乍聽見工程以為都要拿上扳手螺絲，其實簡單的一張紙也能體會工程的魅力。香港科技大學（科大）日前舉辦了「『起紙』咁簡單！」中學生紙塔建築比賽，旨在培養青少年的團隊精神、邏輯思維及工程概念，啟發他們成為工程界的未來棟樑。
比賽由科大鵬程青年工程師學苑及香港工程師學會聯合結構分部合辦，吸引來自16所中學共120名中三至中六學生組成30隊參賽。參賽學生須在2.5小時內利用指定的物料建造一個1.6米高的紙塔，並由專業工程師及教授以紙塔的高度、承載力、重量、美觀及創意為基準評分。經過連番緊張刺激的評核和負重測試，拔萃男書院、保良局蔡繼有學校和保良局李城璧中學分別獲頒冠、亞和季軍。保良局馬錦明中學獲結構堅固獎和美觀及創意獎，聖母無玷聖心書院則獲結構輕巧獎。
修訂規則 增加比賽難度
鵬程青年工程師學苑副總監陳銳斌教授與在鵬程工程學苑實習的曾洛晞同學一同商議遊戲規則，曾洛晞說：「我實習的第一個任務就是砌紙塔，當時發現若將負重的籃子放在塔的正中間，是輕易而舉的事情，於是我們覺得增加難度。」學生在限時內砌出的紙塔除了需要滿足高度要求外，用主辦方提供的三角框架放置負重的籃子，負重位置更需設在紙塔以外的地方，大大增加比賽的難度和不確定性，讓同學絞盡腦汁。陳教授指比賽中膠紙也是稀缺資源，他說：「很多其他比賽中，膠紙是無限量提供的，這樣同學可以任意揮霍，也沒有學習用最少材料建構最牢固的結構的意義了。」
難度提高了，學生也遇強愈強。曾洛晞道：「過程中我們不可以給予任何建議，全靠他們自己落手做，這也是活動希望培養的動手精神。比賽前一周，每組同學收到100張A4紙作為練習，他們有足夠時間做相關的資料蒐集，設計出他們組最穩固的紙塔。」工程涵蓋範圍甚廣，為何偏偏選擇紙塔？陳教授指：「結構工程中，需要採用連貫的材料。在真的採用鋼筋水泥建大廈前，同學需要用飛機木或紙張等材料製作模型，如何用較為脆弱的材料製作堅固的模型也是一種考驗。」曾洛晞說：「其實紙塔是土木工程中結構設計的入門，同學在思考如果將看似脆弱的紙張變成牢固的塔時，像平常蓋房子一樣，結構是必須考慮的一環。」
善用拉力 拔萃男書院奪冠
各校鬥得難分難解自然叫評判團頭疼，英國結構工程師學會香港分部主席彭達材教授身為評判團之一，他說：「這次比賽的負重是懸臂式的，有同學善用拉力減輕和平衡懸臂式的力度，結構心思可見一斑。」說的便是冠軍得主拔萃男書院的同學。四位同學皆有修讀物理，對力學原理好不陌生。有別於其他組別，他們用膠紙編成兩條細細的繩子，勾在三角框架上，以平衡負重的力度，獲評委一致好評，勇奪冠軍。談到靈感來源，梁悅銘同學指：「其實這個模式與生活中看見的起重機相似，因此想出用繩子左右平衡的法子。其實主辦方提供的三角框架不太牢固，負重後更容易折斷，這也增加我們的難度，思前想後，我們決定從中間固定框架，讓負重點不會離塔太遠，可減輕負擔。」
要大刀闊斧，也要心細如塵。擔任隊長的呂汶和同學說改善細節是另一個難題：「經過多次嘗試，我們發現需要建立一套體系，用以解決從最底到最高的問題。體系將幾個考慮拍了先後次序，例如最節省材料，承受力度最強等。只要統一標準後，效率也提升不少。」他續道：「我們追求用最少的物料完成最高的塔，主辦方提供100張紙作材料，已足夠我們完成4-5個設計，每個設計都控制在25張紙以下。」中學沒有工程這門課，學生對工程的認識不多，只能從物理上了解些皮毛，冠軍組同學異口同聲感謝老師在教了很多工程概念和經驗，讓他們獲益良多。
「建築的原則就是負重，只要達到負重的標準，剩下要考慮的就是如何省錢。這個活動希望同學能感受結構工程師日常工作所面對的難度。」陳教授道。活動中，不少同學的作品都可以完成達6個網球重量的負重要求。對於同學的表現，陳教授十分滿意，更笑言：「明年可以將難度提高。」
STEM體驗月 孕育工程人才
「『起紙』咁簡單！」比賽是「科大STEM體驗月」的重點活動之一。由鵬程青年工程師學苑舉辦的STEM體驗月於本年6月29日至7月15日開設共19項以STEM（科學、科技、工程及數學）為題的活動予全港中學生參加。「『起紙』咁簡單！」比賽、JA工程探索日和「讓學生成為學習經歷設計者」學習研討會及海報分享日於同日舉行，另外還有16個涵蓋多個工程學主題的工作坊。所有活動接獲約40所中學合共850名學生報名參加。
陳銳斌教授說：「STEM體驗月的主要目的是讓中學生從親身實踐的活動中學習工程知識；希望能夠藉此激發他們對科技的興趣，為香港孕育新一代的工程人才。」由一眾香港工程師學會的結構工程師從旁指導，學苑的兩位實習生及工學院本科生林穎嵐和曾洛晞肩負起是次比賽的活動籌備工作。兩位同學自幼便對工程應用感興趣，希望藉此比賽向中學生宣揚工程的樂趣。曾洛晞說：「參賽者設計紙塔的創意富啟發性，看到他們享受比賽過程，是鼓勵我繼續向中學生宣揚工程的動力。」
