STEAM活动案例:如何为厂商设计时髦的运动鞋

 看点    市场上的运动鞋竞争激烈。为了让自己的产品更具优秀,厂家邀请学生为其设计时髦的运动鞋。从一个简单的面料基础开始,或者一些二手商店的旧鞋子,学生们可以把它们拆开,获得构造和图案的概念,了解设计鞋子背后经历哪些过程,需要考虑哪些因素?
学生们通过工程设计过程,决定具体的设计要求(如良好的牵引力或深度缓冲),勾勒出他们的计划,然后使用各种材料制作符合设计标准的鞋子原型。运动鞋的底部(鞋底)为他们的日常运动或活动提供支撑、缓冲、灵活性和牵引力。另外,有些运动鞋为了追逐潮流,会选择冷色调、独特的材质或者增加鞋子高度。运动鞋是一种使用多种材料创造出功能强大、实用的鞋子工艺品。
物料准备
提供缓冲、支撑、保护、弹性、高度或牵引的鞋原型结构的各种材料的集合体,如织物、帆布、海绵、泡沫包装材料、泡沫芯板、橡胶手套、橡胶踢脚板、砂纸、钢丝垫、油漆与材料一起工作的各种制造工具和粘合剂,如剪刀,麻线,胶水和胶带。
工作表和附件

  裁剪织物基本模板的图案图片工程设计过程记录

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1、确定需求和约束。列出设计问题的需求和约束。
2、研究这个问题。已有哪些设计?哪些有效,哪些需要改进?
3、头脑风暴/创造可能的解决方案。列出小组中的所有想法,包括草图。如有必要,另附纸张。
4、计划一个解决方案。描述所选择的解决方案,列出尽可能多的细节,包括谁将负责提供什么材料。你必须说明所有材料,列出任何购买物品的价格以及花费的总额。
5、创建:跟踪哪些工作正常,哪些不正常,以及需要进行的任何设计更改。
6、评估原型。诚实地评估你的原型与其他组设计的比较。
7、根据需要改进设计。小组讨论如果你有时间重新设计你会改变什么。
开始动手吧
现在的运动鞋已经变得越来越专业化了!你能想到哪些不同的运动鞋?    (听学生的想法。)你可以看到,当你设计像运动鞋这样的鞋子时,考虑到设计标准是很重要的。鞋子的制作方法和使用的材料取决于预期的设计目的和最终的用途。

为什么工程师会参与运动鞋的设计?嗯,虽然为了吸引买家去让运动鞋看起来时髦很重要,但它们的设计也必须能够被合理正确的使用。最好的设计结合了物理学、生物力学和材料科学。它们利用广泛的材料和创新的结构设计,为鞋子提供耐久性、舒适性、缓冲和稳定性。

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设计运动鞋时必须考虑到很多因素,比如穿这双鞋的人是哪个人群 (男性、女性、儿童),这双鞋是用来参加什么类型的活动。例如,女性的脚通常比男性的脚窄,足弓高。最终用户种类和活动类型决定了鞋子在设计中最重要的要求,如牵引力、缓冲、灵活性和/或鞋底厚度。

在你从来没有做过运动学之前你对它们的想法是什么呢?想想你想要    创造的运动鞋类型。定义它的特殊特征。勾画出你的设计草图并选择材料,接下来创建并测试一个原型(一个工作模型)——就像工程师做的一样。

资料
鼓励学生在工程设计过程笔记本记录他们的工作。如果他们从一个简单的面料基础开始,例如裁剪面料基础形式的模式中提供的,这可能会帮助学生制作他们的原型。或者提供一些二手商店的旧鞋子,学生们可以把它们拆开,获得构造和图案的概念。

考虑给学生们播放一段6:37分钟的视频《1991年人们是如何制作运动鞋的》(How People Make Sneakers 1991),它来自罗杰斯先生的社区电视节目,通过展示制鞋工厂的过程来激励学生,并促使他们思考制作鞋子的材料、剪裁、制作和细节。https://www.youtube.com/watch?v=RnRX7oYCwHI.

考虑向学生们展示一段时长2分29分钟的视频,“高端运动鞋是如何从头到尾制作的”,在这段视频中,熟练的工匠制作了一双Le Coq Sportif皮革运动鞋。http://www.complex.com/sneakers/2015/01/how-high-end-sneakers-are-made-from-start-to-finish.

考虑向学生展示SoleFly x Air Jordan 16的照片,这是一款非常花哨、昂贵且“值得收藏”的运动鞋。

http://solecollector.com/news/2016/11/solefly-air-jordan-16.

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制作时间

如果学生在设计规划阶段需要提示,可以问他们:

  • 你想为什么运动或活动去设计运动鞋?
  • 再穿这双运动鞋的时候你会使用的动作?
  • 脚是怎样运动的?让一个学生做一些运动/活动,而其他学生则观察。(例如瞬间开展、快速停止、推动、转弯、跳跃等)
  • 运动鞋在这项运动/活动中需要什么类型的属性?(例如柔韧或僵硬、顺滑或粘滑、有弹性或剪影、能够弯曲和扭转、厚或薄鞋底)。
  • 你的运动鞋需要什么材料或者属性?

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总结
 

作为一个班级,让学生们分享、比较和反思他们的运动鞋创作:

  •   描述你的运动鞋的用途。谁会买和使用你的运动鞋?
  •   你测试过你的原型吗?什么地方使用效果良好呢?还有什么地方使用效    果做得不好?
  •   你从某些设计和材料的失败测试中学到了什么?
  •   你看到其他学生做的运动鞋原型有什么想法?
  •   如果你要做另一个形状的鞋子,你会改进什么?使用别的材料吗?或者是更改你的设计吗?

来源:

https://www.teachengineering.org/makerchallenges/view/cub_sneaker_maker1

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