中南大学分营：神奇的A4纸模建筑设计竞赛

2015年全国青少年高校科学营中南大学分营以“科技启航放飞梦想”为主题，通过“交流学习”，“参观体验”、“实践动手”3个篇章，开展了一系列活动。从著名地球物理学家何继善院士的报告会到参观全世界最大的高速列车研究中心；从科学兴趣探索实验到名侦探柯南与化学探秘，营员们近距离地接触了科学研究与科技创新，畅快地感受了先进技术在生产中带来的巨大革新，不仅增长了见识，而且为将来的梦想构筑了一道美丽的彩虹。其中，“神奇的A4纸模建筑设计竞赛”是中南大学隆重推出的最新科学营活动板块，旨在让营员们通过建筑制造探索设计，进行承重实验，感受科技的神奇。

活动简介

一张普通的A4纸可以做什么？可以设计出一个建筑吗？能设计一个怎样的建筑？如何让纸模建筑承载更多的重量？这里面有怎样的科学知识……

“神奇的A4纸模建筑设计竞赛”活动要求每个小组在规定的时间内，用限定的材料和制作工具（一张普通的A4纸、直尺、剪刀、小刀、铅笔、橡皮、打孔器），设计建筑图纸方案，协作完成一个纸模建筑，并进行分享介绍。科学营组委会从承重能力、建筑层数、作品高度、创新度等方面进行打分评比。

A4纸模竞赛过程包括了“问题提出、问题思考、资料查阅、原理学习、图纸设计、小组讨论、练习尝试、问题请教、实践操作、交流讲解、承重验证”等多个环节。从入营教育抛出问题到闭幕式颁奖成果分享，活动贯穿整个科学营始终，营员们体验了“提出问题思考问题解决问题”的基本科研流程；用简单的材料和工具制作出出乎意料的纸模建筑，原理又贴近生活，让营员感受科学的神奇，激发科学兴趣；分小组协作完成，集思广益，培养了团队意识；引入竞赛评比模式，鼓励学生的积极性、主动性；通过独立进行简单科学设计思考，培养营员的科研逻辑思维，锻炼实践动手能力；并在此基础上了解建筑、材料等基础科普知识，培养科学素养。

活动实施方案

前期筹备

前期筹备是整个活动成功开展的关键，具体包括召开校内协调会、活动方案设计、演示视频制作、活动志愿者招募、活动材料准备等环节。

模拟实验

在专业指导教师的指导和科技志愿者的帮助下，各班班主任、班级助导、纸模专项志愿者进行模拟制作。尝试完成一个合格纸模建筑的所有流程，讨论发现活动实施过程中可能面临的问题，明确整个设计的关键点、难点，进而完善活动方案，补充相关细节。

营员准备

◇问题提出：入营教育环节，组委会将A4纸模的大致情况向营员介绍，要求营员自行通过网络、图书馆、请教教师等环节先行了解纸模设计，学习相关知识点，构思初步方案。

◇团队组建：分组，建议每个小组有1～2名动手能力强、1名擅长画图、1名擅长表达的同学。

◇集中培训：由教师进行讲解，介绍纸模设计的基础知识点、设计的基本结构及如何进行裁剪等；播放演示视频，并将科技志愿者等介绍给对应的班级，进行交流沟通，引导设计相关的草图。给每个小组1张A4纸及简单的制作工具，在助导及志愿者的帮助下尝试进行画图设计及基本结构的裁剪组装，鼓励学生在科技志愿者指导下进行探索模拟制作。

设计制作

在前期准备的基础上，各小组正式进行设计制作，允许小组内部讨论，小组之间不允许讨论。整个制作过程中科技志愿者和教师主要起引导作用，对一些违反基本原理的地方予以解释和引导，助导、志愿者都不参与制作过程。志愿者和主持人随时观察学生制作情况，随时指导、提醒学生。

讲解评比

每个小组在规定的时间内制作出符合要求的A4纸承重纸模建筑，然后围绕作品进行1分钟左右的讲解，讲解内容主要包括纸模的设计结构形式、设计亮点和活动收获等。

小组成员讲解结束后马上进行承重测试，承载需稳定1分钟后才能算有效成绩，承载过程中纸模建筑达到极限荷载发生破坏则成绩无效。

记录纸模自重、有效层数、有效高度、有效极限荷载值（玻璃球的数目），综合作品创新程度进行计算得分。在时间充足的条件下，鼓励营员在完成作品后积极探索改进方法，甚至动手制作新的作品。

跟踪培养

搭建QQ、微信等平台，鼓励科学营营员与科技志愿者建立长久联系。并为科学营营员提供一些类似的开放性问题，鼓励营员在后续的学习生活中进行设计尝试，增强实践动手能力，加深对相关领域知识的学习了解，培养科学兴趣。

活动特色

活动设计彰显科学魅力。制作材料是生活中普通的A4纸，工具只有剪刀、铅笔等，只通过设计、画图、裁剪、折叠、打孔、组装等简单操作，却可以制作出一个承载超过50颗玻璃球的美观建筑。这样一个看似不可能完成的工作，让营员们感受到科学的神奇，彰显科学的魅力。

方案开放培养科学兴趣。结合青少年好奇心和思维活跃的特点，竞赛只规定了材料、工具，具体设计方案没有任何限制，制作方法多种多样。在营员掌握一定理论知识的情况下，这种开放的模式鼓励每位营员积极思考，激发对科学的热爱、投身科研的远大志向。

实践动手学习科研流程。活动过程中营员们经历的状态为：从“可能吗”到“怎么做”，再到“怎样做得更好”，最后是“为什么这样做”，这正是“提出问题思考问题解决问题反思问题”的基本科学研究的过程，学员接受认同度高，有助于启发学生的创新思维。

竞赛模式激发积极进取心。活动采用竞赛评比的方式进行，充分挖掘营员内在潜力，要求各个小组在整个过程中都积极思考，始终保持高度的热情，培养竞争意识。

小组协助培养团队意识。活动包括了设计、画图、裁剪、制作、讲解等多个环节，要想优秀地完成纸模建筑，需要每名同学发挥各自所长、明确分工，在相互协作中高效完成，鼓励交流沟通，增进友谊。

活动过程体验大学生活。图书馆查询资料，上网了解最新进展，请教教师，同学问讨论，项目阐述，专门的制作教室，简单却神奇的科学知识……让营员们在活动过程中体验大学的生活。

“原来一张普通的A4纸中也包含着许多学问，每一分成功都来之不易。做科研需要‘耐得住寂寞，经得起诱惑。为了祖国的事业，无数科研人员团结协作，艰苦奋斗，才让无数难题得以悉数破解。在科研这一没有硝烟的战场上，我们青少年未来一定要担当重任，但闻耕耘，不问收获，带着好奇与求知为科学事业奉献自己的力量。”

——湖南永州东安一中李日澍