製造科技課程

製造科技課程－「玩具」的設計與製造

胡瑞原 國立台南女中生活科技教師兼試務組長 製造是藉科技、人力和資源，將原料改變形狀，製造出產品的過程，它包含 了產品的設計、製作及銷售服務。如果企業能充分運用製造系統來從事生產，必 能獲得利潤。日常生活中，食、衣、住、行、育、樂的一切用品，都是製造科技 的產品，範圍非常的廣泛，它能滿足人類各方面的需求。 在生活科技的課程中，關於製造科技的教案相當的多，但大部分的教案都著 重於讓學生做出一樣的產品，缺乏讓學生動腦設計的機會，因此本教案除了介紹 製造科技的意義、系統、範圍及製造業中公司的組成與管理外，並希望透過實際 的產品設計與製作，來了解製造業中產品研發與行銷的過程，以及製造科技中材 料的種類及其不同的加工方式，進而對製造的世界有更深入的認識。 壹、教學對象 高中二年級。 貳、教學時數 六週，計十二節，每節 50 分鐘。 叁、教學目標 使學生能： 一、了解產品設計的意義及步驟。 二、了解製造工業中產品生產的方式。 三、培養創造思考及解決問題的能力。 四、使用木材設計製作玩具。 五、養成正確及安全操作機具的習慣。 肆、活動簡介 利用易加工的材料設計各類的玩具。藉由實地的設計與製作，了解材料的性 質及其加工方法；並了解製造工業中，產品設計的步驟、方法及生產方式。將全

設計部門與製造部門，以進行分工協調。所設計的玩具需符合以下的條件限制： 一、材料以教室易加工的材料以為主。 二、玩具需界定使用年齡。 三、至少具有兩種以上的功能。 四、玩具說明書須包含以下主題： 1.為何需要這項玩具 2.玩具設計的理念 3.玩具的特色 4.玩具的功能 5.與其他同性質玩具的差別 6.玩具適用的對象（或年齡層） 7.需要什麼工具、材料、機器來製作這個玩具 8.玩具製作的程序 9.需花多少時間來製作這個玩具 10.安全注意事項 伍、玩具的定義 玩具的定義大致可分為以下幾種： 1.好玩的東西 2.培養技能的工具 3.發揮創造力的工具 4.鍛鍊體能的工具 5.安慰人的工具 6.發洩情緒的工具 7.溝通感情的工具 8.學習的工具 9.激發成長動力的工具

週次 節次 時間 分配 教學內容 備註說明 第 一 節 5 分鐘 5 分鐘 15 分鐘 25 分鐘 1.製造科技概說 2.製造的意義 3.製造系統的範圍 4.公司的組織 使 用 PowerPoint 教學簡報 第 一 週 第 二 節 20 分鐘 15 分鐘 15 分鐘 1.製造科技教學影片觀賞 2.全班分成八組，各組成立 玩具設計公司，並成立設 計部門與製造部門 3.玩具設計作業說明，並要 求學生課後先行收集相關 資料 第 一 節 15 分鐘 15 分鐘 20 分鐘 1.產品設計的原則 2.解決問題的步驟 3.學生就收集到的資料進行 討論 a.玩具的定位 b.玩具的功能 c.玩具的外觀 d.玩具的主要材料 第 二 週 第 二 節 15 分鐘 10 分鐘 25 分鐘 1.材料的特性及加工方法介 紹 2.機具的正確使用方法與安 全注意事項 3.繪製玩具草圖與功能玩法 說明 4.同學於課後開始找尋購買 所需材料 第 一 節 20 分鐘 30 分鐘 1.各組設計說明 2.樣品製作 第 三 週 第 二 節 50 分鐘 1.樣品製作 第 一 節 20 分鐘 15 分鐘 15 分鐘 1.樣品製作 2.各組就樣品進行討論與修 改設計 3.教師就全班統一缺點進行 說明與改進方式 第 四 週 第 二 節 50 分鐘 1.玩具正式生產

