四巧板1

“四巧板”在通用技术课程中的应用
一、 “四巧板”及其蕴藏的智慧
今天的“四巧板”在中国古代称为“调和板”;日本叫“博士板”,又叫“吉四六之谜”(在日本吉四六是智慧的代名词);西方则称“T字板”(以拼出“T”字视为高智商)。它集材料、工艺、图形设计、数学思维、排料等知识技能于一体,涉及了数学中的几何学、拓扑学、图论、运筹学等多门学科。它是一种“少而精”的拼板(“少”指用的拼板少,“精”指拼出的图形很精彩),可以拼出成千上万种形象生动的图形,经常作为智力测验的工具(见前面上传的四巧板设计制作附件),至今仍广为流传。
“四巧板”的智慧主要由以下几大特性体现:
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1. 结构的科学性
初识“四巧板”,结构简单,但仔细探究,却奥妙无穷。本人根据市面购得的“四巧板”产品,获得了“四巧板”图形(见图1中的四巧板)。咋一看图形,四块板不一样,也无联系,无从下手。经过研究分析发现:四块板图形紧密相扣,互相依存。图1中四巧板结构图显示:四块板的每一块都是由同样的基本单元(等腰直角三角形)图形组合而成,或者说整个“四巧板”是由相同的4个等腰直角三角形和相应的4个直角梯形组合而成。通过引导学生分析
可以看到,在“四巧板”的分解图形中能到3种线段:1)直角三角形的斜边长b;2)直角边长a;3)斜边和直角边两长度之差(b-a)。这样,在整个“四巧板”的紧密结构中,所形成的长方形的宽长之比就是:a:4b=1:421:6,因为“四巧板”所有板子的角度都是45度的倍数,所有板子的边长都是斜边和直角边的加减,加上板子方向的变化,就形成了4块板子千变万化的rrggg
组合。细细数来,四块板子总共有16条边,其中有6个斜边,5个直角边,2个双倍斜边长的边,2个斜边和直角边之差长的边, 1个斜边和差之和长的边,形成了严谨的科学性,也激发起了学生对智慧追求的巨大动力。
2. 材料的环保性
制作“四巧板”的材料可以是各种容易加工的板材,如:纸板、木板、塑料板等,通常可以利用废旧的包装盒作为原材料。所以这里的材料的环保型,不仅在选择材料时有对材料环保的要求,还有充分利用废旧材料制成有用物品的大环境意识的形成,以及制作过程中节约材料的操作能力和操作习惯的培养,整个构成环保的教育和实践,提供了一个在材料和环保意识上的学生的智能的生长点。
3. 加工工艺的基础性
“四巧板”的设计制作工艺包括:
1) 材料的选择和预处理
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材料的选择是根据“四巧板”的结构和自有的条件,选择合适的、理想的材料。通常可以选择的材料有:各类硬纸板的包装盒(电子产品包装盒、月饼盒、鞋盒等),各类薄木板的包装盒,装潢用夹板(三夹板、装饰板等)边角料,装潢用木线条(教学推荐使用)等,各类包装用塑料板(光盘盒等),还有双板、有机玻璃板等各种厚度一般不超过5毫米的板材。这样就给学生提供了对材料认识的条件和加工任务驱动。预处理一般是先使材料平整,根据所需材料的长方形大小最省方式下料,通过预加工使所准备的材料三边平滑且成直角。材料的选择和预处理加工都是基础性加工,是学生力所能及的操作,能初步训练精致工作的操作。
2) 划线
根据“四巧板”的结构,正确使用角尺(这里最好使用三角形的),如图2按顺序,用铅笔准确划出5条割锯线(红花线),用角尺严格检查各尺寸和各角度是否准确无误。准确划线不仅是学生能够做到的,而且是必须做到的,它可以培养学生严谨的工作态度和有效的操作工艺,也是完成后一工艺——割锯的基础。
