杜道都

項(xiàng)目分析

本次活動(dòng)貫徹設(shè)計(jì)思維的理念，將復(fù)雜的設(shè)計(jì)問(wèn)題解構(gòu)成學(xué)生易懂的幾個(gè)步驟，用模型迭代設(shè)計(jì)法將學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中的創(chuàng)新性想法具象化，并在迭代升級(jí)過(guò)程中充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力和想象力。鼓勵(lì)學(xué)生積極交流和討論，增強(qiáng)表達(dá)能力和分析能力；引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究提升發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力；引領(lǐng)學(xué)生在關(guān)注科技發(fā)展中收獲新知識(shí)、新思想，領(lǐng)略科學(xué)家風(fēng)范、感悟科學(xué)家精神。

項(xiàng)目適用年級(jí)

本項(xiàng)目適用于小學(xué)5 年級(jí)以上學(xué)段，適用于課堂或課外活動(dòng)等場(chǎng)景。

項(xiàng)目實(shí)施

階段 1：認(rèn)識(shí)帆船

以悉尼歌劇院等帆船形象建筑為導(dǎo)入，引出“帆船”話題，學(xué)生通過(guò)閱讀資料了解中國(guó)四大名船，小組討論歸納帆船的結(jié)構(gòu)和動(dòng)力來(lái)源，以此引起學(xué)生的好奇心，激發(fā)學(xué)生的探索欲望，引導(dǎo)學(xué)生自主探究帆船的結(jié)構(gòu)、功能、動(dòng)力系統(tǒng)。體驗(yàn)展品“衛(wèi)溫訪臺(tái)”感知風(fēng)對(duì)帆船航行的影響，再通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)，觀察蠟燭產(chǎn)生熱空氣讓風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，結(jié)合生活實(shí)例歸納風(fēng)形成的原因。引導(dǎo)學(xué)生探索孔明燈升空的奧秘，思考利用熱風(fēng)推動(dòng)帆船前進(jìn)的可能性。

階段 2：熱風(fēng)帆船的設(shè)計(jì)與制作

通過(guò)設(shè)計(jì)研討會(huì)和展品體驗(yàn)完成前期調(diào)研， 組織學(xué)生對(duì)熱風(fēng)帆船構(gòu)造、作用及設(shè)計(jì)進(jìn)行頭腦風(fēng)暴。教師指導(dǎo)學(xué)生解構(gòu)帆船模型并繪制平面設(shè)計(jì)圖，讓學(xué)生深入理解平面圖與立體模型的轉(zhuǎn)化關(guān)系，鼓勵(lì)學(xué)生自主完成設(shè)計(jì)方案和模型。通過(guò)視頻并按照?qǐng)D紙裁剪實(shí)物，利用“下、側(cè)、翻、調(diào)”四步法彎折出帆和舵，指導(dǎo)學(xué)生完成帆船制作，進(jìn)行3輪競(jìng)速賽。以賽代評(píng)完成帆船的調(diào)試和評(píng)估，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，對(duì)比分析結(jié)構(gòu)對(duì)帆船行進(jìn)的影響，為探究改進(jìn)帆船提供研究方向。

階段 3：探究帆船前行方向與速度的影響因素

通過(guò)比賽中帆船的實(shí)際試航，發(fā)現(xiàn)帆船設(shè)計(jì)缺陷并針對(duì)缺陷提出假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，探究帆的大小、角度與帆船前進(jìn)速度的關(guān)系。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證假設(shè)，改進(jìn)帆船結(jié)構(gòu)并調(diào)整實(shí)驗(yàn)方案，反復(fù)測(cè)試帆船性能，優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過(guò)一系列探究過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生推測(cè)、設(shè)計(jì)與驗(yàn)證，以及改進(jìn)設(shè)計(jì)方案等能力，發(fā)展科學(xué)思維，體驗(yàn)技術(shù)研發(fā)過(guò)程。最后，學(xué)習(xí)“蛟龍?zhí)枴笨傇O(shè)計(jì)師徐芑南的故事，體會(huì)科技工作者研發(fā)之路的艱辛，感悟科學(xué)家精神。同時(shí)，組織學(xué)生分享設(shè)計(jì)過(guò)程中的所學(xué)所得，啟迪學(xué)生延伸思考成為一名工程設(shè)計(jì)師需要具備的素養(yǎng)。

階段 4： 新材料、新技術(shù)、新設(shè)計(jì)

材料是人類社會(huì)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是人類社會(huì)文明的重要標(biāo)志，學(xué)生通過(guò)閱讀“材料時(shí)代”文本（摘自《迷人的材料》），了解帆船發(fā)展歷程中出現(xiàn)的新技術(shù)與新材料，理解材料對(duì)人類文明進(jìn)步的重大意義：文明時(shí)代就是材料時(shí)代。然后通過(guò)視頻了解3D 打印技術(shù)，利用韋恩圖比較3D 打印技術(shù)與傳統(tǒng)制作技術(shù)的區(qū)別，學(xué)會(huì)3D 建模設(shè)計(jì)并制作帆船模型，體驗(yàn)增材制造技術(shù)帶來(lái)的新變革，從而實(shí)現(xiàn)從帆船的角度領(lǐng)悟工業(yè)設(shè)計(jì)的核心是對(duì)材料與技術(shù)的認(rèn)知、改造和創(chuàng)新。