第一 節 50 分鐘 1.玩具正式生產 第 五 週 第二 節 50 分鐘 1.玩具正式生產 第一 節 50 分鐘 1.各組玩具展示說明，各組 進行互評，並提出問題發 問 2.教師進行評鑑 第 六 週 第二 節 30 分鐘 20 分鐘 1.教師就各組的優缺點進行 說明 2.各組活動心得報告 柒、教學媒體及所需工具、材料 一、教學媒體： 名稱 規格 數量 備註 DVD 光碟機 1 台 教師使用 DVD 教學光碟片 製造科技相關影片 1 片 教師使用 電腦 PIII 以上，桌上型或筆記型 1 台 教師使用 單槍投影機 1600 流明以上 1 台 教師使用 PowerPoint 教學簡報 教師使用 二、機具表： 名稱 規格 數量 備註 線鋸機 桌上型 2 台 全班共用 帶鋸機 桌上型 1 台 全班共用 手提電鑽 1 台 全班共用 立式鑽床 桌上型 1 台 全班共用 壓克力加工機 桌上型 1 台 全班共用 砂磨機 1 台 全班共用 曲線鋸 2 支 以組為單位 熱熔膠槍 2 支 以組為單位 電銲槍 1 支 以組為單位 老虎鉗 1 支 以組為單位 剪刀 2 把 以組為單位 美工刀 2 把 以組為單位 鐵鎚 1 支 以組為單位

三、教師提供材料表(其餘學生自備)： 名稱 規格 數量 備註 熱熔膠條 2 包 全班共用 銲錫 2 卷 全班共用 螺絲(含帽) 2 盒 全班共用 鐵釘 4 盒 全班共用 鋸條 木材專用 2 盒 全班共用 膠帶 6 卷 全班共用 砂紙 2 張 以組為單位 白膠 1 罐 以組為單位 捌、問題解決的步驟 李隆盛（1996）提出解決問題的六大步驟包括界定問題、蒐集資料、發展備 選方案、選定最佳方案、執行選定方案、評鑑結果。 一、界定問題 清楚地界定有待解決的問題是什麼，和預期的解決結果。一般科技問題 分為高結構化問題、半結構化問題及低結構化問題三種。高結構化問題相當 明確，解決方法有規則可尋，也較有單一、標準的答案。低結構化的問題沒 有正確、標準答案，須靠創造思考尋求可能解決方法，然後加以評估選定後， 再加以執行以獲得解決。 二、蒐集資料 蒐集有助於釐清問題和尋求解決的資料。學生的思考模式大致源於過去 的經驗，因此，要有新的想法，必須讓學生打破舊有的思考模式、或提供新 的資訊給學生，讓他們換個角度思考問題。 三、發展備選方案： 即發展出解決問題的構想。擬定解決方案的重點在於「點子」的產生， 越多的主意或方法呈現出來，則會有越多備案出現。教師應建議學生多準備 幾個備案以供選擇，備案越多最佳解決方案出現的機率越大。 四、選定最佳方案： 權衡各項備案的利弊得失，選出最佳解決方案。依據問題的方向或目 標，將所有的可能解決方法做一個整體的比較。例如從計算、模型、實驗等， 淘汰較不適合的解決方法，如此便可從各種條件的折衷中找到最佳解決方案

五、執行選定方案： 將已擇定的最佳解決方案付諸實施。執行解決方案時，常需要作完整的 計畫，包括：（陳陞堃，民 86） (一)工作圖的繪製：尺寸、視圖、工作圖及完成圖等的繪製。 (二)設計製作流程：製作程序規劃、可能面對的問題及解決方式。 (三)工具設備的配合：可能的困難及需要的幫助。 (四)工作的進度表：日進度、週進度等。 (五)材料的購買：材料的數量、購買的地方、需要的金額等。 (六)實際製作：記錄遭遇的問題。 製作完成後，通常需要簡單的測試，看製作的成品是否為所需的產品， 若需修正或調整，則依製作目的作改良、修整。 六、評鑑結果： 即比較實際和預期結果並作必要調整。學生使用解決問題策略來進行學 習，應該包含： (一)作品的創造力及想像力。 (二)分工合作和團體工作。 (三)對問題有不同的結果。 (四)具體描繪出來或說明。 (五)解決方案的評估，包含改良的建議。 (六)測試之後，解決方案的再設計或改良。 (七)行為的評估。 藉由上述六大步驟之實施，可以讓學生體驗解決問題的程序，並培養學 生問題解決的能力。 玖、產品設計的流程