3) 割锯
根据材料的性质,“四巧板”加工的割锯工具通常选择美工刀和手持钢锯两种。较薄的纸板或木板可以使用美工刀,配合导向工具-钢直尺,沿线切割。使用美工刀时,要求学生形成必须有垫板配合,以保护工作台面的良好习惯。较厚的板材一般使用手持钢锯割锯(骑线锯),使用手持钢锯时牵涉到工件的固定工具和固定技术。工件的固定工具一般有台钳、桌虎钳、木工夹(G形夹)、木工操作架等。其中对于小工件,木工夹固定较为灵活方便成为首选。木工夹的使用是有基本技术规范和技巧的,如:木工夹的夹持方向,夹持位置,工件的保护、工作台的保护、自我保护等,都直接影响割锯的操作。还有钢锯的使用,既有锯齿的方向,又有持锯的方式,姿势和位置,起锯和收锯的技巧,锯割的控制等,割锯的顺序建议要求学生按操作。这一切都是全体学生可以参与的,又是需要能力去应对,在应对中提高能力的活动。
4) 打磨和修饰
打磨不仅是将加工好的零件打磨光滑,同时要配合角尺对“四巧板”各部件的尺寸和角度准确修正,使四块板子完全吻合,融为一体,也是一件精细的技术操作。打磨工具大型的有砂带机,使用时要注意安全。小型的有砂轮、砂石、砂纸、砂棒和钢锉等,其中扁平钢锉
(配铜丝刷清碎屑)因安全、方便、人工和材料消耗成本低被列为首选。打磨看似是一项轻巧的、简单的操作,却富含技巧和经验,决定着“四巧板”最终作品的质量,对操作者的要求是最高级的。打磨后的修饰因材料而异,因人而异,可以压膜、贴纸、涂颜料、油漆等,一般只要光滑平整,吻合度好,就是好的作品。这一过程,是学生精致加工磨练的过程,收获成果的过程,也是学生总结反思提高的过程。
5) 包装
俗话说:人靠衣服马靠鞍,一件精致的作品也需要有合适的包装。精致是智慧的一种表现,精致是一种品质,一种习惯。包装作品,是追求精致的一种形式。既然是包装,一定是美化的,能提供放置的。包装可以是长方形合体的小木盒、布袋,也可以是漂亮的折纸包装。包装为学生提供了又一个创新设计的机会。这里推荐一款折纸包装(见上次上传的“四巧板设计制作”的附件),需要的材料仅仅是一张A4纸或类似大小的广告纸、美工纸等。为了作品升级为礼品,学生会很乐意经历一次制作包装的学习实践活动。至此如果再放进一张标签,写上作者的班级姓名学号,写上作者对作品的比较科学实际的评价及最终评价结果,则这一制作又可将学生的严谨的操作习惯推进一步。
紫花针茅“四巧板”设计制作使用的工具有:钢锯、木工夹、美工刀、钢锉等,制作的工艺有:划线、割锯、锉削、表面处理等。这些都是人类最基础的生产、生活技能,也是高智能技术和设备发展的基础。这些工具的使用和工艺的体验,是需要技术的,需要能力的,也需要付出和刻苦的磨练。面对到了高中还没有能习得这些基本生产生活技能的学生,在经历“四巧板”的设计制作中,能够在需要中获得,获得后满足需要,在不断的需要和满足中使其迅速成长。
二、 “四巧板”载体在通用技术课程中的使用方法
面对课堂教学——1节课45分钟,面对全班教学——每班50多位学生。体现实践的“四巧板”载体运用必须是少于40分钟的,指向课程知识技能和“四巧板”设计制作的,不是为做“四巧板”而做“四巧板”,而是为在设计制作过程中技术素养和能力的形成。
1. 金属表面镜面处理“四巧板”设计制作的技术准备
“四巧板”虽小,但要成功地完成其作品,发挥出应有的教育作用,需要一些技术准备的支撑。如:基本工具的使用、对“四巧板”结构的认识、还有将完成的作品升级为礼品的包装
袋的准备,45分钟的一节课没有良好的准备和到位的设计,是完成不了四巧板设计制作的。
1) 技术尝试中逐渐学会使用工具
