未来设计师——“疯狂过山车”创意设计制作活动方案

刘宏宇

活动依据

为丰富学生实践活动内容，根据北京市朝阳区教育委员会制定的《学生学习能力提升工程》文件，结合学生课后活动计划，设计了朝阳区学生实践能力提升系列活动。“疯狂过山车”设计制作比赛作为此系列活动的内容之一，以其独有的挑战性与趣味性，深受学生欢迎。

面对不同年龄阶段的学生，本项活动的考查重点也略有不同。在学生动手搭建的过程中，能够有效地考查小学生使用工具的能力，通过加强合作意识和工作的条理性提升学生的科学素养；对于中学生而言，活动中“过山车”的设计是对他们学习课本中“向心力”“能量转化”等内容的综合性考查。

活动目标

小学生大致了解“向心力”“能量转化”等知识内容，并能够进行简单应用；中学生能够利用基础物理知识尝试对轨道进行创意设计。

锻炼读图能力，学会基本工具的使用方法。

通过观察游乐场的过山车设计尝试对疯狂过山车的轨道加以改进，培养学生创新精神。

活动过程

校级活动

组委会对教师的培训：组委会通过发放往届优秀作品视频和历年活动照片的方式，使各校教师了解搭建结构的要点，熟悉搭建的基本方式。此外定期为各校教师提供现场答疑，凡是在学生训练过程中出现的技术性、规则性问题，可以及时提出，组委会当场予以答复。

各校教师对学生的培训：各校教师在充分了解竞赛规则和搭建方法之后，统一对各班有兴趣的学生进行培训。培训内容包括工具的使用方法、过山车结构的设计方法、过山车轨道整体的安装方法等。培训过程中，还应该为学生提供结构设计的指导，在发挥学生设计创新性的同时，向学生讲解相关科学知识。

以班级为单位开展活动：为各班准备相同的材料，要求有兴趣的学生在课余时间进行搭建。评比规则可以自行设计。

以社团为单位开展活动：在班级开展活动的基础上，通过自愿报名的方式，组建一支校级活动社团，开展疯狂过山车创意搭建活动。在社团活动中，针对市区级竞赛内容，教师向学生深度讲解搭建要领，与学生共同讨论完成结构设计。在区级竞赛开展前夕完成参赛队员的甄选，完成竞赛轨道的设计，开展赛前集训等。

区级活动

活动地点选址：过山车与火车看似不相干，可实质上过山车和火车一样，都利用了相同的运行原理——轮轨原理。本次活动为了让参赛学生更充分地了解轮轨原理，经协商将活动地点定在中国铁道博物馆（东郊馆）机车车辆展厅。

签到入场：签到处设在展厅售票处旁，签到后方可入场。为避免参赛人员报道集中可能会引起的拥堵，根据场馆开馆经验，将学生报到时间错开参观游客入馆高峰时段，同时设立单独通道，仅供竞赛选手进出，避免拥挤踩踏隐患。

选手入场：进入竞赛区域后，评委引导学生到达各队比赛位置。全体参赛队员到位后，将所有材料打开，等待比赛开始。此时段评委要检查所有搭建轨道使用的材料，要求材料必须是零散状态，否则需要现场拆解至零散状态方可开始比赛。

搭建轨道：所有参赛队根据规则要求，搭建1个完整的疯狂过山车轨道。总时间为1.5小时。同时队员入场后，每队发放1张回环结构的图片，各队需要按照图片在自己设计的轨道中搭建出1个能够顺畅运行的相同结构。

评委打分：竞赛中将对赛场环境、工具使用、合作分工、制作独立性、制作时间、成功次数等环节进行评分。各队有3次测试机会，3次测试的成功率及钢球在轨道上的运行时间，都将成为评分依据。

轨道录像：赛事评审会对每组过山车进行运行录像，作为轨道创意性评审依据。将各组过山车运行情況进行录像，可以方便赛事评委会进行二次评审。竞赛录像资料还可供以后竞赛辅导教师学习使用。

零件拆卸：评委评审完成后，参赛队要在过山车轨道拆卸完成并检查通过之后，方可离开竞赛场地。设计这个评判环节，可让学生了解到整理赛场、整理自己工作环境的重要性，可以提醒学生时刻注意自身修养。

场馆参观：竞赛结束后，组委会安排了铁道博物馆参观环节，由讲解员讲解轨道设计及铁路相关知识。

活动评判

校级活动评判方法

校级活动一方面要关注学生对于相关知识的学习效果检测，如开展校级竞赛活动的成绩检测等。另一方面要关注学生在活动期间的能力提升，可以要求学生在展示轨道时，向大家介绍自己的创意，教师可以借此观察学生的动手能力、语言表达能力和团队合作意识等。

区级活动评判方法

本次活动在关注学生动手操作能力的同时，也十分注重学生科学素养的提升，所以在竞赛评判中也体现了这方面的要求。竞赛场地是否整齐、使用工具是否合理、团队分工是否明确、是否脱离教师家长独立完成，这4项内容是本次活动能够考查到的关于科学素养的重点内容，由评委在活动过程中进行评价。

在评判过程中，由每6组队伍安排1个固定裁判，该裁判固定为这6组队伍打分。除此之外，为了突出竞赛公平性，另安排7位巡场裁判，为每组队伍打分，最终以平均成绩记为总成绩。

该项目获得第31届全国青少年科技创新大赛科技辅导员创新成果科技教育方案类一等奖。

专家评语

该方案体现了“三自”原则，教育目标明确，传播的与轮轨原理相关之科学知识、方法、技能和思想来源基本可靠，符合科技教育活动的基本规律，所设计“疯狂过山车”活动的内容和形式具有较好的创新性，方案同时体现出完整性和可行性，实施后亦会产生较好的示范效应。但是，方案涉及上述设计制作之效果监测似有不足，建议继续完善该方案，以充分发挥其提升青少年科学素质的作用。endprint