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“Thoughts in Print" 印出力學思考

 

主題核心理念

本次競賽概念圖像以具有觀察力、思考能力、分析能力的女孩作為所有對於力學領域有所接觸的大專生們的化身。圖中的設計是為了傳達力學的核心理念與能力:發現有趣的現象與力學性質,透過觀察、模擬分析及反覆的思考,提出抽象的力學模型,並解釋此有趣現象之成因與其力學性質。在圖中隱約可見的蜘蛛絲,便是一個自然界中非常有趣的材料,其以強韌與高延展的力學性質聞名 (Google search: Spider silk)。而圖中具備力學核心能力的女孩,便希望透過微觀結構與巨觀現象的觀察、微觀結構的模擬分析以及反覆的思考,能提出不同的Viscoelastic Models來解釋蜘蛛絲的力學性質。

為了使參賽者也能親身體驗此過程,訓練自身力學的核心能力,我們這次競賽的主題「印出力學思考 (thoughts in print)」,便希望參賽者能夠將自己的想法──可能來自於原本的力學知識、可能來自於親手組裝的手機顯微鏡所觀察到的生物微結構的啟發等等,透過3D列印技術,快速製作出原型,進行力學性質量測與比較分析,而後反思原本提出的設計,提出新的想法。透過此一過程的迭代,最終可以提出符合限制且同時滿足需求的設計。

本次競賽以3D列印技術讓參賽者可以快速地將自己的想法化為實際的原型,並進行實驗及量測,確認此設計或是自己想法的正確性,就像最初科學進行的方式,先大膽假設而後小心求證,透過實驗來測試、驗證所提出的想法的正確與否。這個過程不僅可以讓參賽同學試著去應用及實踐課堂或書本上所學的力學知識,也可以在實驗的過程中,使其對力學中一些概念性的知識有更深、更具體化的理解。