創(chuàng)意花窗制作

張文聰

摘?要：由中國教育科學(xué)研究院舉辦的全國未來工程師挑戰(zhàn)賽中的一個項(xiàng)目——創(chuàng)意花窗，是一個融合STEM教育的項(xiàng)目式創(chuàng)意比賽，整個項(xiàng)目可以分成四個環(huán)節(jié)：花窗繪圖設(shè)計(jì)、木條拼接花窗、核心3D打印、作品設(shè)計(jì)演講。全部過程3個學(xué)生為一組，從分工到合作，發(fā)揮孩子的動腦創(chuàng)造能力、動手設(shè)計(jì)能力、學(xué)科知識應(yīng)用能力以及組織演講能力，是一個非常好的STEM項(xiàng)目式融合比賽項(xiàng)目。下面以2020年全國未來工程師挑戰(zhàn)賽——創(chuàng)意花窗項(xiàng)目為案例做全過程的分析，不足之處請各位同仁專家批評指正！

關(guān)鍵詞：STEM教育?項(xiàng)目式學(xué)習(xí)?創(chuàng)意花窗

中圖分類號：J52??文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A????文章編號：1003-9082（2020）09-00-01

花窗是中國古代園林建筑中窗的一種裝飾和美化的形式，用以體現(xiàn)一定的文化底蘊(yùn)。創(chuàng)意花窗是融入新的主題元素，采用固定規(guī)格的木條，3D打印的核心中物，制作一個花窗模型，寓意某種特殊的含義。創(chuàng)意花窗比賽項(xiàng)目希望通過學(xué)生的分工與合作來完成作品的設(shè)計(jì)。1.按照比賽要求，3個學(xué)生為一組，找一名學(xué)生設(shè)計(jì)能力較強(qiáng)的負(fù)責(zé)繪畫+3D設(shè)計(jì);2.一名空間感較好的動手能力較強(qiáng)的學(xué)生負(fù)責(zé)木頭的裁切以及拼接;3.一名組織演講能力較強(qiáng)的孩子負(fù)責(zé)作品理念的設(shè)計(jì)以及組織演講。3名學(xué)生分工合作，每個環(huán)節(jié)都是共同參與，每個環(huán)節(jié)都有一個專門負(fù)責(zé)的孩子，指導(dǎo)老師負(fù)責(zé)安排分工、采購支付、統(tǒng)籌組織，過程錄制等工作。

一、花窗繪圖，用心設(shè)計(jì)

1.根據(jù)主題，寄意花窗

每一年，組委會會公布一個主題，今年2020年主題是：致敬最可愛的人。2020年是一個特殊年，孩子們首先想到的，就是在這次過程中做出貢獻(xiàn)的各類人物代表，比如：中南山院士、其他醫(yī)務(wù)人員、外賣小哥等等。我們最終在孩子們的思維碰撞下，取名：同心同行。接下來就是木框，木框設(shè)計(jì)我們選擇了外八角，中間橫豎交替組成一個框，留著中空一個10cm*10cm的正方形，用于鑲嵌“愛心武漢”。外八角意味著八方支援，橫豎交替木條組成意味著共同筑巢，保護(hù)武漢，取得勝利。

2.結(jié)合構(gòu)思，繪制木框

在構(gòu)思碰撞完成，形成了我們最初的想法和構(gòu)造，就開始分工繪制。因?yàn)樽髌芬蠡ù巴饪蛴玫氖悄緱l，里面鑲嵌用的是3D打印的作品。我們很快分工行動，每個同學(xué)拿出一張A3白紙，開始根據(jù)提供的尺寸，繪制自己想象中的木框形狀，最后我們從三個同學(xué)繪圖中，找到一個最合理的，包括實(shí)際拼接、木條長短、牢固程度等綜合因素考慮之后，整合修改一個方框出來，確定為我們的作品外框。

3.鑲嵌點(diǎn)綴，手繪愛心

中心是花窗的靈魂，找出武漢地圖，變形拼接成武漢二字，通過繪制藝術(shù)字的形式呈現(xiàn)出來。經(jīng)過量尺，繪制，修改，著色，最后完成中間愛心武漢的繪制。

