未來設計師——“瘋狂過山車”創意設計制作活動方案

劉宏宇

活動依據

為豐富學生實踐活動內容，根據北京市朝陽區教育委員會制定的《學生學習能力提升工程》文件，結合學生課后活動計劃，設計了朝陽區學生實踐能力提升系列活動。“瘋狂過山車”設計制作比賽作為此系列活動的內容之一，以其獨有的挑戰性與趣味性，深受學生歡迎。

面對不同年齡階段的學生，本項活動的考查重點也略有不同。在學生動手搭建的過程中，能夠有效地考查小學生使用工具的能力，通過加強合作意識和工作的條理性提升學生的科學素養；對于中學生而言，活動中“過山車”的設計是對他們學習課本中“向心力”“能量轉化”等內容的綜合性考查。

活動目標

小學生大致了解“向心力”“能量轉化”等知識內容，并能夠進行簡單應用；中學生能夠利用基礎物理知識嘗試對軌道進行創意設計。

鍛煉讀圖能力，學會基本工具的使用方法。

通過觀察游樂場的過山車設計嘗試對瘋狂過山車的軌道加以改進，培養學生創新精神。

活動過程

校級活動

組委會對教師的培訓：組委會通過發放往屆優秀作品視頻和歷年活動照片的方式，使各校教師了解搭建結構的要點，熟悉搭建的基本方式。此外定期為各校教師提供現場答疑，凡是在學生訓練過程中出現的技術性、規則性問題，可以及時提出，組委會當場予以答復。

各校教師對學生的培訓：各校教師在充分了解競賽規則和搭建方法之后，統一對各班有興趣的學生進行培訓。培訓內容包括工具的使用方法、過山車結構的設計方法、過山車軌道整體的安裝方法等。培訓過程中，還應該為學生提供結構設計的指導，在發揮學生設計創新性的同時，向學生講解相關科學知識。

以班級為單位開展活動：為各班準備相同的材料，要求有興趣的學生在課余時間進行搭建。評比規則可以自行設計。

以社團為單位開展活動：在班級開展活動的基礎上，通過自愿報名的方式，組建一支校級活動社團，開展瘋狂過山車創意搭建活動。在社團活動中，針對市區級競賽內容，教師向學生深度講解搭建要領，與學生共同討論完成結構設計。在區級競賽開展前夕完成參賽隊員的甄選，完成競賽軌道的設計，開展賽前集訓等。

區級活動

活動地點選址：過山車與火車看似不相干，可實質上過山車和火車一樣，都利用了相同的運行原理——輪軌原理。本次活動為了讓參賽學生更充分地了解輪軌原理，經協商將活動地點定在中國鐵道博物館（東郊館）機車車輛展廳。

簽到入場：簽到處設在展廳售票處旁，簽到后方可入場。為避免參賽人員報道集中可能會引起的擁堵，根據場館開館經驗，將學生報到時間錯開參觀游客入館高峰時段，同時設立單獨通道，僅供競賽選手進出，避免擁擠踩踏隱患。

選手入場：進入競賽區域后，評委引導學生到達各隊比賽位置。全體參賽隊員到位后，將所有材料打開，等待比賽開始。此時段評委要檢查所有搭建軌道使用的材料，要求材料必須是零散狀態，否則需要現場拆解至零散狀態方可開始比賽。

搭建軌道：所有參賽隊根據規則要求，搭建1個完整的瘋狂過山車軌道。總時間為1.5小時。同時隊員入場后，每隊發放1張回環結構的圖片，各隊需要按照圖片在自己設計的軌道中搭建出1個能夠順暢運行的相同結構。

評委打分：競賽中將對賽場環境、工具使用、合作分工、制作獨立性、制作時間、成功次數等環節進行評分。各隊有3次測試機會，3次測試的成功率及鋼球在軌道上的運行時間，都將成為評分依據。

軌道錄像：賽事評審會對每組過山車進行運行錄像，作為軌道創意性評審依據。將各組過山車運行情況進行錄像，可以方便賽事評委會進行二次評審。競賽錄像資料還可供以后競賽輔導教師學習使用。

零件拆卸：評委評審完成后，參賽隊要在過山車軌道拆卸完成并檢查通過之后，方可離開競賽場地。設計這個評判環節，可讓學生了解到整理賽場、整理自己工作環境的重要性，可以提醒學生時刻注意自身修養。

場館參觀：競賽結束后，組委會安排了鐵道博物館參觀環節，由講解員講解軌道設計及鐵路相關知識。

活動評判

校級活動評判方法

校級活動一方面要關注學生對于相關知識的學習效果檢測，如開展校級競賽活動的成績檢測等。另一方面要關注學生在活動期間的能力提升，可以要求學生在展示軌道時，向大家介紹自己的創意，教師可以借此觀察學生的動手能力、語言表達能力和團隊合作意識等。

區級活動評判方法

本次活動在關注學生動手操作能力的同時，也十分注重學生科學素養的提升，所以在競賽評判中也體現了這方面的要求。競賽場地是否整齊、使用工具是否合理、團隊分工是否明確、是否脫離教師家長獨立完成，這4項內容是本次活動能夠考查到的關于科學素養的重點內容，由評委在活動過程中進行評價。

在評判過程中，由每6組隊伍安排1個固定裁判，該裁判固定為這6組隊伍打分。除此之外，為了突出競賽公平性，另安排7位巡場裁判，為每組隊伍打分，最終以平均成績記為總成績。

該項目獲得第31屆全國青少年科技創新大賽科技輔導員創新成果科技教育方案類一等獎。

專家評語

該方案體現了“三自”原則，教育目標明確，傳播的與輪軌原理相關之科學知識、方法、技能和思想來源基本可靠，符合科技教育活動的基本規律，所設計“瘋狂過山車”活動的內容和形式具有較好的創新性，方案同時體現出完整性和可行性，實施后亦會產生較好的示范效應。但是，方案涉及上述設計制作之效果監測似有不足，建議繼續完善該方案，以充分發揮其提升青少年科學素質的作用。endprint