張雪芹

摘 ?要：結(jié)識SCAMPER法，改進(jìn)背包、設(shè)計響鈴水杯。運用設(shè)計與發(fā)現(xiàn)的十流程：開展調(diào)查研究、問題解決方案、完善解決方案、概念草圖、建構(gòu)模型、構(gòu)件和零件、建構(gòu)解決方案原型、測試、評估和修訂解決方案，將科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)（STEM）有機地融合在一起，提高學(xué)生的創(chuàng)造性思維和綜合解決問題的能力，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：SCAMPER法;改進(jìn)背包;設(shè)計響鈴水杯;創(chuàng)造性思維;綜合解決問題的能力;十流程

一、結(jié)識SCAMPER法：

SCAMPER法是創(chuàng)新思維的SCAMPER策略，是由美國教育管理者羅伯特·艾伯爾（Robert F. Eberle）于1971年提出的一種綜合性思維策略。

（一）S（Substitute）——替代，包括成分、材料、人員的替代等。例如：哪些物品可替代使用？我可以使用其它哪種材料？

（二）C（Combine）——組合，包括混合，與其他功能的整合等。例如：可添加哪些內(nèi)容？我如何將用途結(jié)合起來？

（三）A（Adapt）——改進(jìn)，包括改變功能或者部分結(jié)構(gòu)等。例如：如何調(diào)整，以滿足其它目的？哪些情況與之類似？

（四）M（Minimize/Magnify）——調(diào)整，包括放大、縮小、調(diào)整形狀、規(guī)模等。例如：如果放大構(gòu)件，會出現(xiàn)什么情況？如何使物品變得更大、更牢固？如何使物品變得更小、更短？

（五）P（Put ?to ?other ?uses）——應(yīng)用于其它用途，包括挪作他用或者改變意圖。例如：其他哪些人可以使用它？其它哪些產(chǎn)品可用于原始用途以外的情況？

（六）E（Eliminate/Elaborate）——消除/精細(xì)化，包括簡化，去掉部分功能或特征，凸顯核心功能等。例如：可以從它上面移除或取下哪些組件？哪些部件可擴展或更精細(xì)化？

（七）R（Reverse/Rearrange）——翻轉(zhuǎn)/重新設(shè)置，包括里外對換、上下顛倒、逆轉(zhuǎn)、重組等。例如：可以翻轉(zhuǎn)哪些構(gòu)件或?qū)?gòu)件放置在相反的方向上？能否內(nèi)部更換構(gòu)件？能否更改布局或模式？

二、SCAMPER法使背包“酷”起來：

常用的背包有何缺點？如何改進(jìn)？經(jīng)過思考討論，同學(xué)們制定了如下的對應(yīng)的解決方案：

（一）背包前：

1、組合——改進(jìn)：將包蓋和磁吸組合，制成磁吸包蓋;

2、改一改：包內(nèi)適當(dāng)多地設(shè)置分層空間，在包的內(nèi)層適當(dāng)多地安裝幾個小包;

（二）背包中：

3、代一代、改一改：用輕質(zhì)材料制成，換用寬的背包帶;

或者：組合——改進(jìn)：安裝輪子拉著或推著走;

4、代一代、改一改：由馬路上的清潔工人穿黃色衣服受到啟發(fā)，將背包顏色換用人眼最敏感的黃色;

5、代一代、改一改：用防水材料制成;

6、組合——改進(jìn)：將背包與能自動播放音樂的裝置組合起來，加以改進(jìn)創(chuàng)新;

7、代一代、改一改：用抗壓能力強的硬質(zhì)材料制成;

8、組合——改進(jìn)：將簡易防盜裝置與背包組合，能自動報警;

9、代一代、改一改：用夜間能自動發(fā)光的材料制成;

