初探科技运动会纸桥承重项目

陈梅

【内容摘要】科技运动会举行到现在已经第六届，科技运动会已经被各个中小学喜爱并推广，纸桥承重从科技运动会举办的第一届开始，就备受欢迎，将纸桥承重开发成校本课程，引入学校，它锻炼了学生的动手能力与创新能力,又锻炼了一个团队的合作能力与分工能力。本文主要讲了在社团课中，如何组织学生开展科学综合实践活动。

【关键词】纸桥承重；科技运动会；校本课程

科技运动会是中小学中一个重要的比赛，在比赛的过程中推广了steam教育，将steam的教育理念带入各个学校，在校内开展成社团及课程，笔者正好参与纸桥承重社团的指导，与学生共同学习和探索纸桥承重的项目。

1. 铜版A4纸的科学魅力

纸桥承重，除了在比设计也在比手工。在社团的最开始，给学生抛出了怎么用薄弱的纸张承担起远比纸张重的重物，课题本身就具有很强的吸引力，能够引起学生的好奇心，好奇心使得学生在学习纸桥承重这些内容时的动力，源自于自身。

一张纸怎么能够承重，有不少同学就已经知道把纸张卷成桶不容易变弯，这样的基础上，我们给学生展示了第二届国际青少年科技运动会的纸桥承重项目的作品。与新的比赛项目不同，第二届国际青少年科技运动会的纸桥承重项目的要求是30厘米长的桥身，可以不用桥墩，在这个前提下，大部分作品都是简单的平板桥，就是将纸卷成纸棒，用几张纸卷成的纸棒能承受的重量成几何增长，这样的纸棒当做桥身，能够承受的重量远大于结构桥。再给学生们展示了与比赛项目不同的纸桥，同样是用纸棒造成的桥，与比赛桥身要通车不同的是这里的桥只需要承受静态的重物，几十张纸做成的桥能够站上一个学生。

这样的展示过后，同学们对纸张的力量有了新的认识，对于接下来的纸桥制作也有了一定的想法，知道在桥墩和桥身的设计上应该使用纸棒或者纸筒的设计。

2. 纸桥能承重的秘诀

单是知道纸张的力量还不行，想要做到承受能力强的纸棒，训练卷纸是不能少的。在开始动手之前，同学们信誓旦旦，想要展现自己的卷纸能力，给他们每人一张A4纸，要求是卷出和老师一样的纸棒。不试不知道，动起手来才发现，想要卷出紧实的纸棒不简单。

1. 搓

在卷纸的教学中，要求同学们细心，慢，有耐心。一开始让他们一点一点慢慢的卷，尽量要纸棒中间不留有空心，这样的卷纸难度大，卷的纸棒却能很结实，纸棒中间的空心很小，紧实的纸棒在纸桥的建造中有着关键的作用，这样的训练锻炼了学生的耐心和细心，再后来教他们搓纸的时候也就能够沉下心来，不急躁。

搓纸，是我们在比赛时候的卷纸方法，相比从头就开始用力的慢慢卷相比，搓纸做的纸棒强度不弱，而且节省了很多的时间。搓纸就是将纸张先粗略的卷成纸筒，然后压住纸筒往一开始卷纸的方向搓，用力的搓就把纸筒的空心慢慢减小，最后成了纸棒。

在纸棒的制作教学上用了挺大功夫，因为纸棒的质量在纸桥承重这个项目里是基石。练习卷纸是每堂课都不会少的基本训练，在练习卷纸的同时让学生们画出自己觉得可行的桥梁设计，与学生讨论设计的优点与缺点，在一步步的设计和改进之后有了接下来的研究过程。

2. 搭

搭建桥梁是纸桥承重的最后一步，但正所谓九十九步半百，最后一步也是最关键的一步。我们教师在培训和指导的过程中发现，五六年级的学生动手能力不是很强，在设计好桥身的基础上，学生对纸棒长度的拿捏不准确，不知道应该如何搭建，在纸棒与纸棒之间的拼接上出现问题，常常有粘贴不稳，或者粘贴的地方不对，纸棒的中点也是拿捏不准。这样的指导要一步一步进行，在计算纸棒长度的时候，让学生思考，纸棒的厚度，高度，长度，在裁剪的时候不同的地方应该具体情况具体分析，纸棒衔接应该用加法，纸棒重叠应该在加法的情况下再做减法，减去重叠的厚度，这样得出的结果是我们想要的长度时，再进行裁剪。

在这样的基础上，给学生准备了模板。用一块足够长的木板，在相应的位置打孔，确定好桥墩的位置，在板上一定的长度钉上木板，只要纸板抵着小木板，将纸棒超出底板的部分裁掉，就是想要的长度。在粘贴方面的问题，发现学生的潜意识认为双面胶就只是用来粘贴，我们给学生示范了双面胶在不同纸棒的衔接上还应该用作捆绑的作用。在课余之时，除了按照比赛的要求进行设计和搭建外，还让学生尽情发挥自己的想法和才干，设计出一些自己觉得好看的桥梁。桥梁除了承重以外，我们还让学生试着设计美观的桥梁，让桥梁不再单调，颜色上也让学生们动手选择，自己的作品涂上自己喜欢的好看的颜色，让学生在紧张的学习和准备比赛之余能够感受到纸桥的艺术和快乐，从设计和上色来讲，也增添了之桥承重这个项目的艺术气息，锻炼学生综合素养。

三、桥身的“定心丸”

在老师和学生的一起学习和谈论过后，纸桥承重项目取得不错进展。在桥墩和桥面之间的结构设计中，采用了三角形的稳定性，将连接桥墩和桥面的纸棍的连接点从桥墩中间转移到桥墩底部，使得受力点在桥墩底部，这样的设计使得纸桥中心的承重能力得到不错提升。在桥墩、桥面以及连接用的纸棍中间加上了更多的三角形结构，使得桥面各个点的承重能力得到提升，并且整个桥身的结构也更加稳定。吃力的点转移到桥墩和连接用的纸棍后，桥面省下的材料可以用于加固桥墩和稳定桥身。在还不够完善的测试中，纸桥的承重能力远大于初次的纸桥设计。还加入了拉力。在桥面下方3到5厘米处设置了一条与桥面等长的纸棍，连接了桥墩和两条连接用的纸棍，在这条纸棍和桥面之间顶着短纸棍，在桥面受力时力将传递到该长纸棍上，而纸棍两端连接了桥墩，在受力时桥墩会提供拉力维持纸棍，相应的提高了桥面的承重能力。

以科技运动会项目为例，我们结合综合实践活动课程的基本活动类型与经验、所侧重与倡导的思维品质与学习方式等，认为综合实践活动课程的内核是研究性学习、服务学习等学习方式，也就是说将事实与价值融合起来，将探究、理解生活与服务、热爱生活化为一体。STEM教育理念下的科技综合实践活动真正的学习内容是学生基于自己的生活经验、兴趣而生发的探究问题或主题。培养和聚焦的学生素养必然是跨学科的、综合的、统整的。

参考文献

[1]徐溪溪,吴建平,姬永倩,董德治,李卓豫.基于体验式学习的小学STEAM课程设计与实施——以“模拟桥梁的设计与制作”为例[J].中国信息技术教育,2018(23):57-60.

[2]杨微微. STEAM视域下科学探究活动的教学设计研究与实践[D].广西师范大学,2019.

[3]曹玉新.在活动中求得:基于“纸桥承重大赛”的思考[J].课程教育研究,2019(05):25-26.