密西根州立大学扩展四健会

目的:

目的是不教授具体的内容，而是教授科学的过程——提出问题并发现答案。这项活动鼓励年轻人尝试自己解决问题，而不仅仅是在网上或书中阅读答案。作为领导者，尽量不要表达你的观点，而是让年轻人参与到基于证据的争论中来。

所需时间:

20分钟或几天，取决于年轻人的兴趣和问题。(它也会根据胶水干燥的时间而有所不同。)

材料:

• 不同大小、形状和类型的干意面(意大利面、天使毛、意大利细面条、千层面、无麸质、全麦等)
• 胶水，如热胶、胶棒、白胶(可以随意尝试不同的类型，但要注意干燥时间会影响进行活动的时间长短。
• 竖钩夹
• 带柄桶
• 规模
• 绳子
• 沙子
• 2表

科学实践:

提出问题并定义问题

1.桥梁有很多种:悬索桥、铁路桥、桁架桥、悬臂桥、梁桥。什么样的桥最好?为什么我们有这么多种类型的桥?在某些情况下，是否有些人比其他人更好?

科学实践:

开发和使用模型

2.工程师如何确定一座桥能承受多少重量?他们会开着卡车不断增加重量，直到桥梁倒塌吗?你觉得你能做一个桥的模型并把它转换成实际大小的桥吗?

科学实践:

策划和执行调查

3.让年轻人用意大利面和胶水搭一座桥。向年轻人解释桥梁需要支撑一个夹子和一个桶。称量每座桥。用绳子把桥挂在两张桌子之间，让他们把夹子和桶固定在桥上，慢慢地往桶里装满沙子，直到桥断裂。然后称量水桶和沙子。

科学实践:

运用数学和计算思维:

4.创建一个像下面这样的图表:

科学实践:

分析和解释数据

5.哪座桥的重量最大?你认为这是为什么?桥越重，承重越重吗?为什么这很重要?

科学实践:

构造解释和设计解决方案

6.桥梁的最佳设计是什么?是不是有些桥适合不同的情况?在现实世界中，你想要一座能承受很大重量的轻桥还是一座重桥?为什么?你认为在现实世界中，制造东西所需的材料数量会产生影响吗?是否有些桥梁设计更适合行人?什么样的桥更适合货运列车呢?长跨度会比短跨度更好吗?

科学实践:

根据证据进行论证

7.你认为在设计桥梁时最重要的是什么?它能承受的总重量是多少?这座桥的效率(建造成本与承载重量的比值)如何?这座桥将如何使用?有什么方法能让这个实验更接近真实世界吗?

其他的想法:

• 你能用其他材料重复这个实验吗?
• 考虑测试不同风格的桥梁的强度
• 世界各地的桥梁是如何使用的?
• 你认为有些材料在现实环境中会比其他材料更持久吗?
• 地形如何影响你建造的桥梁类型?如果支撑在水上和在陆地上会有什么不同吗?如果桥的两边高度不同呢?

科学与工程实践:

这八个科学与工程实践来自K-12科学教育框架(美国国家研究委员会bob体育登录，2012，第42页)。这些以研究为bob体育登录基础的促进青少年参与科学的最佳实践与所有儿童必须达到的校内科学标准有关。

• 提出问题并定义问题
• 开发和使用模型
• 策划和执行调查
• 分析和解释数据
• 运用数学和计算思维
• 构造解释和设计解决方案
• 根据证据进行论证
• 获取、评估和交流信息

参考:

国家研究委员会。bob体育登录(2012)。K-12科学教育框架:实践、横切概念和核心思想．华盛顿:国家科学院出版社。