STEAM校園:紙皮建築 學幾何

[2020.01.06] 發表
楊建邦
圖b
圖c
圖d
圖e
圖f
就算底部是尖的,也可以站得穩穩的!
只要把紙皮拼在一起,組成支撐點,本身只能平放的紙皮也能成為立體。
圖g

【明報專訊】大家可能疑惑,學校不是應以磚頭等堅固的物料建成,並固定在地面嗎?流動學校是什麼呢?原來同學運用紙皮、膠喉等較輕的物料製作學校,只要在底部加裝車輪,就可以輕易搬動。除此之外,小市山設計的導師楊建邦(圖)補充:「設計任何流動建築,需要顧及5個要素,包括輕、可伸縮、堅固、多功能及可壓縮摺疊」。

想一想

我們身邊有什麼流動建築?

立體圖、平面圖、立面圖

設計任何建築物都要先畫設計圖,但原來設計圖除了畫畫時常畫的立體圖外,更需要畫建築的平面圖和立面圖。三者之間有什麼分別呢?在繪畫立體圖時,我們要畫出該立體所有的面,例如長方體有6面,長方體的立體圖便需要顯示出這6面。

平面圖,又稱為俯瞰圖,即是從高處看該立體時看到的影像。以同一長方體為例,從高處看此長方體時,就會看到一個較為扁身的長方形。透過平面圖,我們可以寫上建築頂部的尺寸,方便人們閱讀及明白建築頂部的形狀及結構。(圖b)

立面圖指平視立體時所得影像。不同立體的立面數量都不同,以長方體為例,當我們平視它的正面和背面時,會看到兩個相同大小的長方形。但當平視長方體的側面,看到的長方形的大小就會跟正面和背面的不同。

這是立體圖嗎?

五邑工商總會學校學生與導師一起畫的設計圖(圖c),除了有門口、櫃等設施,他們說這是一個有花園的設計,可以種植不同植物。導師說這是一幅「假立體圖」,因為圖中只可見到流動學校的立面、側面、和部分的平面,不能看到底部和背面。

幾何圖形

畫好設計圖後,同學就要運用紙皮製出流動學校的模型。原來不論材質厚薄,只要掌握當中的原理,就能製成立體。為了讓同學理解相關原理,導師向他們派發紙張,紙張上畫有虛線,形成了不同的幾何圖形,同學嘗試沿茧篚u,把紙張摺成三角柱體等不同的立體。

眨眼間,原本平面的紙張,變成一個個立體。原來當三角形、正方形、長方形等幾何圖形拼在一起時,就能組成不同的立體。例如三角柱體(圖d)是由兩個三角形和3個長方形組成;四角錐體(圖e)則是由1個四邊形及4個三角形組成。所以,我們只要把幾何圖形拼合,就能製成一張立體圖形紙樣,沿蚑u條就能摺成柱體或者錐體。

■小遊戲

沿茧篚u摺起這些幾何圖形,看看可以摺成什麼立體吧!(圖f)

STEAM x支撐點

導師又向同學展示所摺的紙製模型,當中有很多不是由一般的柱體形成,底部雖然尖尖的,但依然可以穩穩地站立,難道導師在這些立體的底部塗了膠水,把立體貼在地上?

當然不是!原來這些立體的尖腳都是支撐點,當支撐點足夠承受到紙張重量時,就能把立體承托起來。同樣地,同學摺出的各種錐體和柱體,都因為底部的4隻角都是支撐點,令這些立體可以站立。

比例

導師要求同學製作的流動學校模型,與實際流動學校的大小相同,「同學可以進入所製的模型,使用自己製作的設施,親身檢查是否穩固安全,所以他們之間的比例是1:1」。到底什麼是比例呢?(圖g)

比例是指兩個非零數量之間的比較關係,通常寫成x:y。通常以分數計算比例,以比較同學製作的流動學校模型與實際流動學校大小的關係為例,假設流動學校模型的大小是100立方米,實際流動學校大小都是100立方米,比例便是:100/100 = 1/1=1:1。由此可見,當兩個數量相同時,他們之間的比例便是1:1。

我們又以流動學校模型的大小與當中的櫃子大小為例,假設流動學校模型的大小是100立方米,櫃子大小是20立方米。那麼流動學校模型大小與櫃子大小的比例便是:100/20=5/1=5:1。

■考考你

假設流動學校模型大小是100立方米,安裝在模型底部的車輪是5立方米。那麼流動學校模型與車輪的比例是?

a. 10:1

b. 20:1

c. 30:1

d. 40:1

■提提你

導師提提你:「設計建築時要有同理心,從用家的角度出發」。在正式設計前,可先向用家了解需求,明白他們現時面對的困難。設計時除針對用家所需,易地而處,協助他們解決問題外,想像他們如何在自己設計的建築中生活,可以令用家更滿意呢!當然設計及製作完成後,要記得測試確保安全啊!

■關鍵詞

流動學校 Mobile schooling

柱體 Cylinder 

錐體 Pyramid

比例 Ratio

(答案見另文)

文:Christine

圖:Christine、受訪者提供

[常識學堂 第166期]

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