拾、學習歷程紀錄單 綜合上述，設計出以下的學習歷程紀錄單，期使學生的學習更加的完整：

完成設計

工程草圖

規格

試作樣品

工作圖

產品使用說明書

表達階段

界定問題

蒐集資料

分析、綜合與創造

修正

問題獲得解決

創意階段

產品設計

「玩具的設計與製造」學習歷程紀錄單 一、確認設計問題 (Understand design problem)

(一)、確認問題 1. 我所要完成的老師指定作業是什麼？ 2. 我要完成老師的作業，可利用的資源和限制是什麼？ (1)時間： (2)材料： (二)、蒐集與分析資料 1. 我所蒐集到的資料有那些？（3 為最高，依照程度在 □內打ˇ） 編號 資料項目（名稱） 選取原因 資料有用程度 3 2 1 □ □ □ □ □ □ □ □ □ 2. 我還需要蒐集其他的資料嗎？ □不需要 □需要 如果需要的話，會是那方面的資料呢？ 二、產生創意 (Generate ideas) 根據自己的構想及所蒐集的資料，提出二種不同的設計方案（如功能不 同、造型不同、加工技術不同等），簡單說明創意，並繪製草圖於下：

創意一：設計日期 年 月 日 說明： 設計草圖一：

創意二：設計日期 年 月 日 說明： 設計草圖二：

三、評價不同的創意 (Evaluate ideas) 根據上述二種創意，分析優缺點，並排出優先順序，最後選出最佳方案。 （優缺點分析時，如能符合評估項目，則在「+」欄打ˇ；如不符合評估項目， 則在「－」欄打ˇ，最後計算「+」「－」總得分。） 創意一 創意二 項 目 ＋ － ＋ － 1.能在規定的時間內完成嗎？ 2.有用到老師指定的材料嗎？ 3.能達成老師的評量標準嗎？ 4.所需的材料能順利取得嗎？ 5.所需工具、機器能取得嗎？ 6.製作的程序會不會很複雜？ 7.製作的技術容易學會嗎？ 8.能完成老師指定的作業嗎？ 小 計 總 計 優 先 順 序 經評估之後，決定採用：□創意一 □創意二 四、材料使用單 項次 名 稱 規 格 單位 數量 備 註 例 木心合板 300mm×250mm×2 分 塊 1 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.

五、玩具使用/玩法說明 玩具名稱 玩具的玩法說明： 六、製作日誌 週次 日 期 製作日誌(含製作過程優缺點改進) 第一週 月 日 第二週 月 日 第三週 月 日 第四週 月 日 第五週 月 日 第六週 月 日 七、相關資料收集單 一般資料 〈抄錄或浮貼 相關資料影本〉 網站資料 〈抄錄網站標 題與連結網頁〉 1.標題： 網址： 2.標題： 網址： 3.標題：

八、教師評鑑表 評鑑項目 得 分 補充說明 1.製作的玩具是否符合條件限制（10％） 2.玩具的造型（15％） 3.玩具的功能（15％） 4.玩具的安全性（10％） 5.學習歷程紀錄單（15％） 6.是否蒐集相關資料（15％） 7.是否注意工作安全（10％） 8.團隊精神與個人參與程度（10％） 總分： (佔總成績 60%) 玩具尺寸 寬： mm 高： mm 深： mm 九、學生互評表 評鑑項目 得 分 補充說明 1.玩具的造型（30％） 2.玩具的功能（50％） 3.玩具的安全性（20％） 總分： (佔總成績 40%) 試玩心得： 參考文獻 方崇雄（1995）。國民中學生活科技教育問題解決模式課程設計與實驗研究。 中華民國工藝教育學會。 李隆盛（1996）。科技與職業教育的課題。台北市：師大書苑。 玩具知識 http://www.toymuseum.idv.tw/menu14.htm/.

附錄：活動照片

圖 1：學生活動情形一 圖 2：學生活動情形二

圖 3：學生作品一 圖 4：學生作品二