美感教育

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自然仿生結構燈

核心概念
  • 利用不同厚、薄的紙張摺痕來堆疊層次,呈現光的美感。
美感知能
  • 如何利用紙的折法來呈現力的支撐。
  • 使用紙板切割出仿生的結構。

課程概述

本課程旨在引導學生透過實作與觀察,深入理解結構與材質之間的關係。課程將分為幾個主要階段:

1. 動手學習結構與材質:學生將首先進行實作活動,藉由探索”紙”材質在結構設計中的應用,並解決在過程中出現”力”的問題。這一階段強調實驗與創新,鼓勵學生思考如何選擇合適的摺紙方式來達成設計目標。

2. 觀察自然物的構造:接下來,學生將進行戶外觀察,研究自然界中的各種結構,如植物、動物及其生態系統。透過觀察,學生將學習如何從自然中汲取靈感,理解自然界的設計智慧。

3. 製作仿生結構:在掌握了結構與材質的基本概念後,學生將運用所學知識,設計並製作仿生的結構,特別是針對燈罩的設計。學生將結合自然界的元素,創造出既美觀又實用的燈罩作品。

透過這個課程,學生不僅能夠提升對美感的理解,還能培養創造力和解決問題的能力,最終實現將自然靈感轉化為具體設計的目標。

美感預期成果

  • 結構與材質理解:學生將能夠清楚理解不同材質的特性及其在結構設計中的應用,並能夠識別和解決在實作過程中出現的問題。
  • 觀察與分析能力:學生將提升觀察自然物的能力,能夠分析其結構特徵,並從中獲取靈感,理解自然界的設計原則。
  • 創造性設計能力:學生將能夠運用仿生設計的概念,創造出具有美感和功能性的燈罩作品,展現其創造力和設計思維。
  • 實作技能:學生將在實作過程中提升手工藝技能,學會使用各種工具和材料,並能夠獨立完成燈罩的設計與製作。
  • 團隊合作與溝通:在課程中,學生將有機會與同儕合作,提升團隊合作能力和溝通技巧,學會分享和討論設計理念。
  • 反思與評估能力:學生將能夠對自己的設計過程和最終作品進行反思,學會評估設計的優缺點,並提出改進建議。

透過這些預期成果,學生將在美感、創造力和實作能力等方面獲得全面的提升,為未來的設計學習奠定堅實的基礎。

教師課後省思

在課程中,學生從紙張摺疊、植物仿生、結構簡化到燈罩與光影的完成,讓學生在實作中能逐漸理解「結構先於造型」的概念,特別是在承重測試與點燈觀察階段,結構是否合理會立刻反映在結果上,提升學習動機與投入度。

在光影燈罩階段,學生普遍對單色的描圖紙不感興趣,之後若有同樣課程進行會考慮加入多色彩的材料。教學上透過設定明確的操作順序(先定骨架、再調材質、最後點燈),讓學生在探索中仍有清楚的工作邏輯。

課程規劃
  • 01
    結構大挑戰I

    指導學生使用影印紙張用摺紙的方式,將紙張從平面變成立體而產生支撐力。
    1. 材料準備:
    - 影印紙張(可以使用不同顏色或圖案的紙張以增加趣味性)
    - 美工刀
    - 尺子
    - 鉛筆

    2. 選擇設計:
    - 學生可以選擇一個簡單的摺紙設計。教師可以提供一些範例或參考圖案,幫助學生理解不同的摺紙結構,將平面的紙變成立體。

    3. 測量與裁剪:
    - 使用尺子和鉛筆,學生在影印紙上標記出所需的摺紙形狀。如果設計需要特定的尺寸,學生可以根據需要裁剪紙張。

    4. 摺紙步驟:
    - 根據選擇的設計,學生將開始進行摺紙。以下是基本的摺紙步驟:
    - 摺疊:將紙張沿著標記的線條摺疊,確保摺痕清晰。可以使用手指或尺子輕輕壓平摺痕,以增強支撐力。
    - 調整:在組合過程中,學生可以根據需要調整摺紙的角度和形狀,以達到最佳的立體效果。

  • 02
    結構大挑戰II

    接著將作品上加上物品,考驗作品的承重力,再發下另一張新的紙張,讓學生思考並改進作品結構的摺紙方式。

    1. 檢查與測試:
    - 完成摺紙後,學生應檢查結構的穩定性和支撐力。可以輕輕施加壓力,觀察結構是否能夠保持形狀,並進行必要的調整。

    2. 分享與反思:
    - 學生將有機會展示自己的摺紙作品,並分享他們的設計過程和所遇到的挑戰。教師可以引導學生討論不同結構的支撐力來源,以及摺紙在日常生活中的應用。

