掌握“核心特点”——让学生的创客制作更加形象

2020-03-31王昌龙

中国科技教育 2020年10期

王昌龙

在开展STEAM综合创客制作类项目时，无论是使用电机、舵机等动力元件，光敏电阻、超声波模块等传感器，抑或是RGB可编程灯光、蜂鸣器等输出元件，这些硬件设备作为创客思路展示的载体，都离不开对整个作品的外形或外观进行设计。好的外观设计可以让我们的创客思路得到更为合理的展示，同时也大大增加了作品的观赏性。

可用于外形和外观装饰物制作的方法有很多种，比如纸膜、彩泥、激光切割木板或亚克力板、3D打印外壳等。为了能让学生更好地发挥自己的创意，我们并不会对学生使用的材料或者方法作出要求，往往只需要给他们提出一个大致方向，例如“今天我们制作一辆可以巡线的智能小车，它要具备……的功能，功能结构完成后，需要同学们自行装饰。”或者“今天我们使用机械结构制作一只仿生小狗……好了，接下来同学们把自己的小狗装饰得更为个性化吧！”

上述这些内容及目标的制订方式完全是可行的，但如果希望学生能够制作出让人耳目一新的创客作品的话，就需要让学生学会如何更好地装饰自己的创客作品。

我们曾经结合Arduino开发板与红外传感器让学生进行了电子吉他的制作。学生创意无限，创作出了多种音色、不同音调的吉他，也有很多新奇的想法。在完成了电路部分的搭建及程序内容的编写后，便进入到最终完善的阶段。我们让学生使用瓦楞板制作出吉他的外形，并要求确保内部可以安装下电源及相关的Arduino电子元器件。

由于需要在成品完成后进行讲解及设计图的制作，所以先让学生在电脑上对自己组内想要制作的吉他外观进行了讨论和设计，待确定外观后再让学生动手制作。而在学生创作过程中，我们发现，学生的设计真的是千奇百怪、风格各异，有的学生把吉他做成了月琴，有的学生设计成了民谣吉他，有的学生设计成了马头琴的样式，甚至有学生竟然将2组电子器件结合在一起，设计出了比较少见的双头吉他（图1）。

学生能将自己的设计想法引入到自己的创客作品中，让作为教师的我们很欣慰。但是单从吉他这个定位而言，其实有些学生的设计已经跑题了。

吉他属于弦类乐器，这类乐器有很多种，而且结构都比较相似，会有一个比较大的扩音箱，同时扩音箱上连接出一根有一定宽度的长臂，长臂顶部有可調节的螺丝或是把手，用来绷紧琴弦、调节音调。这种结构在乐器中十分常见，不论是西洋乐中的大小提琴、吉他，或是中国传统乐器的琵琶、月琴，就连在我们印象中比较独特的二胡也是这种结构。但在这种大致相似的构成结构中，每一种乐器又有不同的特色，也正是这些不同的特色才能够让我们区分出不同的乐器。从设计角度讲，我们通常将这种特色称为“核心特点”。

核心特点往往是一类物品区别于其他与之类似的物品的细节区别，或是这一类物品在人们任职当中的一些固有特性及规律。只要通过细致地观察与对比，往往不难发现这些核心特点。在设计过程中，利用对核心特点的加强表现，就可以让我们在外形设计上具备很大的优势，能够得到很好的视觉效果。结合刚刚所讲述的吉他案例，在此以最为常见的民谣吉他为例，提取其核心特点，设计一款外观更为形象的民谣吉他。

首先看细节上的区别。民谣吉他的扩音箱呈现出梨形或是葫芦形，多半颜色为原木的黄棕色，其中间偏上还会有收音孔；琴枕部分则主要以黑色或暗棕色为主调，配合上小下大但是差距不大的梯形；琴头部分则是扁平状的颜色稍深的原木颜色，其最为关键的特点在于它的收音孔附近有一块防划板，对吉他面板进行保护。结合上述特点我们就可以对吉他进行重新设计，让它更为传神（图2）。

分析完了吉他的案例，我们再看看固有特性及规律性的核心特点，一起观察下面的几幅图片（图3）。

这几幅图片的对比差异很明显，第1排是3辆跑车，第2排是卡车、货运车及公交车。结合我们平时的认知规律及车辆固有的特性而言，我们可以相对容易地联想到，跑车的行驶速度快，但卡车、货运车及公交车的承载能力强。除了轮子数量上的差异，还有一个很明显的核心特点——车身的高度。跑车的车身高度低，而其他车的车身都很高很大。由此，我们可以得到一个相互关联的特性：速度快对应车身低，承载能力强对应车身高大。抓住这种认知规律及固有特性的核心特点，在之后的设计过程中就可以很好地设计出速度快的超级跑车，或是运载能力强的长途运输车。

这种提取核心特点的能力其实是一种观察能力的体现，我们可以提醒学生注意观察身边的一类事物或动物的相似点及细微的不同点，也可以通过一些对比练习让学生了解如何使用这种能力，以更好地达到目标。下面的图片就有助于学生进行这种练习：在同一张脸上，如何表现出两种完全不同种的动物（图4）。