創(chuàng)客教育材料漫談

陳染

在人類(lèi)文明誕生之初，我們就離不開(kāi)山林帶來(lái)的恩惠。木質(zhì)材料是人類(lèi)創(chuàng)造力發(fā)展的見(jiàn)證者，它見(jiàn)證了最早宗教崇拜，見(jiàn)證了手工業(yè)者的艱辛，見(jiàn)證了工業(yè)革命的飛速發(fā)展，見(jiàn)證了最早創(chuàng)客的誕生。隨著材料技術(shù)的發(fā)展，木質(zhì)材料在現(xiàn)代生活中所占的比例越來(lái)越低，但科技為這種古老的材料帶來(lái)了新的發(fā)展，它仍然是我們生活中不可或缺的一種重要材料。

不是所有的木頭都可以稱(chēng)為木質(zhì)材料。原木從山林采伐，經(jīng)過(guò)切割、加工，才能成為創(chuàng)客教育中使用的木質(zhì)材料。根據(jù)加工的不同，我們可以將木質(zhì)材料分為木材和人造板。很多植物都可以成為木材的原料，如松木、杉木、樺木、櫸木、榆木等。不同木材有著不同的材料屬性，如松木、杉木的材質(zhì)較軟，稱(chēng)為軟木；櫸木、榆木的材質(zhì)較硬，稱(chēng)為硬木。即使在同一塊木材中，紋路不同也意味著不同的受力強(qiáng)度。人造板也有很多種類(lèi)型，如膠合板、刨花板、纖維板、復(fù)合板等，每一種類(lèi)型同樣細(xì)分為不同的規(guī)格，學(xué)生需要對(duì)材料物理屬性有深入認(rèn)識(shí)，才能夠在創(chuàng)客制作中得心應(yīng)手。

木質(zhì)材料運(yùn)用于教學(xué)中是一項(xiàng)自古而今的傳統(tǒng)。在古代中國(guó)，木匠是一種世代傳承的職業(yè)，孩子需要學(xué)會(huì)父輩的工藝，才能在社會(huì)中艱辛謀生。今天的創(chuàng)客教育的目標(biāo)不是培養(yǎng)木匠，而是學(xué)生的動(dòng)手創(chuàng)新能力，同樣的木質(zhì)材料煥發(fā)出不一樣的內(nèi)涵。

古代的木匠智慧為創(chuàng)客教育提供了豐富的題材，值得我們深入發(fā)掘，以榫卯結(jié)構(gòu)為主題的創(chuàng)客課程就是一個(gè)很好的例子。榫卯結(jié)構(gòu)是傳統(tǒng)木工的一個(gè)創(chuàng)舉，它由突出的構(gòu)件榫和凹入的構(gòu)件卯連接固定而成，被廣泛應(yīng)用于中國(guó)古代建筑、家具上，特別是明式家具對(duì)榫卯結(jié)構(gòu)的極致應(yīng)用，更是成為中國(guó)傳統(tǒng)文化的輝煌。將榫卯結(jié)構(gòu)作為創(chuàng)客教育的主題，既能融合工程、技術(shù)、科學(xué)和數(shù)學(xué)，更能讓學(xué)生在動(dòng)手制作的過(guò)程中體會(huì)對(duì)中國(guó)傳統(tǒng)文化的認(rèn)同感。

怎樣在創(chuàng)客課程中讓學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)榫卯結(jié)構(gòu)呢？江蘇省姜堰中學(xué)的翟蓉蓉老師用魯班鎖制作培養(yǎng)學(xué)生加工木質(zhì)材料的能力，鍛煉學(xué)生的觀察能力和想象力。