  • 03
    校園植物結構搜尋

    觀察植物的外在形貌,試著在表象中觀察出支撐的結構,並使用工具將結構呈現出來,並使用鉛筆將結構畫在紙上記錄。
    1. 材料準備:
    - 植物樣本(選擇校園內具有明顯支撐結構的植物。例如:荷葉)
    - 放大鏡
    - 鉛筆
    - 紙張
    - 剪刀、美工刀(用於修剪植物樣本)
    - 尺子(可用於測量)

    2. 觀察植物:
    - 學生將在教室或戶外選擇一株植物,仔細觀察其外在形貌。注意觀察以下幾個方面:
    - 葉片:形狀、大小、顏色及紋理。
    - 莖部:粗細、顏色及結構。
    - 根系:如果可見,觀察根的形狀和分佈。
    - 整體形狀:植物的高度、寬度及生長方式。

    3. 識別支撐結構:
    - 在觀察過程中,學生應特別注意植物的支撐結構,例如莖的堅固程度、葉片的排列方式以及根系如何固定植物。可以使用放大鏡來更清楚地觀察細節。

    4. 使用工具呈現結構:
    - 學生可以使用剪刀輕輕修剪植物的一部分(如葉片或莖部),以便更好地觀察其內部結構。
    - 使用尺子測量植物的高度和其他相關尺寸與比例。

    5. 繪製結構:
    - 在觀察和測量後,學生將使用鉛筆在紙上繪製植物的支撐結構。繪製時應注意以下幾點:
    - 比例:根據實際觀察的尺寸,確保繪製的結構具有正確的比例。
    - 細節:捕捉葉片的紋理、莖的形狀及根的分佈,盡量詳細描繪。
    - 標註:在繪圖旁邊標註各部分的名稱及其功能,幫助理解植物的結構。

    6. 分享與反思:
    - 完成繪圖後,學生將有機會在班上分享他們的觀察結果和繪圖。教師可以引導學生討論不同植物的支撐結構及其在生態系統中的重要性。

  • 04
    仿生結構實作

    學生將觀察到的仿生結構(以荷葉為例),轉換材料,使用人工材料例如紙板、塑膠管、細木棍…等,做出立體的結構形體。
    1. 材料準備:
    - 各種人工材料(如紙板、塑膠管、細木棍、膠水、保麗龍膠、剪刀、尺子、鉛筆等)。
    - 觀察到的仿生結構的紀錄或實物(以荷葉為例)。

    2. 選擇仿生結構:
    - 學生首先回顧之前的觀察,選擇一個他們感興趣的仿生結構作為設計的靈感來源。可以是自然界中的某種生物或植物的特徵,並思考其功能和形狀。

    3. 設計草圖:
    - 在紙上繪製所選仿生結構的草圖,標註出主要的形狀和特徵。學生應考慮如何將這些特徵轉換為可用的材料,並思考結構的穩定性和支撐力。

    4. 材料選擇與準備:
    - 根據設計草圖,學生選擇合適的材料來製作立體結構。可以考慮以下幾種材料的特性:
    - 黑色紙板:適合製作平面和立體結構,易於剪裁和粘合。
    - 塑膠吸管:輕便且具有一定的彈性,適合用於支撐結構。
    - 細木棍:堅固且易於連接,適合用於框架或支撐。

    5. 製作立體結構:
    - 學生根據設計草圖開始製作立體結構。具體步驟包括:
    - 剪裁:使用剪刀將選擇的材料剪裁成所需的形狀和尺寸。
    - 組裝:使用膠水或保麗龍膠將各個部分組合在一起,確保結構的穩定性。可以使用細木棍作為支撐,或用塑膠管連接不同的部分。
    - 調整:在組裝過程中,學生可以根據需要調整結構的形狀和角度,以達到最佳效果。

    6. 檢查與測試:
    - 完成立體結構後,學生應檢查其穩定性和功能性。可以輕輕施加壓力,觀察結構是否能夠保持形狀,並進行必要的調整。

    7. 分享與反思:
    - 學生將有機會展示自己的作品,並分享他們的設計過程和所遇到的挑戰。教師可以引導學生討論不同仿生結構的特點及其在自然界中的功能。

  • 05
    燈罩設計與製作I

    接續立體結構形體,並簡化成最基本型,用重複出現的方式,設計製作燈罩的立體造型。
    1. 材料準備:
    - 各種人工材料(如黑色紙板、細木棍、膠水、雙面膠、剪刀、尺子、鉛筆等)。
    - 燈罩的基本設計範例。