二、木條采購，合理拼接

根據(jù)組委會要求，用一根5米長的木條，拼接成我們繪制的形狀。這時候大家分工，木條采購，由指導(dǎo)老師自己淘寶解決。一個同學(xué)負(fù)責(zé)在圖形上量好尺寸，不同長短的木條各需要多少根，一個同學(xué)負(fù)責(zé)裁剪木條，利用鋸子等工具，一個同學(xué)負(fù)責(zé)粘貼木條，按照A3的尺寸，每根木條拼接起來，組成外八角的花窗形狀。在此過程中，孩子們通過量尺，裁剪，粘貼，打磨，修飾邊角等，結(jié)合數(shù)學(xué)、科學(xué)、美術(shù)等知識，提高動手能力，把花窗粘貼牢固。

這個過程是動手制作最重要的過程，從一根5米長的木條，到拿起切割機(jī)，再將木條鋸成標(biāo)準(zhǔn)的長短，還有轉(zhuǎn)角，都體現(xiàn)了孩子們的耐心。數(shù)學(xué)角度測量、拼接設(shè)計(jì)，在這個環(huán)節(jié)展露無遺，孩子們經(jīng)過多遍的測試，當(dāng)然也是花費(fèi)了不少木條，但最終可以完美拼接想要的圖形，而且還要考慮審美以及合理性。

三、核心中物，3D打印

花窗的中心，是整個花窗的靈魂核心，決定著花窗的核心意義。同學(xué)利用自己所學(xué)習(xí)3DONE知識，繪制愛心，利用拉升、圓角等工具，然后通過切片軟件，將我們的愛心武漢制作出來，在老師指導(dǎo)下，經(jīng)過長達(dá)8個小時的打印，完成了核心作品。下一步就是著色了，利用丙烯材料，把愛心涂上合適的顏色，就大功告成了。

這一步，需要孩子們準(zhǔn)確把握中心物件的外觀尺寸，在設(shè)計(jì)的時候，也需要對中心物件做與木框的連接固定，因?yàn)?D打印是一體成型的，出來之后就沒有辦法再去增加，只能通過打磨剪切修改，所以在這個環(huán)節(jié)，打印過好多的作廢作品，因?yàn)檫B接物件設(shè)計(jì)不合理，無法固定，或者是打印出現(xiàn)問題，沒有辦法連接等，在此基礎(chǔ)上還要兼顧中心物件的美觀，著實(shí)不容易。我們這次打印的是一個愛心，中間加上了武漢地區(qū)的地圖，孩子們通過自己一筆一畫變形，拼接成了“武漢”兩個字組成的地圖。

四、作品成型，精彩演講

經(jīng)過各種工序制作，屬于孩子們的作品終于見面，作品的外觀，給人于藝術(shù)的審美和無限的空間，賦予作品特有的含義，才能體現(xiàn)作品的靈氣與特別。其實(shí)，在作品的寄意確定之后，同步就開始制作PPT了，然后同學(xué)開始練習(xí)演講，盡量讓每一個同學(xué)都有鍛煉的機(jī)會，讓他們用真實(shí)的情感，表達(dá)自己對抗戰(zhàn)一線的工作人員的敬愛之情。在這個環(huán)節(jié)，可以提高孩子們的口才表達(dá)能力，他們其實(shí)在解說過程中也在不斷思考，不斷修改他們表達(dá)的方式和語言。

感謝中國教育科學(xué)研究院，感謝舉辦未來工程師挑戰(zhàn)賽組委會，提供一個孩子們學(xué)習(xí)鍛煉的平臺。比賽只是一種形式，重要是孩子們參與的過程，學(xué)會了運(yùn)用所學(xué)的知識，完成STEM項(xiàng)目式比賽作品。通過創(chuàng)意花窗項(xiàng)目的制作，提高了邏輯思維能力、動手實(shí)踐能力、審美能力、創(chuàng)新能力及語言表達(dá)能力等，讓孩子們真正體驗(yàn)到完成一個作品所帶來的成就感和快樂。

案例：同心同行

參考文獻(xiàn)

[1]曹明元，申云波.3D設(shè)計(jì)與打印實(shí)訓(xùn)教材（機(jī)械制造）[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2017.

[2]黃文凱，伍馮潔，吳羽.3D建模與打印快速入門[M].中國科學(xué)技術(shù)出版社，2016.