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学生造船型车,是艺术还是工程?

太棒了!这是一个非常有趣且富有创造性的项目,将工程、艺术、设计和团队协作完美地结合在了一起,为学生们设计“船型造型车”的活动,不仅能激发他们的想象力,还能锻炼动手能力和解决问题的能力。

这里为您提供一个详细、分步的指南,包括活动目标、设计思路、材料选择、制作步骤和评估标准,希望能帮助您和学生们顺利完成这个项目。

学生造船型车,是艺术还是工程?-图1
(图片来源网络,侵删)

项目名称:乘风破浪——船型造型车创意制作大赛

项目目标

  1. 知识与技能:
    • 理解流体力学中“船体”的基本原理(如流线型设计以减少阻力)。
    • 学习并实践简单的机械结构(如转向、动力传动)。
    • 掌握基础的工具使用方法和材料加工技巧(如切割、粘合、打磨)。
  2. 过程与方法:
    • 体验从“概念设计”到“实物制作”再到“测试优化”的完整工程流程。
    • 培养团队协作、沟通和项目管理能力。
    • 学习通过实验和观察来改进设计。
  3. 情感态度与价值观:
    • 激发对科学、技术、工程、艺术和数学(STEAM)的兴趣。
    • 培养创新精神和精益求精的工匠精神。
    • 增强环保意识,学习利用废旧材料。

核心设计思路

“船型造型车”的核心在于“船型”“车”的结合。

  • 船型: 指的是车的外形,设计应模仿船体,通常是流线型、底部平滑、两端收窄,目的是为了在遇到水洼或不平坦路面时,能像船一样“滑”过去,减少阻力。
  • 车: 指的是车的功能和结构,它必须能在地面上自主行驶,拥有底盘、车轮、转向系统和动力系统。

材料与工具准备

建议使用安全、易获取且成本低的材料,特别是鼓励使用回收物品。

主体结构材料(可选其一或组合使用):

  • 硬纸板/瓦楞纸板: 最容易获取,易于切割和塑形,适合制作船体的外壳。
  • 泡沫板/保丽龙: 质量轻,易于雕刻和打磨,可以塑造出非常流畅的船型曲线。
  • 塑料板/亚克力板: 更坚固,但加工需要专业工具,适合高年级或有老师指导的情况。
  • 旧塑料瓶/桶: 本身就有一定的弧度,可以作为船体的基础,在上面进行改造。

底盘与动力系统:

学生造船型车,是艺术还是工程?-图2
(图片来源网络,侵删)
  • 底盘: 塑料板、薄木板、或硬纸板。
  • 动力:
    • 电动(推荐): 小型电机、齿轮箱、电池盒、开关,可以从旧玩具车上拆解。
    • 橡皮筋: 简单可靠,通过缠绕橡皮筋为车轴提供动力。
    • 气球: 反冲推进,原理简单,趣味性强。
  • 车轮: 塑料瓶盖、玩具车轮、光盘、圆形木片等。
  • 车轴: 吸管、竹签、铁丝、旧圆珠笔芯。

装饰与固定材料:

  • 胶水: 热熔胶枪(强力,需成人指导)、白乳胶、502胶水。
  • 连接件: 回形针、橡皮筋、螺丝螺母(如果使用木质底盘)。
  • 装饰: 颜料、彩纸、贴纸、小旗子、锡纸等。

工具(务必强调安全!):

  • 基础工具: 剪刀、美工刀(仅限老师或高年级学生在严格监督下使用)、尺子、铅笔。
  • 辅助工具: 钳子、螺丝刀、砂纸(用于打磨边缘)。

制作步骤(分阶段进行)

第一阶段:设计与规划 (1-2 课时)

