2015年5月20日，清华附小的一间教室里，早早等在这里的小同学和美术学院工业设计系的大学生们热热闹闹地玩成一团。教室的一边，大家一起把弹球放入抛物框，面前的三个“火圈”交替移动，操作者必须瞅准火圈重合的一瞬间，发射弹球，才能让“钻”过去。在教室的另一角，十几名小朋友正在研究如何弹射纸飞机，他们启动马达，将折好的纸飞机放入导轨，纸飞机底部通过摩擦鼓迅速弹射，飞出了六七米远。设计者关家印还演示了多架飞机同时起飞：四只纸飞机同时放入导轨，同时弹射，飞机同时升空。小朋友发出一阵惊呼，“比航空母舰上的飞机还厉害！”
这可不是一堂简单的游戏课，这些奇妙的玩具都是美术学院工业设计系同学们用一块块乐高积木巧妙拼接制作的，而制作这些玩具的想法源于他们的一门必修课——机能原理。这是工业设计系的一门传统课程，重在帮助学生理解各种传动结构及原理。2014年开始，同学们上这门课的教材就是一盒乐高积木，大家被分成若干创意小组，按照老师要求“大胆想象，做出一个兼具互动和趣味性的物件”。于是，就有了马戏团里的“狮子钻火圈”、会快速移动的欧式城堡、能弹射的纸飞机……同学们开动了脑筋，把互动中的趣味发挥到了极致，也找到了结构学原理的最初的魅力。
最终成品的玩具充满了乐趣，可是设计的过程却不那么“有趣”。大部分的美术学院学生在高中时代就已经是文科生，对理科知识“绝缘”已久，如今不仅要能准确理解传动、结构、齿轮、摩擦等概念，还要将这些概念加入创意并变成工业设计更属不易。不过，同学们还是放弃了原本打算求助于工科学生的念头，而是选择了自力更生。就像关家印小组设计的弹射纸飞机，由于乐高积木提供的马达转速太低，飞机总是不能得到足够的动力，小伙伴们恨不得用自己的手“送”飞机启程。攻坚阶段，指导老师唐林涛、史习平提供了多个齿轮咬合的建议。同学们一口气装上了三个大小齿轮，利用“同轴传动，大轮带小轮”的原理，使飞机获得更快的初速度。他们还找来了两个气球，套在积木轮毂上，形成两个摩擦鼓。在齿轮传动中，纸飞机的底部通过圆形摩擦鼓的相交区，获得足够的动力，最终沿切线方向弹射出去。
在5月20日的结课活动中，同学们把作品交由清华附小的“小专家们”来“审核”，让他们验证自己设计的玩具是否好玩、易玩，是否有助于启迪孩子们动脑动手。同学们还计划把制作纸飞机、飞火圈、移动城堡等玩具的过程编写成教程，交给乐高公司，希望能做成使用说明书附带在销售的积木中，让更多的青少年能分享玩具世界的美妙。
注：本文改编自张航《大学生玩出乐高积木“教程”》（北京晚报，2015-6-3）。
