課程概述
本課程以Tensegrity張拉整體結構為核心,透過實驗、創作與團隊合作,讓學生親身體驗靜力學原理與設計應用。課程共六節,循序漸進地引導學生從基礎概念到創意製作,並強調平衡、對稱、張力與壓力的分布,最終完成小組設計的 Tensegrity 作品。
課程一開始從「夾子的平衡遊戲」入手,讓學生透過遊戲理解力的分布與平衡,還有如何使用美感中的漸變、對稱、韻律、對比等要素,運用在夾子立體雕塑作品中。接著,課程二介紹Tensegrity的歷史、原理與發展,讓學生掌握其結構特性。第三節與第四節則以NASA Super Ball為範例,學生分組製作並測試20面體張拉結構,體驗如何透過張力與壓力創造穩定性與彈性。
第五節,學生運用前面課程所學,設計並製作懸浮的Tensegrity結構,發揮創意並挑戰不同功能與造型。最後一節課,學生完成懸浮結構作品,進行測試與檢討,透過ORID反思法分析結構的優缺點,並探討未來改進方向。
本課程不僅讓學生掌握Tensegrity的科學與藝術美感價值,也培養創意思考、團隊合作與問題解決能力,為未來在設計、建築與工程領域的應用奠定基礎。
美感預期成果
- 科學素養提升:能理解並應用 Tensegrity 力學原理於實際設計中。
- 動手實作能力:能利用不同材料製作 Tensegrity 結構,確保穩定性與實用性。
- 美感與設計思維:能分析結構與美學的關聯,創作兼具實用與美感的作品。
- 團隊合作:能與同學協作,並向大家分享創作歷程。
教師課後省思
- 學生對結構概念的理解與美感認知
學生在學習 Tensegrity 結構 的過程中,對於張力與壓力的互相作用已有基本認識,對於力的平衡有動手作的經驗,但是對於結構的功能性與美感的探討略顯不足,主要的原因是已經學期末課程時間不足,如果課程擴充到8節課,或許可以讓學生在superball與懸浮張拉整體結構兩個作品,思考更多的美感問題。
另外,也可透過學生報告的方式,讓學生自主學習,欣賞 Tensegrity 結構在 建築、雕塑、家具設計 中的應用,讓學生理解結構不只是功能性,還能呈現「力學之美」。
在測試階段,除了探討結構的穩定性,也可請學生從 對稱性、比例、張力線條的流暢度 等角度評估作品,讓他們在設計時兼顧美感與功能。 - 學生的創意思維、設計能力與美學表現
在製作懸浮張拉整體結構時,老師本意是希望學生能彼此互相討論,家裡可以製作的材料並帶來製作,但是考量課程時間的關係,老師並未堅持自備材料,所以幾乎所有學生都使用老師提供的材料,造成結構材料的多樣性大打折扣。另外,老師在學生的製作過程,多提醒製作的精緻度,而不是有做到懸浮即可,導致視覺雜亂,讓拉力元件的排列方式不夠精確,影響整體比例美感。
反思
在設計階段,可提供 「結構美感要素」檢查表,讓學生思考:
對稱性(Symmetry):結構是否均衡?視覺上是否有穩定感?
比例(Proportion):各元件的尺寸是否合理?是否產生和諧的比例?
韻律(Rhythm):拉力線的排列是否形成視覺上的節奏感?
漸變(Gradation):是否利用材料或線條變化營造層次感?
可加入「設計挑戰」,鼓勵學生不只做出穩定的結構,還要讓作品在 形式上更具美感與特色,例如挑戰「最優雅的懸浮結構」。 - 在懸浮作品設計時,讓學生可以用故事性來設計作品,作品的呈現會更具有藝術性。並且在作品分享時,以「美學導覽員」的角色,選出一個自己認為最具美感的作品,並說明:「這個作品在哪些方面展現了美感?」。在評分標準中,除了「結構穩定度」與「創新性」,也應納入「視覺美感表現」,讓學生意識到美感是結構設計的一部分,而非附加要素。
課程規劃
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