魯班鎖又稱(chēng)孔明鎖，是中國(guó)古代的一種益智玩具，更是一種集合了多種榫卯結(jié)構(gòu)的木質(zhì)玩具。它的類(lèi)型眾多，而最典型的一種是由6根木條組成，稱(chēng)為六根魯班鎖。它易拆難裝，學(xué)生需要仔細(xì)觀察，認(rèn)真思考，分析它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，才能夠拼裝出來(lái)。在課程中，學(xué)生從1根毛坯木條開(kāi)始，將木條切削成所需長(zhǎng)度，清理棱邊的毛刺。然后，用筆在每一根木條上精確地畫(huà)出切割的線條，這關(guān)系到制作的成敗。接著，學(xué)生需要用木工工具對(duì)木料進(jìn)行鋸割、鑿槽、挫削、打磨和修平，做到每根坯件都達(dá)到尺寸精確、表面光滑。最后，將6根木條拼裝起來(lái)，做成一個(gè)合格的魯班鎖。

另一種在創(chuàng)客教育中廣為應(yīng)用的木質(zhì)材料是木質(zhì)板材。與紙板、塑料板相比，木質(zhì)板材的結(jié)構(gòu)更加堅(jiān)固，可以承受較大的作用力。但木質(zhì)材料的加工為學(xué)生提出了更高的技術(shù)要求，簡(jiǎn)單的木材加工用傳統(tǒng)的鋸子即可完成，而對(duì)于復(fù)雜一些的制作，學(xué)生需要將圖紙上的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)印到木板上，并用曲線鋸切割，用銑床挖槽打孔，這些操作都有一定的專(zhuān)業(yè)性和危險(xiǎn)性，需要進(jìn)行專(zhuān)門(mén)的培訓(xùn)。幸好，激光切割機(jī)降低了木板加工的技術(shù)門(mén)檻，學(xué)生只需在電腦上進(jìn)行圖紙繪制，剩下的工作就可以交給激光切割機(jī)完成了，這讓更多的學(xué)生有機(jī)會(huì)學(xué)會(huì)木質(zhì)材料的制作。

“雷宇激光”制作的創(chuàng)客作品大黃蜂（題圖，來(lái)源：雷宇激光）就是一個(gè)很好體現(xiàn)木板和激光切割機(jī)的作品。它使用的材料是3mm厚的膠合板，這是一種多層的夾板，它用高強(qiáng)度的膠將不同的木材黏合起來(lái)，有著很強(qiáng)的抗破裂、抗收縮、抗扭曲和高強(qiáng)度屬性，能夠很好地被用于激光切割之中。創(chuàng)客們?cè)陔娔X上設(shè)計(jì)了大黃蜂模型，并將其分解為若干拼插部件，并在膠合板上進(jìn)行切割，創(chuàng)客們只需要把這些部件拼插起來(lái)，一只大黃蜂就做好了。

在這個(gè)創(chuàng)客案例中我們看到了激光切割機(jī)和木質(zhì)材料的完美結(jié)合。為了表現(xiàn)大黃蜂膜一般透明精致的翅膀，作者做了很多精細(xì)的鏤空，這種工藝是傳統(tǒng)木工工作難以達(dá)到的，而對(duì)于激光切割機(jī)來(lái)說(shuō)則完全不是問(wèn)題。同時(shí)，膠合板的抗破裂、抗收縮的性質(zhì)，也讓我們?cè)诎淹娴臅r(shí)候不用擔(dān)心翅膀會(huì)輕易斷裂。此外，設(shè)計(jì)時(shí)創(chuàng)客還需要考慮后期拼按時(shí)的接口的空隙寬度，空隙太寬零件容易松動(dòng)掉落，太窄會(huì)導(dǎo)致難以拼接，甚至?xí)?duì)作品造成損傷。這些都需要?jiǎng)?chuàng)客對(duì)木質(zhì)材料有比較深刻的認(rèn)識(shí)，才能在制作中得心應(yīng)手，游刃有余。

木材和板材的加工都有一定的制作難度，有沒(méi)有一種木質(zhì)材料能夠很好地用于創(chuàng)客入門(mén)呢？這個(gè)理想的材料就是冰棍棒。冰棍棒主要由樺木制成，質(zhì)地偏軟，表面細(xì)膩平滑，用美工刀就可以輕易地將冰棍棒切削成想要的形狀。就像搭建積木一樣，它有很大的加工自由度，用膠槍將冰棍棒粘在一起，就可以形成新的結(jié)構(gòu)。它價(jià)格低廉、安全無(wú)毒，是學(xué)生進(jìn)行制作的理想木質(zhì)材料。但樺木制成的冰棍棒縱向容易受力斷茬，在過(guò)于干燥的環(huán)境下也容易縱向開(kāi)裂，這是創(chuàng)客教師需要讓學(xué)生注意的地方。

