小小設計師：圖案燈罩
基礎跟工程設計四步：規劃、製作測試、改良、表達反思，用硬卡紙和玻璃紙做出有透光圖案的燈罩。
- 工程設計四步：規劃、製作測試、改良、表達反思。
- 硬卡紙做支架，玻璃紙透光做圖案。
- 測試會發現問題，改良令設計更好。
文體小知識：探究記敘記錄動手做的過程。這一篇跟著工程設計四步，製作一個會透光的圖案燈罩。
§課文原文 Passage
1工程師解決問題時，會跟隨工程設計的步驟：第一步界定問題和規劃，第二步建立模型和測試，第三步改良設計，第四步表達和反思。這次我們也來做小工程師，應用這四步，為小夜燈設計一個有透光圖案的燈罩。
2界定問題和規劃：先想清楚要做什麼——做一個圓筒形燈罩，上面有星星和月亮的透光圖案。把想法畫成草圖，列出物料和工具：硬卡紙做燈罩的支架，玻璃紙或牛油紙做圖案，剪刀用來剪裁，膠水用來黏合。
3建立模型和測試：按照草圖把硬卡紙剪成長方形，捲成圓筒黏好，把圖案剪空，背面貼上半透明的玻璃紙或牛油紙。完成後套在小夜燈上測試：關上房燈，看看光線怎樣透出來，圖案清不清楚，燈罩穩不穩固。
4測試往往會發現問題，這時就要改良設計。圖案太暗，可能是圖案位置的紙不透光，剪空貼上玻璃紙就能透光；燈罩太鬆會滑落，就收窄紙筒；接口裂開，多塗膠水夾住待乾。改良後再測試，設計就一次比一次好。
5最後是表達和反思：向同學介紹自己的燈罩，說說選了什麼圖案、怎樣製作、遇到什麼問題、怎樣解決，也聽聽大家的意見。在《物品大觀察》一課學過透光的知識，這次正好用上：硬卡紙不透光做底，半透明紙透光做圖案。科學加設計，生活更精彩。
1重點摘要 Summary
跟工程設計四步：規劃、製作測試、改良、表達反思，用硬卡紙和玻璃紙做出有透光圖案的燈罩。
2生字卡 Vocabulary
用科學知識解決問題、設計作品的過程。
想好步驟和需要的物料工具。
按設計做出的作品樣板。
試用作品，看看是否達到目標。
發現問題後，把設計改得更好。
向別人介紹自己的設計和做法。
厚而硬的紙，用來做燈罩的支架。
薄而半透明的紙，光線可以透過。
半透明的紙，讓光線柔和地透過。
讓部分光線透過的性質，例如玻璃紙。
3逐步講解 Steps
- 第一步：界定問題和規劃工程設計的第一步，是界定問題和規劃。先想清楚：我們要做什麼？給誰用？例如要為小夜燈做一個燈罩，上面要有透光的圖案。然後規劃：燈罩是圓筒形還是四方盒形？畫什麼圖案——星星、月亮還是小花？用什麼物料？把想法畫成草圖，列出需要的物料和工具，做一個簡單的計劃。想得清楚，規劃得好，後面製作就順利得多，這是工程師的好習慣。
- 第二步：認識物料和工具製作圖案燈罩，物料是硬卡紙和玻璃紙或牛油紙，工具是剪刀和膠水。硬卡紙又硬又有挺度，能撐起燈罩，不會軟塌塌；玻璃紙和牛油紙薄而透光，光線可以柔和地透過，用來做圖案最合適。剪刀用來剪出形狀和花紋，膠水用來把各部分黏牢。使用剪刀要注意安全：坐著剪，剪刀口向下，用完合好放回盒裏；遞給別人時握住刀刃一端，把手柄遞出去。
- 第三步：建立模型和測試規劃好之後，就按照草圖動手製作：把硬卡紙剪成長方形，捲成圓筒，用膠水固定接口；在紙筒上畫出星星和月亮，把圖案剪空，背面貼上玻璃紙或牛油紙；最後為燈罩加上頂蓋。完成後是重要的一步——測試：把燈罩套在小夜燈上，關上房燈，看看光線怎樣透出來，圖案清不清楚，燈罩穩不穩固。測試能告訴我們設計哪裏好、哪裏要改，不要怕發現問題。
- 第四步：改良設計測試之後，通常會發現可以改善的地方，這時就要改良設計。圖案看不清？可能圖案位置的紙不透光，可以在圖案處剪空再貼玻璃紙；燈罩太鬆會滑下？可以把紙筒收窄一點或多貼一層卡紙；接口開了？多塗些膠水，用夾子夾住等它乾。改良後再測試一次，看看有沒有進步。工程師的設計，很多都要經過「測試、改良、再測試」許多次才成功，失敗是正常的。
- 第五步：表達和反思設計完成後，最後一步是表達和反思。向同學和老師介紹你的燈罩：說出你選的圖案和原因，用了什麼物料和工具，怎樣製作，測試時發現什麼問題，怎樣改良。聽聽別人的意見，例如「圖案可以再大一點」，想想有沒有道理。再反思自己的過程：哪一步做得好？下一次可以怎樣做得更好？能清楚表達、虛心反思，設計才會不斷進步，這也是工程設計重要的收穫。
- 第六步：連結科學——透光的秘密燈罩能透出美麗的圖案，靠的是我們學過的透光知識。在《物品大觀察》一課我們知道：讓光完全透過的物料是透明，例如玻璃；讓部分光透過的是半透明，例如玻璃紙和牛油紙；完全不讓光透過的是不透明，例如硬卡紙。燈罩的設計正正用上三種物料：硬卡紙擋光做底色，半透明紙柔和透光做圖案。科學知識幫助工程設計，設計又令科學走進生活，兩者是好朋友。
5例題示範 Example
例題：阿明用硬卡紙畫滿圖案做燈罩，開燈後圖案卻幾乎看不見，燈罩太暗了。用工程設計四步，幫阿明找出問題並改良。
- 界定問題和規劃：燈罩太暗，是因為畫了圖案位置的硬卡紙不透光，光透不出來。
- 建立模型和測試：再開燈測試，發現只有剪空的位置有光，畫了圖案的位置全是黑色。
- 改良設計：把圖案剪空，背面貼上玻璃紙或牛油紙，光線便能柔和地透出圖案。
- 表達和反思：向同學介紹改良後的燈罩，說說哪裏做得好，下次可以怎樣做得更好。
- 答案：阿明的問題是把圖案畫在不透光的硬卡紙上，所以燈罩太暗。他應該重新規劃，把圖案剪空並貼上會透光的玻璃紙或牛油紙，再測試改良，最後向同學表達和反思，燈罩就會又光亮又漂亮。
6常見錯誤 Mistakes
75 題快測 Quick check
Q1工程設計的第一步是什麼？
Q2燈罩支架用什麼物料？
Q3圖案位置貼什麼紙透光？
Q4玻璃紙有什麼特點？
Q5設計未如理想怎麼辦？
8重點回顧 Recap
- 工程設計四步：規劃、製作測試、改良、表達反思。
- 硬卡紙做支架，玻璃紙透光做圖案。
- 測試會發現問題，改良令設計更好。
- 使用剪刀要注意安全。
- 科學知識幫助工程設計，設計改善生活。