STEM课程《创意笔筒的设计与制作》

STEM课程《创意笔筒的设计与制作》【课程简介】利用身边的旧书、塑料瓶、纸盒等废旧材料，通过小组合作、探究实践，设计并制作出结实、耐用、功能多样、实用性强且富有创意的笔筒。【适用对象】高中二年级学生（配合高中通用技术课程《结构与设计》教学），【教学时间】2课时（80分钟）【STEM知识点】1.科学（S）S1：笔筒是生活中常见的一种结构；S2：结构的稳定性是指结构在荷载的作用下维持其原有的平衡形式的能力，它与结构的重心高低、支撑面大小和形状有关；S3：结构的强度是指材料或构件具有的抵抗被外力破坏的能力，它与结构构件的材料、形状和连接方式有关。S4：美学，作品设计要符合绝大多数人的审美需求。2.技术（T）T1：日常生活中常见工具（小刀、剪刀、直尺等）的使用方法与技巧；T2：粘合剂的正确使用方法与技巧；T3：了解笔筒所选制作材料的基本性能。3.工程（E）E1：笔筒结构的选择、设计与实现；E2：笔筒各构件之间合理连接的实现；E3：笔筒外观设计与整体结构符合大众审美情趣的实现；E4：笔筒的功能应满足人们的基本需求。4.数学（M）M1：绘制笔筒的结构三视图，标明各部分尺寸及所用材料；M2：测量笔筒或笔筒各功能区的空间大小，了解笔筒可放置物品清单及其容量。M3：按标注尺寸加工笔筒的各个构件。【教学目标】1．理解影响结构稳定性、强度的各种因素；2．巩固设计的基本知识，在实际操作中理解机械制图的基本规范，掌握设计图、草图的基本画法；3．提升学生学习技术课程的兴趣，学会方法的迁移，“废物回收利用”,提高利用身边的废旧物设计制作生活学习用品、美化生活的情趣，懂得变废为宝、物尽其用；4．通过活动，培养学生认真细致地制作习惯以及团队之间合作交流的能力。【学习成果】1．绘制笔筒及其构件三视图，并标记零部件尺寸；2．创意笔筒实物、草图及其功能说明书。【材料准备】1．必备材料：包装纸、剪刀、小刀、直尺、胶带、胶水等；2．可选材料：矿泉水甁、广告宣传单、废旧报纸、卷纸芯、各种身边容易找到的包装物、彩笔、针、线等。【课前准备】1．材料准备：提前让学生按要求收集制作的工具和材料；2．信息收集：上网查询有关笔筒的创意、制作及人们的需求信息；3．资源的整理与展示：展示所收集到的资料和成果。【教学流程】1.情景导入在古代,笔筒以其艺术个性和较高的文化品位,受到文人墨客的青睐。在同学们的学习中，有的时候文具总是找不到放哪里了？如果我们有一个笔筒的话，那找东西就方便多了。多媒体屏幕展示一些古代和当今的创意笔筒图片。学生欣赏。笔筒用处很大，不仅可以用来盛放文具，还可以作为储物盒盛放杂物。不知道咱们同学想不想自己动手做一个呢？今天咱们就来进行创意笔筒的设计与制作。2.笔筒的设计分析：（1）选材分析全世界都在倡导环保，“回收利用好再生”和“低碳生活”成为当今世界的主题。本次活动制作的材料，主要选择生活中的一些废旧材料。PPT展示变废为宝材料做成的笔筒。学生欣赏笔筒，并讨论思考：生活中哪些材料可以再利用制作笔筒？任务1：小组讨论，找出生活中可做笔筒的可再利用材料，填写在活动记录表的相关空格里上并回答。教师总结归纳：矿泉水甁、广告传单、废旧报纸、卷纸芯、旧书、牙膏盒及其纸盒等，这些材料符合我们现在的环保理念，而且能够变废为宝。设计意图：一方面联系目前所倡导的“回收利用好再生”的环保理念和低碳生活方式，体现建构主义教学观的社会性；另一方面激活学生的思维和求知欲。（2）结构分析由于不同的使用者使用笔筒盛放的东西不一样，这就对笔筒的稳定性和强度的提出了要求。任务2：请同学们思考归纳笔筒的设计要满足什么要求？学生小组讨论并回答。教师总结归纳学生的发言，列出笔筒设计的三个基本要求：（1）能方便地取放笔，安全。（2）具有一定的稳定性和强度，笔筒不易变形，不易倾倒。（3）具有一定的装饰性。教师实物展示用笔筒盛放不同的物品，让学生思考影响笔筒的稳定性和强度的相关因素。