機構設計

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玩偶機構設計課程的特色,是透過動手實作活動培養整合理論與實務的能力,輔助學生學習空間、結構、機構等科技應用。 活動以「機構設計」為主題,特別強調有意義的教育/學習經驗,來自具有「互動性」及「連續性」的經驗為原則,透過前期的探究實驗活動,發展學生基本的機構設計應用能力。

課程包含三個STEM探究實驗單元,及一個玩偶機構設計製作專題。以「專題導向的學習模式」為主軸強化「STEM概念知識的理解」與「專題應用的連結」。

          讓學生用「自己的方法」解決問題,是這項教學活動最為重要的實施原則,符合探究式學習的精神。學生需憑藉已學習過的相關數學、科學知能,理解科技應用與工程技術的關係,轉化為實際執行問題解決方案的行動力,自行找尋靈感與可用的素材,將木材、鐵絲等容易取的材料,完成一件玩偶機構設計為目標。具體的課程目標如下:

1.  能夠發揮STEAM科際整合能力,設計與製作玩偶運動需要的機構。

2.  能統整分析機構運動的極限、機械效益、重力、平衡等動態的機構設計需求。

3.  能善用3D數位設計的表現能力,繪製作品解說圖與撰寫完整的學習歷程檔案。




機構設計概念知識

機構設計製作.pdf

課本教材

機械力學

•力矩/加速度/動能/功率

•運動的描述

•牛頓運動定律應用(動力學)

•質量/加速度的動量計算

•簡諧運動應用


機械設計理論

•機械元件與應用

•自由度與拘束度

•機械效益與效率

•應力應變分析

•運動軌跡分析

機構設計應用

•傳動與變速機構應用

•旋轉運動與機構轉換應用

核心概念知識

機構設計探究實驗

機構專題的教材教法

      活動設計強調跨領域STEM的知識整合,透過探究實驗的探索歷程,強化「觀察、資料記錄、數據分析、反思評估、及運用數據溝通」等基礎知能,發展具理論基礎的設計能力。課程活動不只動手實做、更動手實驗、記錄、與分析,學習將學科知識與應用能力結合,理解專題相關的科學概念、原理及數學分析,最後加入進階改造設計,讓學生發展創意應用能力。

這裡提供一些機構設計的概念動畫,輔助同學學習機構應用

其他參考的影片


槓桿秤探究實作 學習單

探究實驗學習單

這裡是機構設計的探究實驗的學習單,透過動手實驗、記錄、與分析,學習將學科知識與應用能力結合,理解機構設計相關的科學概念、原理及數學分析。 

學習單範本

學生作品5.wmv

學生作品(一)

學生作品1.wmv

學生作品(二)

學生作品3(嚇到).wmv

學生作品(三)

學生作品6(大魚吃四條小魚).wmv

學生作品(四)


玩偶動作創意 (1).MOV

學生作品(五)

玩偶動作創意 (2).MOV

學生作品(六)

玩偶動作創意 (3).MOV

學生作品(七)

玩偶動作創意 (4).MOV

學生作品(八)

玩偶機構設計製作專題

玩偶機構設計思考(設計與規劃)

可愛動物Rhino SubD建模與3D立體拼圖Waffle程式運算步驟(建模與數位製造)


木工玩偶機構實作教學

玩偶機構實作方法(機具操作)

這裡提供基本加工與機器的使用方法的教學影片,歡迎大家參考使用!

學生作品集(一)

學生作品集()

學生作品集()

學生作品集()

學生玩偶機構作品
玩偶機構設計專題報告(範本)

玩偶機構設計專題報告

學生的學習歷程與專題報告整理,是讓學生有機會回顧課程中學習的重點,透過設計流程的學習與資料整理,反思自己設計的錯誤與修正方法,可以獲得更好的學習成效,並能留下資料提供升學需要的歷程檔案

學生的專題報告範例 

機構應用評量試題範本

評量試題

機構設計應用的評量,需要能夠檢核學生是否具備基本機構學的概念知識,與機構應用的程序性設計能力,發展需要邏輯思考的機構應用能力。(這裡提供幾個題目參考)

這裡提供一些機構零件製作和相關治具的使用方法,輔助學生機構零件製作精準度與操作上的安全。

加工治具的使用方法

練習(一)齒輪傳動機構設計應用

齒輪設計應用

學生作品(1)

學生作品(2)

學生作品(3)

練習(二)凸輪  曲柄  連桿機構設計應用

曲柄連桿設計應用