  1. 分组与头脑风暴: 将学生分成3-5人的小组,讨论“船型车”应该是什么样子?它有什么特点?(流线型、有船头船尾、能“漂”起来等)。
  2. 草图绘制: 每个小组在纸上画出至少2-3个设计方案,标注出关键尺寸、使用的材料和动力方式。
  3. 方案选择与材料清单: 小组内投票选出最佳方案,并根据设计列出详细的材料清单。
  4. 教师评审: 各小组向老师和全班展示设计方案,接受提问和建议,最终确定可行性最高的方案。

第二阶段:结构与底盘制作 (2-3 课时)

学生造船型车,是艺术还是工程?-图3
(图片来源网络,侵删)
  1. 制作底盘: 根据设计,裁剪出底盘材料,确保底盘足够坚固,能承载船体和动力系统。
  2. 安装动力系统:
    • 电动: 将电机、电池盒、开关用胶水或胶带固定在底盘上,连接电路,测试电机是否能正常转动。
    • 橡皮筋: 将车轴固定在底盘上,一端安装动力轮(缠绕橡皮筋用),另一端安装从动轮。
  3. 安装车轮与转向:
    • 将车轴穿过底盘(可以用吸管作为轴承,减少摩擦)。
    • 安装车轮,确保车轮能自由转动。
    • 设计简单的转向机构,在前轮轴上连接一根细绳或小木棍,通过拉动绳索来控制方向。

第三阶段:船体造型制作 (3-4 课时)

这是最富创造性的阶段。

  1. 制作船体外壳:
    • 纸板法: 将纸板切割成多个横截面(像切面包一样),再按顺序粘合起来,形成船型的立体轮廓,最后在外面贴上2-3层纸板并打磨光滑。
    • 泡沫板法: 用美工刀或电热丝(需老师操作)将泡沫板雕刻成大致的船型,然后用砂纸仔细打磨,使其表面光滑流畅。
    • 改造法: 将塑料瓶从中间切开,取其一半作为船体,再用纸板或泡沫板进行加宽和造型。
  2. 组合船体与底盘: 将制作好的船体小心地粘合或固定在底盘上,注意重心,确保车辆行驶平稳。
  3. 细节完善: 制作船头、船尾的尖角,用锡纸包裹增加金属质感,或用颜料涂上船舷、窗户等细节。

第四阶段:装饰与总装 (1-2 课时)

  1. 美化外观: 为船车喷漆或贴上装饰物,给小组的船车起个名字,并设计一个标志。
  2. 最终检查: 检查所有连接处是否牢固,电路是否安全,转向是否灵活。
  3. 测试与调试: 在场地上进行试跑,观察并记录问题(如跑偏、动力不足、翻车等),并进行针对性修改。

测试与评估

比赛与展示环节:

  • 直线竞速赛: 测试车辆的动力和直线行驶能力。
  • 障碍赛/水洼挑战赛: 在赛道上设置障碍物或浅水洼,测试车辆的“船型”设计是否有效,能否平稳通过。
  • 最佳设计奖: 由老师和同学投票选出,奖励最具创意、最美观的船车。
  • 团队协作奖: 奖励在项目中合作最默契、分工最明确的小组。

评估标准(供老师参考):

  • 工程设计 (40%):
    • 船型设计的合理性与创新性。
    • 结构的稳固性与功能性。
    • 动力系统的有效性和可靠性。
  • 制作工艺 (30%):
    • 成品的精细度和完成度。
    • 工具使用的安全性和熟练度。
    • 材料的有效利用。
  • 团队协作 (20%):
    • 成员分工是否明确,沟通是否顺畅。
    • 是否能共同解决问题,克服困难。
  • 展示与反思 (10%):
    • 项目介绍是否清晰,能否解释自己的设计思路。
    • 是否能从测试中发现问题并提出改进方案。

安全提示:

  • 全程强调安全第一! 特别是使用美工刀、热熔胶枪等工具时,必须有老师在场监督和指导。
  • 提醒学生注意用电安全,电池的正负极不要接反。
  • 试车时,确保场地开阔,远离人群。

这个项目不仅是一个手工活动,更是一个微型工程项目,祝您的学生们都能设计出独一无二、乘风破浪的“船型造型车”!

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