该STEAM活动以“自制投石机”为主题，引导学生利用木棍、橡皮筋、瓶盖等简易材料，动手设计并 投石装置，活动中，学生需搭建稳固支架，安装杠杆式发射臂和皮筋动力结构，并通过调整抛射角度、皮筋松紧与臂长反复测试射程，在 与调试过程中，学生不仅理解杠杆原理、弹力和抛体运动等知识，还锻炼了工程设计思维、动手能力与团队协作意识，在一次次抛射中点燃创造与探究的火花。
在STEAM教育日益受到重视的今天，越来越多的课堂和家庭开始尝试将科学、技术、工程、艺术与数学融为一体，通过动手实践激发孩子的学习兴趣，自制投石机就是一个非常典型的STEAM活动项目，它取材简单、 门槛不高，却能让孩子在短短一两个小时内经历从设计、搭建、测试到改进的完整工程流程，同时理解杠杆、弹力、抛体运动等基础物理概念，更重要的是，当一枚小小的“炮弹”从自己亲手 的投石机上飞出去时,那种成就感和探究欲会成为孩子继续学习科学技术的强大动力。
活动目标与准备
在开始 之前，我们需要明确这次STEAM活动的目标，学生要认识投石机的基本结构，知道它主要由底座、支架、投臂、动力装置和弹兜等部分组成，学生要理解杠杆原理和能量转换：橡皮筋被拉伸时储存弹性势能，释放时转化为投臂的动能，再传递给弹丸，第三，学生要通过测试与改进，学会用数据说话,体验工程师的工作方式。
材料准备方面，我们可以选用生活中常见的物品：雪糕棒或木条若干、橡皮筋数根、塑料瓶盖一个、热熔胶枪或白乳胶、剪刀、直尺、铅笔、乒乓球或小纸团作为弹丸，还可以准备彩笔、贴纸、彩色胶带等装饰材料，如果希望结构更牢固，可以使用轻木板和木工胶，但原则上以安全、易得为主。
步骤
之一步，搭建底座，底座是投石机的“地基”，必须足够稳固，可以取四根较粗的雪糕棒，两根平行放置，另两根在两端横向粘牢，形成一个长方形，为了加强稳定性，还可以在四个角粘贴三角形小木片，因为三角形结构不容易变形，底座的长度和宽度要根据投臂的长度来决定，一般建议底座长约二十厘米,宽约十厘米左右。
第二步， 支架，取两根木条垂直粘在底座两侧，作为支架，支架的高度不宜太高，大约十到十五厘米即可，两根支架的上端可以分别开一个小凹槽，或者直接粘上一根横轴，横轴可以用细木棍或竹签充当,它将成为投臂转动的支点。
第三步， 投臂，投臂是投石机的核心部件，可以用一根较长的雪糕棒或木条，找到投臂的大约四分之一处作为支点位置，用热熔胶或橡皮筋将投臂固定在横轴上，注意不要粘得太死，要让投臂能够围绕支点灵活转动，投臂的一端粘上塑料瓶盖，这就是弹兜，用来放置弹丸，瓶盖的开口方向要稍微向上倾斜,这样弹丸在发射时不容易滑落。
第四步，安装动力装置，这一步通常使用橡皮筋，将一根或几根橡皮筋的一端固定在底座前部，另一端套在投臂靠近弹兜的一端，当投臂被压下去时，橡皮筋被拉伸，储存弹性势能；松手后，橡皮筋迅速收缩，带动投臂快速抬起，将弹丸抛出，学生可以尝试不同的橡皮筋数量、粗细和固定位置,观察射程的变化。
第五步，设置限位杆，为了让投石机每次发射的角度相对稳定，可以在支架前方加一根横杆，挡住投臂的行程，这个限位杆的高度决定了投臂的释放角度，发射角度在四十五度左右时，抛体运动的水平射程最远，但实际情况下还要考虑空气阻力和弹丸形状,因此需要多次试验。
