幻想時空

學校：

荃灣官立小學

組員：

陳永康同學、紀家睿同學、鄧梓聰同學

教師：

陳婉珊老師、姚佩藍老師

意念

　　我們在一個日本玩具展覽中，看見一款多彎路窄的火車路軌配件玩具，引發出製作此模型的靈感，構思在一個科幻主題公園裏設計一項遊樂設施—「幻想時空」。我們現在以「故事形式」來介紹「幻想時空」的設計。

「幻想時空」故事大綱

　　話說在公元二零一零年，在宇宙銀河系中發現了兩顆新的紅色星體，星體外圍都被美麗的光環圍繞著，既吸引又神祕……自從這個消息公佈後，立刻吸引了世界各國的科學家和旅行家的關注，希望能探索這兩個星體的奧祕。

　　就在這時候，我國的政府也派出了「太空波子」穿梭機展開探索之旅。「太空波子」的航道首先會向較遠的紅色星體進發，在圍繞一週視察後，便會越過「太空黑洞」，進入另一個紅色星球的軌道內，進行考究和資料搜集的工作。完成任務後，「太空波子」便會返回「太空基地」，開啟導航系統，彈進「時空隧道」內，返回地球。

　　有時候，因為兩個新的紅色星體實在太神祕和太吸引了，所以太空人在完成任務後往往捨不得即時離去，總要多遊覽一次才願意返回地球，這便是「時空隧道」內常有「大塞車」的原因了。

原理

1. 資料搜集

　　我們記得在六年級上學期常識科學過「力的種類」，例如：地心吸力、推力、拉力、摩擦力等和「簡單機械」的原理，例如：槓桿、斜面和滑輪等，於是應用在今次主題公園內遊樂設施 —「幻想時空」的設計上。

2. 假設

　　我們先建設一條斜坡滑道，連接兩條旋轉滑道，再接駁到我們特製的搖搖板，然後安裝一條秘密通道，內有一個小膠盒和滑輪裝置，最後連接到達終點的斜坡滑道及最初的那條斜坡滑道。

　　在起點位置，玩者先把一粒珠子（太空波子）放在斜坡滑道上（斜面）滾動，到達滑道的末端，由於地心吸力的緣故，珠子會跌入一條旋轉滑道（星球1的軌道），經過末端的斷口（太空黑洞），進入另一條旋轉滑道（星球2的軌道），當珠子接觸到底部的搖搖板（太空基地），利用槓桿原理，玩者要控制搖搖板的力度，使珠子能準確地彈入時空隧道的一個小膠盒內，然後拉下連接滑輪裝置的繩子，看看珠子能否順利到達終點，返回地球或重新再開始遊戲。

材料

設計

硬咭紙、透明膠片、樂高積木、膠珠、用完之改錯帶軸心、透明膠紙、雙面膠紙、汽水樽（2公升）、廣告彩顏料、強力膠水、剪刀、間尺、𠝹刀、發泡膠板。

設計圖

過程

實驗一：測試哪種材料製作「旋轉滑道」較適合？

a. 膠喉管

b. 硬咭紙

實驗二：測試哪種滑道的外形弧度較易被固定？

a. 兩層滑道內圍上窄下闊

b. 兩層滑道內圍弧度相同

探究

實驗一：
選取「硬咭紙」製作旋轉滑道，因其重量較輕，較易按需要製作弧道和配合膠珠大小尺碼。

實驗二：
採用「內圍弧度相同」之模式製作滑道，因較易固定滑道位置。

製作


哪種滑道的外形弧度較易被固定？	兩組滑道在角度的計算要十分準確	我們終於試驗成功！

改良

初期滑道的設計只是按力學原理中的「旋轉滑道」原理來製作，但感覺太單調，故「起點」滑道與較遠星球滑道「起點」之連接處加添一組利用「地心吸力」運作的設計；然後「向內」旋轉，膠珠跌入另一組滑道上，再「向外」滑旋，直滑入「槓桿」上，使整組滑道設計更多變化。
設計初期，模型並不能配合故事解釋及外觀不夠吸引，後來構思加上「紅色球體」的設計，使模型配合了故事大綱及增加吸引力。
在「時空隧道」通至「終點」的滑道前，加裝了一條利用「地心吸力」原理設計之「通
道」，避免滑道因太直、太短，令膠珠因衝力太急，以致「落點」失誤的發生。