在《技术与设计1》的第一章,苏教版的课本领着学生“走进技术世界[5]”,技术世界是灿烂的,又是实际的。在缤纷的技术世界中,没有实践是空洞的、枯燥的,适时地放上一件基本工具,交给一件技术任务,不失为一件好的载体行为。制作“四巧板”需要的木工夹的使用,钢锯的使用等,都可以作为此时的载体。第一次在课堂的某个时空,交给学生一块木板和一个木工夹,同时交给一个锯割的准备任务,要求用最安全的方式,提供最方便、最有效的割锯的操作环境,不破坏工件,不损坏工作台,夹持好待锯的工件——木板。是边是角?是左是右?是上是下?是长是短?都有技术理由。经历了技术夹持过程,明白了具体的技术的价值,初步学会了木工夹的使用。第二次在课堂的某个时空,让学生复习木工夹的夹持,锯下5毫米长木块,锯下木块的一个最大等腰直角三角形(可为“四巧板”制作补损储备),在实践中发现锯的要点和难点:如何定位?如何走锯?如何确定锯的方向?如何收锯?众所周知,骑自行车靠听课和做习题是不可能学会的,使用工具也只有通过实践
才能获得操作的经验。走进技术世界,工具的使用既是技术的见识,技术的体验,又是技术能力的培养,技术基础的打造,是实实在在的技术素养的给予。第三次在课堂的某个时空,交给学生一把角尺……。一次次小小的技术尝试,学生增加了兴趣,增加了实践能力,同时为后面的设计制作中的工具使用打下了基础。也为“四巧板”的设计制作做好了使用工具的准备。
2) 巧手训练中储备包装袋制作技能
实践第一的课堂,目的之一是训练学生的心灵手巧,追求精致的作品的呈现。在《技术与设计1》的第二章,苏教版的课本把学生带进了“技术世界中的设计”。设计让技术世界灿烂缤纷,在课堂的某个时空,让学生亲身体验设计的精彩,一个小小包装袋的设计任务不失时机地布置下来,一张A4纸或广告纸,让设计活生生地呈现在手中,这里有边的对齐,角的尖锐,折的平整;有各种对应,各种包容,各种支撑的形成;有造型,有功能。设计就在眼前,就在手上。10分钟,就那么一点点时空占有,给课堂增加了实践的气氛,增添了鲜活的资料,训练了巧手,也为“四巧板”等作品的制作储备了包装袋及制作技能。
3) 巧用废纸解决对“四巧板”结构的认知
“四巧板”的结构是科学的,对“四巧板”结构的认识过程,是图形的思维过程,对于大多数学生,这一过程是十分艰难,这一过程必须也只有立足实践才能完成。这里的实践,首先是化抽象为具象地画出“四巧板”的结构,这种画图不是依葫芦画瓢的画图,是对结构理解、思维的画图,只有相互关系,没有一定尺寸,看起来简单的图形,却是充满智慧的训练。对“四巧板”结构的理解,画图仅仅是基础,且只是画图难免枯燥,正确与否也难以检测。巧用废旧的答题卡纸,只要满足长宽比6:1的材料需求长度,用折纸加画线的方式,将四块板间的协调、比例,在纸条上呈现,配合剪刀,生成纸质实物“四巧板”,实现对“四巧板”结构认知的实践检验和突破。纸质“四巧板”不再是画在纸面上的图形,而是实实在在的“四巧板”实物的呈现,是对“四巧板”结构是否正确认知的行为判断,一个菱形图案的拼搭完成,可以充分肯定对“四巧板”结构的正确认知。纸质“四巧板”的完成同时给了成功完成的学生一个用“四巧板”尝试拼图游戏的小小的物质奖励,也给予未完成的学生一个促进完成的刺激。为“四巧板”制作储备了对“四巧板”结构的认知。
说是“四巧板”设计制作的技术准备,不如说是以“四巧板”为代表的众多的载体的设计制作准备,作品制作前的工具使用训练,思维训练和手脑协调的巧手训练,是围绕目标的学生的基础能力训练,是智能发展的训练。

本文发布于:2024-09-22 03:47:57,感谢您对本站的认可!

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