或者：組合——改進(jìn)：在背包上設(shè)計一個有小燈泡或發(fā)光二極管的簡單電路，漆黑的夜間將電路閉合，便能發(fā)光照明;或在背包上安裝手電。

（三）背包后：

10、搬一搬：將背包畫上美麗的圖案，不用時掛在墻上當(dāng)裝飾品。

三、SCAMPER法使水杯“響”起來：

（一）響鈴水杯的設(shè)計研究

1.方法：SCAMPER法中的C——組合;

2.對象：水杯;

3.過程：

（1）不足：倒水時，需要多少則倒入多少，正合心意;可是有些人因視力不好達(dá)不到需求，造成許多不便;有時倒?jié)M溢出，造成浪費等;有時倒得太少，不夠喝，需再倒，麻煩。這的確會帶來煩惱，降低了生活質(zhì)量，有待于改善。

（2）電路：燈泡電路能發(fā)光、電鈴電路能發(fā)聲，等等，這些可以做為水位到達(dá)需求時的報警信號呀，即水位器。

（3）組合：將水杯與水位器組合，可解決這一問題，如圖4。想到視力不好的

4、發(fā)明：響鈴水杯

（二）響鈴水杯的設(shè)計過程

1、確定設(shè)計機會

往水杯中倒水時，有些人因視力不好達(dá)不到需求：

2、圍繞設(shè)計機會開展調(diào)查研究

倒?jié)M溢出，或倒得太少，這的確會帶來煩惱，降低了生活質(zhì)量，有待于改善。

3、集體討論可能的問題解決方案

運用SCAMPER法中的C-組合，給水杯裝上電鈴電路即水位器，如圖4。

4、起草設(shè)計簡介

根據(jù)用戶需求設(shè)計思路：電路—在水杯上對應(yīng)的高度——固定。

5、研究并完善解決方案

（1）電路：利用電鈴?fù)姲l(fā)聲的原理，找一個響度適中的電鈴，在水杯邊上裝上一個電鈴電路;

（2）高度：將兩根未接通的導(dǎo)線的下端平行地放在杯內(nèi)一側(cè)需求的高度處，插在一個兩端開口的試管內(nèi)，管底用細(xì)線扎上橡皮膜，橡皮膜上（管內(nèi)）放上金屬片，通過計算或多次實驗使水位剛好到達(dá)需求處，電路剛好接通，電鈴發(fā)聲報警（橡皮膜受到向上的水壓向上凸起，托著金屬片向上運動，恰好與兩個導(dǎo)線頭接觸）;

（3）固定：管內(nèi)裝置調(diào)好后，用雙面膠將試管粘在水杯內(nèi)的側(cè)壁上。

所有視力不好的人，能夠根據(jù)鈴聲判斷水位了：鈴聲一響，水位即到，倒水即停。

6、準(zhǔn)備設(shè)計要求和概念草圖

7、建構(gòu)模型、構(gòu)件和零件

水杯+電路（電鈴電池導(dǎo)線）+玻璃管+雙面膠

8、建構(gòu)解決方案原型

（1）應(yīng)該用玻璃試管，避免傳熱快、漏電，避免塑料的毒性;（2）附加上的該裝置必須事先做過很好的消毒處理，保證清潔衛(wèi)生，避免污染。

9、測試、評估和修訂解決方案

用安全電源，防止觸電。

10、交流解決方案：交流、反饋、修改。

（三）創(chuàng)新點

1、方法創(chuàng)新：運用SCAMPER法中的C-組合，

2、功能創(chuàng)新：用電鈴報警。

3、材料創(chuàng)新：經(jīng)濟環(huán)保安全。

（四）結(jié)論

這種響鈴水杯的實用價值強，是成功的設(shè)計與發(fā)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] ?科技學(xué)堂http：//www.sciclass.cn/ ?設(shè)計與發(fā)現(xiàn)http：//www.sciclass.cn/course/courseDetail？course_id=19

[2] ?創(chuàng)新思維的SCAMPER策略http：//www.jianshu.com/p/87b245ddc67d