    2. 回顧立體結構:
    - 學生回顧之前製作的立體結構,思考其形狀和特徵。選擇一個或多個結構作為設計的基礎,並考慮如何將其簡化為最基本的形狀。

    3. 簡化設計:
    - 在紙上繪製簡化後的設計草圖,將複雜的形狀轉換為幾何圖形(如三角型、Y字型、工字型、T字型等)。學生應考慮如何通過重複這些基本形狀來創造燈罩的立體造型。

    4. 重複模式設計:
    - 決定燈罩的最終形狀和大小,並設計重複的模式。學生可以考慮以下幾種設計方式:
    - 圓形燈罩:使用重複的三角型或Y字型、工字型、T字型等來形成圓形的燈罩。
    - 多面體燈罩:使用重複的重複的三角型或Y字型、工字型、T字型等來創造一個多面體的燈罩。

    5. 材料選擇與準備:
    - 根據簡化的設計,學生選擇基礎的黑色紙板材料來製作燈罩。確保材料的輕便性和可塑性,以便於組裝。

    6. 製作燈罩:
    - 學生根據設計草圖開始製作燈罩。具體步驟包括:
    - 剪裁:使用剪刀將選擇的材料剪裁成所需的基本形狀,確保每個形狀的大小一致。
    - 組裝:使用膠水、保麗龍膠或雙面膠將重複的基本形狀組合在一起,形成燈罩的立體結構。注意保持結構的穩定性和對稱性。
    - 調整:在組裝過程中,學生可以根據需要調整燈罩的形狀和角度,以達到最佳效果。

    7. 檢查與測試:
    - 完成燈罩後,學生將製作好的燈罩放置在預先設定的燈泡坐上檢查其穩定性和外觀。確保燈罩能夠正確安裝在燈具上,並進行必要的調整。

  • 06
    燈罩設計與製作II

    在立體結構的骨架構造上加上彩色PVC塑膠片與描圖紙,並使用燈泡,讓學生觀察與調整骨架中彩色PVC塑膠片與描圖紙的形式,並完成作品。
    1. 材料準備:
    - 先前製作的立體結構骨架-燈罩的基本結構。
    -不同厚、薄的描圖紙。
    - 燈泡及燈具(可使用小型LED燈泡)。
    - 剪刀、膠水、雙面膠、尺子、鉛筆等工具。

    2. 設置燈具:
    - 將燈泡安裝在立體結構的底部或內部,確保燈泡能夠穩定地放置並能夠正常工作。這樣學生可以在後續步驟中觀察到光影效果。

    3. 選擇不同厚薄的描圖紙製作燈罩內層:
    - 學生根據自己設計的燈罩樣式與尺寸,選擇不同厚薄的描圖紙,以摺紙的方式製作一個表面凹凸不大具有張力的內層燈罩結構。

    4.將燈罩內層與骨架結合:
    - 使用膠水或雙面膠將描圖紙製作出的燈罩內層固定在立體結構的骨架上。學生可以根據設計的需要,調整描圖紙的層次和折疊方式,創造出不同的光影視覺效果。

    5. 觀察光影效果:
    - 當燈罩骨架與描圖紙固定好後,打開燈泡,讓學生觀察光線透過描圖紙的效果。

    6.注意觀察以下幾點:
    - 光的強度:不同的描圖紙折法如何影響光的強度和顏色。
    - 影子的變化:描圖紙的形狀和層次如何影響影子的形狀和位置。
    - 整體效果:整體燈罩的視覺效果如何,是否符合學生的設計初衷。

    7. 調整與完善:
    - 根據觀察到的效果,學生可以對描圖紙的形式進行調整。這可能包括重新剪裁、改變層次或重新排列,以達到理想的光影效果。

    8. 完成作品:
    - 當學生滿意最終效果後,確保描圖紙都穩固地固定在骨架上,並進行最後的檢查。確保燈具安全且能正常運作。

    9. 分享與反思:
    - 學生將有機會展示自己的燈罩作品,並分享設計過程中的思考和挑戰。教師可以引導學生討論光影在設計中的重要性,以及如何在未來的設計中應用這些原則。

江志偉
彰化縣立大村國民中學 教師

任教於彰化縣立大村國民中學

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