用扑克牌展开高塔搭建对决，橡皮筋和泡沫板制作的小车怎样跑得更远，纸张和双面胶就能做出搬运乒乓球的机械臂……11月23日，中国力学学会第十三届中学生趣味力学制作邀请赛在北京明诚外国语学校举办，70余支参赛队伍、200余位选手展开头脑风暴，运用力学原理设计出独一无二的作品。

比赛分为初中、高中两组展开比拼，4道赛题都与“结构”这个关键词有关，选手需要发挥想象力和创意，运用有限的材料，完成赛题指定的任务。“比如这次初中组的赛题之一，是用27张扑克牌尽可能搭起更高的塔，这就关系到力学稳定性的概念。”大赛裁判长、中国科学院力学研究所研究员刘曰武在赛前就已尝试完成这道题目，他点出了其中的关键——要先打好基础，再追求高度。同时，整体结构的重心位置、结构间衔接的一致性等因素，也都会影响搭建结果。

现场的选手发挥创意，运用折叠、拼插等方式，逐渐加高塔身。一座高度约124厘米的“第一高塔”引来现场选手围观，它的结构在测试期间保持稳定。不远处的另一支队伍也运用了类似的拼插结构，虽然高度稍低，但结构更稳，直到全部选手离场，塔身依然稳稳站立。“孩子们的设计方案各不相同，展现了丰富的想象力和动手能力，这就是寓教于乐，正是我们希望看到的。”刘曰武说。

高中组的题目难度则明显上升，选手要用普通A4纸和双面胶，制作类似机械臂的装置，用来搬运乒乓球；还要利用组委会提供的桐木条和强力胶，在规定时间内打造一个30厘米的桁架式悬臂梁，尽可能承受更多的重量。而在完成任务的同时，他们也要考虑成本、创意等因素。来自清华大学附属中学永丰学校的代表队就设计了一款独特的结构，3名选手用纸制成夹爪，通过抽拉即可牢牢抓住乒乓球，这个想法得到了裁判的认可。

“这些题目说容易也容易，孩子们可以自由发挥，做出作品并不难。但要做好确实不容易，需要多动脑筋。”在比赛中，刘曰武仔细观察着各队的竞赛状态，有些选手的创意会给他带来惊喜。“透过题目，我们可以传授给选手一些思维方式，也能从中看到这些孩子的发展潜质。”

虽然赛题突出趣味性，但这些题目的背后，也映射了实际工程场景的应用。例如在实践中，结构健康监测是确保安全的重要一环，材料力学也关系着一款设计能否走入工程应用。中国力学学会副秘书长柯燎亮表示，力学不仅是一门独立的基础学科，也是所有工程学科的基础，航空航天、汽车、船舶、桥梁等领域的发展，都离不开力学的贡献。大赛自2005年创办至今，吸引了越来越多的中学生参与，培养他们的动手能力和创新思维。

经过激烈角逐，大赛评出初中组、高中组的特等奖、一等奖、二等奖代表队，在各小题比拼中获得冠军的队伍也分别获颁奖项。

编辑/彭小菲