乐羊羊

一、指导老师与设计者介绍

黄斯华，桂林市临桂区汇荣小学科学老师。曾荣获2014年度柳州市青少年素质教育工作“优秀辅导员”称号、第八届全区优秀自制教具展评活动三等奖。

唐弋婷，桂林市临桂区汇荣小学科学老师。在第五届广西青少年科技运动会“落体缓降项目的研究与思考”的展评项目中荣获三等奖、2020年桂林市临桂区秋季学期远辰学区小学科学实验教学说课比赛荣获二等奖。

莫子高，六年级，就读于桂林市临桂区汇荣小学。负责作品的方案制定与调试。

叶懿明，六年级，就读于桂林市临桂区汇荣小学。擅长裁纸带，并协助队友拼接作品。

刘雨桐，六年级，就读于桂林市临桂区汇荣小学。特长是画圆圈、裁剪圆形纸板，并对半成品进行测试。

二、设计故事

2020年9月，老师向我们三人介绍了落体缓降项目，这个项目是用卡纸制作一个装置，让钢珠在装置上面运动，比谁的钢珠运动得更慢，且要求中途不能停留超过5秒的时间。自此，我们三人组成一个团队，开始了一段研究钢珠和卡纸的奇妙之旅。

三、需要材料

板型材料、管型材料、线型材料、透明胶、双面胶、剪刀、裁纸刀、直尺、打孔器。

四、科创过程

第1步：查阅资料，了解落体缓降装置的四种经典设计结构。

我们经过调查后发现，平面式装置制作简单，用时少，但钢珠运动时间短;钢珠在立体式装置上运动的时间长，但很容易被卡住;钢珠在圆筒式的装置上运动时间长，不易被卡住，但轨道难以制作;簸箕式的裝置制作简单，钢珠运动时间长，但容易被卡住，不稳定。

指导老师黄斯华：为了提高比赛成绩，同学们一开始就坚定地选择立体式装置结构，虽然达到了预期的比赛用时时间，但是钢珠总是在转弯衔接处卡住。在反复观看视频之后，同学们发现圆筒式装置跟簸箕式装置很像，只是钢珠落下的小洞位置不一样。能不能把这两种装置结构合二为一呢？同学们分析了四种结构的优缺点，最后采用了圆筒式装置与簸箕式装置相结合的装置结构。

第2步：对直径的研究。

确定好装置的结构，我们三人对“圆盘直径的大小跟钢珠运动时间的长短是否有关”这个问题进行了研究。我们发现圆盘的直径越大，钢珠运动的时间越长。

指导老师唐弋婷：在研究直径这个过程中，同学们面临的最大挑战是纸张。因为市面上大于4开的纸张都是卷起来存放的，所以制作大型作品时纸张因长期卷曲而难以变平整，进而影响成绩。为了解决这个问题，同学们提前几天就得把要用到的纸张放在桌面上用重物压平，待平整后才能使用。

第3步：对纸张的研究。

我们三人研究后发现：普通的卡纸较软，且表面粗糙，容易变形;铜版纸虽然纸面光滑，但也容易变形;400克的卡纸太硬，不易剪裁。在多次实验后，我们认为用300克的卡纸最好。

指导老师唐弋婷：一开始训练时，老师给同学们准备的是平时常用的彩色卡纸，但是这种纸在比赛环节就变形了。于是，同学们采购了多种不同硬度的卡纸进行研究。

第4步：解决作品不牢固、不方便移动的问题。

作品在最初完成后松松垮垮的，既不牢固也不美观，一碰就倒。我们就在作品底下添加了圆环，用透明胶把圆环与圆盘粘在一起。

第5步：解决了作品层与层之间粘住后难以调节改进的问题。

我们的解决办法是：做大小不一的圆环，一层一层套起来。

指导老师黄斯华：有一次，我在看积木教学视频时思考：这些积木堆得这么牢固，那么学生的作品能不能也像积木一样堆起来呢？于是我拿了几块积木给同学研究。同学们的脑子动得很快，想到了大环套小环的形式。

第6步：解决各层顺序容易乱的问题。

我们解决的办法是：做A字形记号，并在底部加一块纸板。

指导老师黄斯华：做A字形记号的方法，是受到木匠在木板上画排序标记的启发。因为装置中钢珠下落点的位置对成绩有一定的影响，为了确保每次都落到最优位置，我们想到了用A字形记号的方法，这样既能标记层的顺序，也能标记层与层之间圆环的相对位置。

第7步：解决钢珠下落点难确定的问题。

我们想到的解决办法是在小孔下端加一小段轨道引导钢珠的运动。

指导老师黄斯华：同学们发现钢珠每次下落后的运动轨迹都不一样，那么能不能设置一个简单的轨道引导钢珠的运动呢？同学们研究发现，做一个短的直线轨道引导钢珠的运动方向确实是一个解决问题的好方法。

【总结】

1.在参加比赛之前，我们三人没想到看似简单的裁纸有那么多的学问。要想把一张纸裁好不是一件容易的事。

2.参加了这次活动，我们知道了自己还有很多需要学习的地方，要更加努力。

指导老师黄斯华：通过参与本次项目活动，同学们在实践中自己发现问题，自己寻找解决问题的办法，既学到了知识，也锻炼了动手、动脑能力。希望同学们能将不畏艰难、勇于探索的精神应用到今后的学习和生活中去。