新冠肺炎疫情期间，大家都在家里宅，天天上网课，无论对学生还是家长来说，都已经渐渐从一件新鲜事儿，变得开始烦闷起来。对孩子而言，在没有正式开学之前，学校老师以线上授课的方式进行教学，虽然在一定程度上保障了基础课业的延续，但维度毕竟是单一的。这样的时间长了，孩子在其他方面，如动手、动脑、激发创造力、想象力等，都不免显得单薄。 无论是老师还是家长都应该想办法丰富学生的居家生活，同时又与开发学生的创新能力，研究能力相结合起来。
今天我们要跟大家分享一项在国外超火的STEM挑战活动——过山车工程设计挑战，这个活动同时也是STEM教学经典案例之一。
在我们江苏常州，有个闻名全国的中华恐龙园，在里面有超级多的好玩的游乐设施，全国各地的游客尤其是父母都要带孩子来玩一趟，除了有好玩的恐龙园体验及游乐设施外，里面有个4D过山车在全世界也只有三台，另外两台分别位于美国的六旗魔术山和日本的富士急乐园。其高度可以达到惊人的79米,它超长的1158米的轨道，都是其他过山车无法与之比肩的。很刺激，也很好玩，但敢去玩的人不多哈。可以在网上找个视频了解一下中华恐龙园这个4D过山车有多惊险吧！
中华恐龙园4D过山车
01 宅家也能DIY一提到“过山车”，容易让人联想到激动人心和充满乐趣，再也没有什么比亲自动手设计一款属于自己的过山车更过瘾的了。
家长作为孩子最好的老师，应该重视培养孩子科学研究能力，不妨尝试引领孩子动手一起来创作，一起挑战设计大人小孩都热爱的过山车！设计精美又好玩的过山车放在家里桌子上或房间很壮观的，也很好玩，可以尽情在家不用外出玩啦！
图1 运用身边的材料做车道
自己制作过山车需要充分运用科学、物理、工程相关知识，体验不同形式能量的转换——这些都让“过山车工程设计挑战”成为国外青少年们最喜爱的STEM项目之一。
图2 过山车工程设计挑战
这一挑战包含了力与运动的相关标准，通过设计不同的结构获得相应的势能。孩子在制作过程中，很容易可以发现势能和动能的区别，也能学习到摩擦力、动量和重力之间的关系。
设计一个合格、美观、实用的过山车，需要足够的细致、耐心和审美，这对不同水平不同年龄段的孩子都具备足够的挑战。这个项目也很适合在室内一家大小协作完成，通过齐心协力动手完成挑战，充分体验寓教于乐的魅力。
图3 这里的过山车，坐的不是人而是球
02 为什么孩子喜欢过山车挑战让我们先来看一段影片：宅家就能做！纸筒纸盘DIY趣味过山车挑战。
那么，你知道为什么这个挑战如此受欢迎？
· 简单而又易于操作。
· 材料可以重复使用
· 充满探究趣味，具备实验性
· 在玩中学习动量、加速度、势能和动能、向心力，而且可以在不断尝试
· 高度自由化，呈现方式都随你
无论是开始前的准备过程，还是结束后的清理工作，“简单好操作”这一点都是有必要的。准备工作是很耗时的！但是我们可以利用居家常见的材料就能满足需要，这样不仅可以让整个过程变得更加轻松愉悦，而且有的用的是废弃的如纸盒等还很环保哦。
在设计和制作过山车时，孩子们可以一遍又一遍地调整整个结构，最后达到更佳效果。这种简易、便于重复又充满学习乐趣的工作，能够帮助孩子积累更多的成就感。
设计一个过山车，是一个引人入胜的设计挑战。
孩子可以在团队协作中，体验工程设计过程，并将科学主题与现实世界的应用联系起来。
作为一个STEM项目，这次的任务应该由孩子来主导，家长的角色更多是引导和协调者。您可以参考我们给出的项目框架，让孩子充分发挥想象力，设计和制作属于自己的过山车。
好了，我们准备好了，下面就让我们来制作一个过山车吧。
友情提供一些制作过程图解，以便大家参考制作哦：
1.空调保温管做轨道（可用粗的吸管剖开），纸杯，双面胶，大小珠子或小球
2.用盒子做架子，把轨道架好，就可以释放球了，杯子做回收器
3.双层过山车轨道，用纸杯做各种架子
过山车工程设计制作要求：▲一、适合年龄
从幼儿园到初中8年级
▲二、需要时长
60-90分钟
▲三、材料准备
· 8根雪糕棍
· 10张卡纸
· 4个纸盘
· 足量胶带
· 乒乓球或弹珠
· 塑料/纸杯
· 或其他你能想到的任何材料
▲四、任务要求
设计一个过山车，让小球能在上面移动并完成以下挑战：
【1级过山车规则】
小球自由前进30厘米，落入杯中，且不弹出来。
【2级过山车规则】
小球自由前进60厘米，期间至少经过1个大于90度的弯道，最终落入杯子里，且不弹出来。
一种用其他材料制作的简易版过山车结构供大家参考
通过这样一个有趣的过山车DIY及玩的过程，孩子们对这个挑战普遍感到非常兴奋和投入。大多数情况下，他们将超越最初的设计限制，并通过许多迂回曲折的路径来构建更大的设计、维持更长的运动时间。
当孩子玩得尽兴时，您还可以鼓励他把完成的作品呈现给其他家庭成员观看，让孩子可以完整展示这次项目的过程，讲述自己设计、制作、试错、改进的经过，并将心得体会分享给大家。这样的回顾、复述的过程，可以帮助他更好地理解和记忆。
设计和制作过山车的过程，充分体现了STEM教育理念。孩子在提出问题-准备阶段-阐述和制作-展示评价-拓展提升的项目过程中，通过解决问题，将各方面的技能和知识，学以致用。
这么简单又有趣的小实验，是不是已经让你和娃跃跃欲试了呢~ 如此热门的项目，你们一定不会错过吧~还要带大家一起玩哦！
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