教师引导学生进一步的设计分析，提出笔筒稳定性和强度的基本判断标准：笔筒做完后，笔放下去，易倾倒，说明稳定性不好，而如果是易变形或散架，说明强度不好，要用影响稳定性和强度的几个基本因素进行分析解决问题设计意图：引导学生学会分析（3）方案构思根据刚才的设计分析和我们现有的材料、工具来构思笔筒的设计方案，并用草图来表现设计方案。任务3：小组交流讨论，把最终的方案用草图的形式画在活动记录表的相应位置，并向同学们展示一下。设计意图：用草图的方式记录方案构思，让学生养成好习惯。（4）绘制设计图根据方案构思画出创意笔筒及其零部件的三视图，并标明零部件的尺寸及其构件之间的连接方式。任务4：小组交流讨论，画出创意笔筒及其零部件的三视图，并标明零部件的尺寸及其构件之间的连接方式。设计意图：了解机械制图规范，会绘制三视图，学会选择结构构件之间合理的连接方式。3.小组合作实践教师简单介绍制作模型或原型的基本步骤，布置实践任务。任务5：根据小组的最终方案构思，按照草图或三视图的设计要求动手制作创意笔筒。实践要求：（1）时间15分钟，操作过程注意安全。（2）要体现团结协作的精神。（3）作品完成后，用笔作一下简单的试验，稳定性和强度没达到要求的，小组讨论解决方案。（把操作过程中遇到的问题及解决方法记录在活动记录表的相应空格里。）（4）学生根据构思方案的实践，教师巡视指导，发现问题及时解决，并强调在操作的过程中注意安全。设计意图：实践要求（3）的提出，是为了让学生及时检验发现作品的优缺点，采取措施及时修正，培养学生科学严谨的科学态度；要求（4）的提出为了让学生在评价交流阶段交流心得，有利于学生共同积累大家的经验。4.技术试验小组制作完作品以后，对其结构强度和稳定性进行测试。将测试情况填写在活动记录表的相关空格处。5.作品展示，交流评价各小组选出小组代表上台展示介绍作品，可以从从选材、结构构思、心得体会等方面介绍。任务6：小组的代表上台展示、介绍小组的作品，交流心得。教师展示评价标准，学生个人、小组内、小组间进行评价，并将评价结果填写在作品评价表的相应空格处。教师总结：肯定的设计制作中，大多数同学态度认真，相互协作的较好，设计制作的笔筒有创意，针对稳定性和强度处理得好的予以表扬，做得不够好的，拿出来让大家共同讨论解决。设计意图：结合过程评价和结果评价，尽可能地肯定每个小组的作品，教师针对本节的难点，作最后的强化。5.总结本次我活动我们利用同学们自备的废旧材料完成了笔筒的模型的制作，用更直观的方式呈现了同学们构思的方案。通过本节课我们发现同学们都很有创新意识，且能结合我们身边使用物品的特点去设计、构思，把设计和生活联系起来。其实设计无处不在，用心观察，用心体会，让设计为我们的生活服务，使我们的生活绚丽多彩。创意笔筒的设计与制作活动记录单班级：__________组别：__________小组成员：_______________________________项目内容小组分工搜集相关信息生活中可制作笔筒的废旧材料笔筒设计应考虑的因素材料清单工具清单设计方案创意说明及构件连接方式的选择（附草图）创意笔筒及其零部件三视图（含零部件尺寸）制作过程中遇到的问题及解决办法遇到的问题解决办法活动体会序号评价内容组内自评(30%)组间互评(30%)教师评价(40%)实际得分1设计方案（30分）草图（5）2作品三视图（10）3零部件三视图（10）4连接方式选择（5）5作品制作（30分）工具的使用（10）6工艺的选择（15）7解决问题的能力（5）8技术试验（10分）试验方式的选择（5）9试验效果（5）10评价与交流（30）作品整体效果（20）11小组组内交流（5）12小组参与公开交流（5）小组最后得分序号评价项目评价意见1外观造型2色彩搭配3材料选择4结构性能5创新性6实用性7使用效果8总体评价《创意笔筒的设计与制作》活动评价表班级：__________组别：__________小组成员：_______________________________《创意笔筒的设计与制作》作品评价表班级：__________组别：__________小组成员：_______________________________