第六步，测试与美化，完成基本结构后，先进行试射，把乒乓球或纸团放进瓶盖弹兜，用手压下投臂，松手发射，观察弹丸的飞行轨迹和落点，记录射程，测试过程中可能会发现结构松动、弹兜脱落、发射角度不对等问题，这正是STEAM活动中最宝贵的部分——发现问题并改进，学生可以用彩笔、贴纸、彩色胶带装饰自己的投石机,让它既好用又好看。
科学原理与数学探究
自制投石机虽然结构简单，却蕴含着丰富的科学知识，首先是杠杆原理，投臂绕支点转动，支点到动力作用线的距离是动力臂，支点到阻力作用线的距离是阻力臂，投石机通常是一个省力杠杆还是费力杠杆？这取决于动力臂和阻力臂的长短，在橡皮筋作为动力的情况下,学生可以通过改变支点位置来探究杠杆类型的变化。
能量转换，拉下投臂的过程是人对橡皮筋做功，使橡皮筋发生弹性形变，储存弹性势能，松手后，弹性势能转化为投臂的动能和弹丸的动能，弹丸离开弹兜后做抛体运动，学生可以思考：为什么橡皮筋越多，弹丸飞得越远？为什么投臂太长或太短都会影响射程？这些问题能够引导学生把直观经验与物理概念联系起来。
数学方面，学生可以测量每次发射的射程，计算平均值，绘制柱状图或折线图，比较不同变量对射程的影响，固定其他条件，只改变橡皮筋数量，记录五组数据，分析橡皮筋数量和射程之间是否存在正相关关系，这样的活动让数学不再是抽象的习题,而是解决实际问题的工具。
艺术设计与工程思维
STEAM中的A代表艺术，很多人以为艺术只是画画和装饰，但在工程设计中，艺术素养同样重要，一台投石机不仅要功能良好，还要造型协调、色彩美观、结构匀称，学生可以在设计阶段绘制草图，考虑整体比例和颜色搭配；在 完成后进行装饰，比如把底座涂成古代战车的颜色，给投臂画上火焰纹样，或者用彩纸剪出旗帜贴在支架上，这样既保留了工程项目的严谨性,又激发了创造力和审美意识。
工程思维则体现在整个活动流程中，学生不是拿到一份固定图纸照做，而是先明确任务目标—— 一台能发射弹丸的投石机；再分析限制条件——材料有限、结构要稳定、发射要有一定距离；接着设计多种方案，选择一种进行搭建；然后测试并收集数据；最后根据测试结果改进设计，这个循环正是工程设计的基本过程，教师或家长可以引导学生用“设计— —测试—改进”四个步骤来组织自己的活动记录,让思维过程可视化。
安全注意事项与拓展活动
安全是任何动手活动的前提，发射弹丸时，所有人应站在投石机后方或侧面，绝对不能用弹丸对准人或易碎物品，建议佩戴护目镜，使用柔软的纸团或泡沫球作为弹丸，使用热熔胶枪时要注意防烫，低年级学生应在成人协助下操作， 完成后，可以在室外或开阔场地进行发射测试,避免损坏室内物品。
在基础投石机完成之后，还可以开展丰富的拓展活动，举办一场“投石机射程挑战赛”，比较不同小组的作品；或者设置一个目标区域，让学生调整发射角度和力度，尝试命中目标；还可以引导学生设计自动装填装置、移动式底座或更复杂的扭力投石机，这些拓展任务能够进一步深化学生对力学、结构和工程设计的理解。
自制投石机是一项集趣味性、知识性和创造性于一体的STEAM活动，它用简单的材料搭建起一座连接古代智慧与现代科学的桥梁，让孩子在动手实践中理解抽象原理，在反复测试中培养工程思维，在艺术装饰中释放想象力，当孩子们看着自己 的投石机将弹丸高高抛起时，他们收获的不仅是一台小装置，更是一颗被点燃的好奇心，以及面对问题不断尝试、不断改进的勇气,这正是STEAM教育的魅力所在。