市售的冰棍棒規(guī)格眾多，除了有不同的長(zhǎng)度、寬度之外，還有彩色冰棍棒、帶鋸齒的冰棍棒、帶孔的冰棍棒等，方便學(xué)生在制作作品時(shí)靈活選用。

美國(guó)康涅狄格科學(xué)中心編寫(xiě)的STEM課程“橋世界”是一個(gè)使用冰棍棒進(jìn)行教學(xué)的很好的例子。在完整的一學(xué)期的課程中，學(xué)生成為一名橋梁工程師，通過(guò)背景經(jīng)驗(yàn)活動(dòng)獲得建橋所需的物理學(xué)知識(shí)，如張力和壓力、桁架的形狀、合適的鋼纜等。最終，學(xué)生用冰棍棒制作一個(gè)橋梁的模型，檢驗(yàn)各項(xiàng)約束條件的滿足程度，撰寫(xiě)工程建議書(shū)，并進(jìn)行成果匯報(bào)。

“橋世界”課程很好地利用了冰棍棒的性質(zhì)，學(xué)生利用在背景經(jīng)驗(yàn)活動(dòng)中學(xué)習(xí)到的橋梁工程知識(shí)，合理分配冰棍棒的受力，脆弱的冰棍棒也能搭建起能夠承載很大重量的橋。

不但學(xué)校的創(chuàng)客課堂熱衷使用冰棍棒，冰棒棍也受到許多家庭創(chuàng)客的歡迎。簡(jiǎn)單的切削、黏合，再加上一點(diǎn)創(chuàng)意，冰棍棒總能產(chǎn)生意想不到的藝術(shù)效果。例如，在鏡子周?chē)匆欢ㄒ?guī)律粘貼冰棍棒，就可以制作一面富有藝術(shù)感的鏡框；將冰棍棒重疊排列，并按一定的角度粘貼好，就能做出一個(gè)簡(jiǎn)潔的裝飾框，這些都是生活中很實(shí)用的制作。

在市場(chǎng)我們還可以買(mǎi)到很多類(lèi)似于冰棍棒的材料，幫助學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)客學(xué)習(xí)，例如木條、木棍等，它們都是較為方便加工的創(chuàng)客材料，這里我們就不詳細(xì)介紹了。

除了專(zhuān)門(mén)購(gòu)買(mǎi)材料，創(chuàng)客們也很愿意用廢舊物品制作創(chuàng)意產(chǎn)品。在許多工廠的倉(cāng)庫(kù)中，我們常常能找到廢舊的棧板等材料。其粗糙表面似乎記錄了飽受風(fēng)霜的歷史，創(chuàng)客們發(fā)現(xiàn)了廢舊木板質(zhì)樸的美感，并將它們做成精美的藝術(shù)品，賦予其新生命。

Pricklysauce的創(chuàng)客利用廢舊木板制作可掛在墻上的圣誕樹(shù)禮物。作者用圓鋸將18mm厚的廢舊木板切割成約100mm寬的木條，用模板在木條上噴涂出顏色不同的圖案，讓木板看上去更有朋克范兒。接下來(lái)，將木條拼接成圣誕樹(shù)的大致輪廓，覆蓋上蒙版，用曲線鋸將木板切割成所需形狀，并用木工膠水粘貼晾干。剩余的木條切割并拼接在圣誕樹(shù)的周?chē)瞥赡局剖フQ樹(shù)的外框。最后，用電鉆在圣誕樹(shù)表面鉆孔，安裝上LED燈，一個(gè)特別的圣誕禮物就做好了。

木質(zhì)材料為我們的想象力插上了翅膀，它的種類(lèi)豐富，加工工具多，適用年齡范圍廣，還有更多的潛能值得我們深入發(fā)掘，創(chuàng)造出不一樣的作品。