動(dòng)收獲等。

小組成員講解結(jié)束后馬上進(jìn)行承重測(cè)試，承載需穩(wěn)定1分鐘后才能算有效成績(jī)，承載過(guò)程中紙模建筑達(dá)到極限荷載發(fā)生破壞則成績(jī)無(wú)效。

記錄紙模自重、有效層數(shù)、有效高度、有效極限荷載值（玻璃球的數(shù)目），綜合作品創(chuàng)新程度進(jìn)行計(jì)算得分。在時(shí)間充足的條件下，鼓勵(lì)營(yíng)員在完成作品后積極探索改進(jìn)方法，甚至動(dòng)手制作新的作品。

跟蹤培養(yǎng)

搭建QQ、微信等平臺(tái)，鼓勵(lì)科學(xué)營(yíng)營(yíng)員與科技志愿者建立長(zhǎng)久聯(lián)系。并為科學(xué)營(yíng)營(yíng)員提供一些類似的開放性問(wèn)題，鼓勵(lì)營(yíng)員在后續(xù)的學(xué)習(xí)生活中進(jìn)行設(shè)計(jì)嘗試，增強(qiáng)實(shí)踐動(dòng)手能力，加深對(duì)相關(guān)領(lǐng)域知識(shí)的學(xué)習(xí)了解，培養(yǎng)科學(xué)興趣。

活動(dòng)特色

活動(dòng)設(shè)計(jì)彰顯科學(xué)魅力。制作材料是生活中普通的A4紙，工具只有剪刀、鉛筆等，只通過(guò)設(shè)計(jì)、畫圖、裁剪、折疊、打孔、組裝等簡(jiǎn)單操作，卻可以制作出一個(gè)承載超過(guò)50顆玻璃球的美觀建筑。這樣一個(gè)看似不可能完成的工作，讓營(yíng)員們感受到科學(xué)的神奇，彰顯科學(xué)的魅力。

方案開放培養(yǎng)科學(xué)興趣。結(jié)合青少年好奇心和思維活躍的特點(diǎn)，競(jìng)賽只規(guī)定了材料、工具，具體設(shè)計(jì)方案沒(méi)有任何限制，制作方法多種多樣。在營(yíng)員掌握一定理論知識(shí)的情況下，這種開放的模式鼓勵(lì)每位營(yíng)員積極思考，激發(fā)對(duì)科學(xué)的熱愛(ài)、投身科研的遠(yuǎn)大志向。

實(shí)踐動(dòng)手學(xué)習(xí)科研流程?；顒?dòng)過(guò)程中營(yíng)員們經(jīng)歷的狀態(tài)為：從“可能嗎”到“怎么做”，再到“怎樣做得更好”，最后是“為什么這樣做”，這正是“提出問(wèn)題思考問(wèn)題解決問(wèn)題反思問(wèn)題”的基本科學(xué)研究的過(guò)程，學(xué)員接受認(rèn)同度高，有助于啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

競(jìng)賽模式激發(fā)積極進(jìn)取心?；顒?dòng)采用競(jìng)賽評(píng)比的方式進(jìn)行，充分挖掘營(yíng)員內(nèi)在潛力，要求各個(gè)小組在整個(gè)過(guò)程中都積極思考，始終保持高度的熱情，培養(yǎng)競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)。

小組協(xié)助培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)意識(shí)?；顒?dòng)包括了設(shè)計(jì)、畫圖、裁剪、制作、講解等多個(gè)環(huán)節(jié)，要想優(yōu)秀地完成紙模建筑，需要每名同學(xué)發(fā)揮各自所長(zhǎng)、明確分工，在相互協(xié)作中高效完成，鼓勵(lì)交流溝通，增進(jìn)友誼。

活動(dòng)過(guò)程體驗(yàn)大學(xué)生活。圖書館查詢資料，上網(wǎng)了解最新進(jìn)展，請(qǐng)教教師，同學(xué)問(wèn)討論，項(xiàng)目闡述，專門的制作教室，簡(jiǎn)單卻神奇的科學(xué)知識(shí)……讓營(yíng)員們?cè)诨顒?dòng)過(guò)程中體驗(yàn)大學(xué)的生活。

“原來(lái)一張普通的A4紙中也包含著許多學(xué)問(wèn)，每一分成功都來(lái)之不易。做科研需要‘耐得住寂寞，經(jīng)得起誘惑。為了祖國(guó)的事業(yè)，無(wú)數(shù)科研人員團(tuán)結(jié)協(xié)作，艱苦奮斗，才讓無(wú)數(shù)難題得以悉數(shù)破解。在科研這一沒(méi)有硝煙的戰(zhàn)場(chǎng)上，我們青少年未來(lái)一定要擔(dān)當(dāng)重任，但聞耕耘，不問(wèn)收獲，帶著好奇與求知為科學(xué)事業(yè)奉獻(xiàn)自己的力量?！?/p>

——湖南永州東安一中李日澍