一張紙能撐幾枚硬幣?低成本紙橋 STEM 挑戰

Science Buddies 紙橋活動官方影片封面
Science Buddies 官方示範影片封面。點圖可查看完整教案。

如果我只給你一張影印紙,請你把它架在兩疊書中間,你猜它能撐住幾枚硬幣?

平平放上去時,它大概會像星期一早上的我一樣——還沒正式開始工作,就先垮下去了。

把紙折一折、彎一彎或捲起來,再架回同樣的橋墩上,看看它能多撐幾枚硬幣。

這個活動材料簡單,孩子會經歷預測、測試、記錄、比較和改良。可以先做,再從不同紙橋的承重結果討論形狀的影響。

國小活動|同一張紙,哪種折法的橋比較強?

教案內容:Science Buddies 的紙橋教案標示幼兒園至二年級、每組 1–2 人,活動操作約 30 分鐘、總時長約 40 分鐘。學生折紙搭橋,再逐步加硬幣比較承重能力。完整教案

大衛在地化建議:台灣低年級可用相同面額硬幣,固定紙張、橋墩距離與加重位置,只改折法。記錄「預測承重、實際承重、改良方法」,避免各組材料不同而無法公平比較。這些建議尚未試教。

官方示範影片

這個活動在學什麼?

  • 觀察紙張形狀如何影響承重能力。
  • 在相同條件下比較不同的橋梁設計。
  • 記錄測試結果,根據證據修改下一個版本。
  • 練習把「我覺得」變成「我的測試結果顯示」。

適用對象與時間

建議年級:國小一、二年級;中高年級可以增加設計限制。
人數:1~2 人一組。
時間:約 30~40 分鐘。

準備材料

  • 影印紙或圖畫紙數張
  • 兩疊高度相同的書,或兩個相同紙盒
  • 硬幣約 30 枚以上
  • 直尺
  • 少量膠帶
  • 紀錄紙與鉛筆

挑戰規則

  1. 把兩疊書當成橋墩,固定相距約 25 公分;測試期間不要移動。
  2. 先把一張紙平放在兩座橋墩上,看看它能不能支撐自己。
  3. 每次只能使用一張紙,可以折、彎或捲。膠帶只能防止紙張展開,不能把紙橋黏在書上。
  4. 硬幣一次放一枚,從橋的一端開始排列;到達另一端後再往上疊。
  5. 紙橋碰到桌面,或硬幣滑落時停止,記錄最大承重量。
  6. 畫下從橋端看過去的截面形狀,想一想下一座橋準備改哪裡。

第一輪可以先讓孩子把紙平放。紙很可能很快就彎下去,這個失敗反而重要:它提供了一個可以比較的起點。

接下來再讓孩子試試看摺成 W 形、手風琴形或捲筒。材料明明沒有變多,只是改變形狀,結果卻可能差很多。這時再追問「為什麼」,孩子會比一開始更有東西可以說。

大衛老師的課堂改造

AI 生成的紙橋課堂情境示意

第一次做這個活動,可以先提供幾種設計,讓孩子選一種測試。

所以我會把它整理成一張「橋梁工程師任務單」,每一輪固定留下四格:

  1. 我預測能撐幾枚?
  2. 橋的截面長什麼樣?
  3. 實際撐了幾枚?
  4. 下一次準備改哪裡?

低年級可以先限定三種設計:平紙、W 形摺紙和捲筒。先減少選項,讓孩子把注意力放在比較三種設計的差異。

全班完成後,再把各組的最高紀錄畫成長條圖。原本是一個自然與工程活動,順手又帶進了估算、比較和資料整理。這種一菜多吃的活動,我很喜歡。

老師可以追問

  • 為什麼材料完全一樣,換個形狀就變強了?
  • 哪一種橋最穩?哪一種偶爾很強、偶爾又突然罷工?
  • 要公平比較,哪些條件不能改?
  • 如果橋墩距離變遠,結果可能怎麼變?
  • 硬幣集中放和平均分散,結果會一樣嗎?

問題不用一次全部問完。每一輪挑一個問題,讓孩子帶著問題修改設計。

家庭版玩法

親子可以各設計一座紙橋,先把預測寫下來再測試。不要只比誰撐得多,也可以比誰最能說清楚自己的改造理由。

孩子的橋倒了,先請他指出哪裡彎曲、哪裡滑落,再想下一次要改哪裡。家長不必急著替他折出一座新橋。

安全與使用提醒

使用穩固、重量適中的書本,紙橋倒下時不要把手放在書堆中間。硬幣屬於小物件,幼兒需要成人陪同,活動後也記得清點。

資料來源

Science Buddies:Paper Bridge Design Challenge

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