小小设计师：图案灯罩
基础跟工程设计四步：规划、制作测试、改良、表达反思，用硬卡纸和玻璃纸做出有透光图案的灯罩。
- 工程设计四步：规划、制作测试、改良、表达反思。
- 硬卡纸做支架，玻璃纸透光做图案。
- 测试会发现问题，改良令设计更好。
文体小知识：探究记叙记录动手做的过程。这一篇跟著工程设计四步，制作一个会透光的图案灯罩。
§课文原文 Passage
1工程师解决问题时，会跟随工程设计的步骤：第一步界定问题和规划，第二步建立模型和测试，第三步改良设计，第四步表达和反思。这次我们也来做小工程师，应用这四步，为小夜灯设计一个有透光图案的灯罩。
2界定问题和规划：先想清楚要做什么——做一个圆筒形灯罩，上面有星星和月亮的透光图案。把想法画成草图，列出物料和工具：硬卡纸做灯罩的支架，玻璃纸或牛油纸做图案，剪刀用来剪裁，胶水用来黏合。
3建立模型和测试：按照草图把硬卡纸剪成长方形，卷成圆筒黏好，把图案剪空，背面贴上半透明的玻璃纸或牛油纸。完成后套在小夜灯上测试：关上房灯，看看光线怎样透出来，图案清不清楚，灯罩稳不稳固。
4测试往往会发现问题，这时就要改良设计。图案太暗，可能是图案位置的纸不透光，剪空贴上玻璃纸就能透光；灯罩太松会滑落，就收窄纸筒；接口裂开，多涂胶水夹住待干。改良后再测试，设计就一次比一次好。
5最后是表达和反思：向同学介绍自己的灯罩，说说选了什么图案、怎样制作、遇到什么问题、怎样解决，也听听大家的意见。在《物品大观察》一课学过透光的知识，这次正好用上：硬卡纸不透光做底，半透明纸透光做图案。科学加设计，生活更精彩。
1重点摘要 Summary
跟工程设计四步：规划、制作测试、改良、表达反思，用硬卡纸和玻璃纸做出有透光图案的灯罩。
2生字卡 Vocabulary
用科学知识解决问题、设计作品的过程。
想好步骤和需要的物料工具。
按设计做出的作品样板。
试用作品，看看是否达到目标。
发现问题后，把设计改得更好。
向别人介绍自己的设计和做法。
厚而硬的纸，用来做灯罩的支架。
薄而半透明的纸，光线可以透过。
半透明的纸，让光线柔和地透过。
让部分光线透过的性质，例如玻璃纸。
3逐步讲解 Steps
- 第一步：界定问题和规划工程设计的第一步，是界定问题和规划。先想清楚：我们要做什么？给谁用？例如要为小夜灯做一个灯罩，上面要有透光的图案。然后规划：灯罩是圆筒形还是四方盒形？画什么图案——星星、月亮还是小花？用什么物料？把想法画成草图，列出需要的物料和工具，做一个简单的计划。想得清楚，规划得好，后面制作就顺利得多，这是工程师的好习惯。
- 第二步：认识物料和工具制作图案灯罩，物料是硬卡纸和玻璃纸或牛油纸，工具是剪刀和胶水。硬卡纸又硬又有挺度，能撑起灯罩，不会软塌塌；玻璃纸和牛油纸薄而透光，光线可以柔和地透过，用来做图案最合适。剪刀用来剪出形状和花纹，胶水用来把各部分黏牢。使用剪刀要注意安全：坐著剪，剪刀口向下，用完合好放回盒里；递给别人时握住刀刃一端，把手柄递出去。
- 第三步：建立模型和测试规划好之后，就按照草图动手制作：把硬卡纸剪成长方形，卷成圆筒，用胶水固定接口；在纸筒上画出星星和月亮，把图案剪空，背面贴上玻璃纸或牛油纸；最后为灯罩加上顶盖。完成后是重要的一步——测试：把灯罩套在小夜灯上，关上房灯，看看光线怎样透出来，图案清不清楚，灯罩稳不稳固。测试能告诉我们设计哪里好、哪里要改，不要怕发现问题。
- 第四步：改良设计测试之后，通常会发现可以改善的地方，这时就要改良设计。图案看不清？可能图案位置的纸不透光，可以在图案处剪空再贴玻璃纸；灯罩太松会滑下？可以把纸筒收窄一点或多贴一层卡纸；接口开了？多涂些胶水，用夹子夹住等它干。改良后再测试一次，看看有没有进步。工程师的设计，很多都要经过「测试、改良、再测试」许多次才成功，失败是正常的。
- 第五步：表达和反思设计完成后，最后一步是表达和反思。向同学和老师介绍你的灯罩：说出你选的图案和原因，用了什么物料和工具，怎样制作，测试时发现什么问题，怎样改良。听听别人的意见，例如「图案可以再大一点」，想想有没有道理。再反思自己的过程：哪一步做得好？下一次可以怎样做得更好？能清楚表达、虚心反思，设计才会不断进步，这也是工程设计重要的收获。
- 第六步：连结科学——透光的秘密灯罩能透出美丽的图案，靠的是我们学过的透光知识。在《物品大观察》一课我们知道：让光完全透过的物料是透明，例如玻璃；让部分光透过的是半透明，例如玻璃纸和牛油纸；完全不让光透过的是不透明，例如硬卡纸。灯罩的设计正正用上三种物料：硬卡纸挡光做底色，半透明纸柔和透光做图案。科学知识帮助工程设计，设计又令科学走进生活，两者是好朋友。
5例题示范 Example
例题：阿明用硬卡纸画满图案做灯罩，开灯后图案却几乎看不见，灯罩太暗了。用工程设计四步，帮阿明找出问题并改良。
- 界定问题和规划：灯罩太暗，是因为画了图案位置的硬卡纸不透光，光透不出来。
- 建立模型和测试：再开灯测试，发现只有剪空的位置有光，画了图案的位置全是黑色。
- 改良设计：把图案剪空，背面贴上玻璃纸或牛油纸，光线便能柔和地透出图案。
- 表达和反思：向同学介绍改良后的灯罩，说说哪里做得好，下次可以怎样做得更好。
- 答案：阿明的问题是把图案画在不透光的硬卡纸上，所以灯罩太暗。他应该重新规划，把图案剪空并贴上会透光的玻璃纸或牛油纸，再测试改良，最后向同学表达和反思，灯罩就会又光亮又漂亮。
6常见错误 Mistakes
75 题快测 Quick check
Q1工程设计的第一步是什么？
Q2灯罩支架用什么物料？
Q3图案位置贴什么纸透光？
Q4玻璃纸有什么特点？
Q5设计未如理想怎么办？
8重点回顾 Recap
- 工程设计四步：规划、制作测试、改良、表达反思。
- 硬卡纸做支架，玻璃纸透光做图案。
- 测试会发现问题，改良令设计更好。
- 使用剪刀要注意安全。
- 科学知识帮助工程设计，设计改善生活。