困難

由於此項設計的滑道以弧形為主，所以在固定位置也頗費思量，曾考慮平排兩個大汽水樽，並於其上鑽孔，將滑道穿入，以固定滑道位置。但實際製作時發覺汽水樽很輕，固定弧形滑道很困難。最後選取用硬膠片作中心支柱，固定滑道，效果很好。製作初期曾考慮右圖的構思：

由於設計是安排膠珠經一組滑道跌入另一組滑道上，故兩組滑道在角度的計算要十分準確，否則珠子便會跌出滑道外，不能完成任務。後來利用汽水樽上截(剪成漏斗型)，接連在一組滑道的前端，順利解決膠珠跌入另一組滑道上的問題。

由於槓桿要將膠珠彈入時空隧道內，故其承接珠子的位置要安裝得很準確。現加裝了一個較深的承接器於槓桿上，有效地解決了承接珠子的問題。

當膠珠被槓桿彈入時空隧道之「升降器」內，如何決定膠珠之「命運」呢？經過同學的思量後，我們決定在「升降器」內用硬膠片分出兩小格，各開一個出口位置，一格的出口是連接「時空隧道」的終點滑道，另一格的出口是連接「時空隧道」的起點滑道。當膠珠被槓桿彈入「升降器」內，便視乎膠珠跌入哪一格，而取決膠珠的「命運」了。

「升降器」

總結

　　在今次的比賽裏，我們學習到怎樣去寫報告，對事情作理性的分析和判斷。

　　在開始時，遇到的困難著實不少，例如在固定旋轉滑道的設計問題上、滑道與滑道間的角度協調、衝力問題等等，並非想像般簡單，皆要計算得十分準確，以確保膠珠能滑動流暢；而且對某些知識，也非我們的程度所能及，靠著老師和家長的從旁協助，才能將疑難一一解決，大大增加我們課本以外的知識。

　　在製作過程中，我們明白一個道理，那就是凡事親力親為，我們會更明白箇中的意義。

　　我們經過多次的失敗與改良，才真正地把實物製造出來，使我們明白處事要有耐性和毅力。在活動中，我們也學習到分工合作的精神、共商疑難、互相幫助、彼此欣賞和接納的重要。

感想

　　當陳老師在班房裏問我們誰想參加常識百搭比賽時，我、鄧梓聰、紀家睿立刻舉手，其他同學都有舉手，但他們沒有認真處理這事，這促使我們更認真地去參與。我們發現有很多困難，但我們發揮團體精神，同心協力，便能衝破難關。還學懂同學間合作要互相體諒包容和互相欣賞。我們經過多次的實驗失敗和改良，使我們明白處事要有耐性和毅力。
(陳永康同學)

　　我在製作過程中，我學會了一個道理，就是凡事親力親為，我們會更明白當中的意義。發覺原來身邊有很多無用的東西可以循環再用，這是我平時沒留意的。原來多留意身邊的事物，多發問，自己會得著更多，這也正是科學的精神。
(紀家睿同學)

　　能有機會參與「幻想時空」的設計，我感到十分高興。雖然在過程中，遇到很多困難和問題，而且都是超越我們的知識程度，但我們都能沉著氣，並無氣餒，翻查書本，並靠著老師和家長們的從旁協助，將疑難一一解決，並使我們學到不少課外知識。參與這次比賽使我認識到原來東西向前滑動，是跟「力學原理」、「衝力」、「角度」等有著甚大關係。原來肯「探究」，便能學會很多不可思議的知識。
(鄧梓聰同學)

鳴謝

多謝譚瑛桃校長、俞景慈主任、陳婉珊老師、姚佩藍老師、電腦技術支援組（Steven哥哥及Quennie姐姐）及我們的父母給予我們意見、鼓勵和協助。

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Copyright (C) 2004 HKIEd APFSLT. Volume 5, Issue 3, Special Section 1 (Dec., 2004).