未來之城設(shè)計(jì)活動(dòng)

【摘要】活動(dòng)針對(duì)6～9年級(jí)學(xué)生，以百年后的城市為主題進(jìn)行設(shè)計(jì)的國際賽事，是2017年度學(xué)校設(shè)計(jì)、組織、參賽的案例。2017～2018大賽主題是構(gòu)建一座100年后的“老齡友好型城市”，解決當(dāng)今社會(huì)老年人自身存在的問題。團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)一個(gè)100年后的香港這一人口老齡化問題較為嚴(yán)重的城市進(jìn)行建設(shè)，構(gòu)建一體化垂直社區(qū)，將交通體系上移，地面保留綠化及人行道路，促進(jìn)兩代人之間的思想交流的同時(shí)，也惠及各年齡層的居民。

【關(guān)鍵詞】未來之城?工業(yè)式5.0?雙層城市?一體化垂直社區(qū)

一、活動(dòng)主題

“未來之城”項(xiàng)目是由美國全國工程師周基金會(huì)（National?Engineer?Week?Foundation）組織，面向全球青少年的教育課程和展示活動(dòng)，距今已有26的歷史，旨在幫助青少年體驗(yàn)基于項(xiàng)目的學(xué)習(xí)方式，對(duì)科學(xué)、藝術(shù)、技術(shù)、工程學(xué)和數(shù)學(xué)等相關(guān)學(xué)科知識(shí)的綜合運(yùn)用，并規(guī)劃設(shè)計(jì)未來生活的城市空間。

2017～2018大賽主題是構(gòu)建了一座100年后的“老齡友好型城市”，解決當(dāng)今社會(huì)老年人自身存在的問題并設(shè)計(jì)兩種幫助他們保持活力，獨(dú)立生活的方法。

二、活動(dòng)目標(biāo)

（一）知識(shí)目標(biāo)

通過知識(shí)應(yīng)用課程、外出考察課程，幫助學(xué)員了解項(xiàng)目探究式學(xué)習(xí)以及工程設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用。

（二）技能目標(biāo)

引導(dǎo)學(xué)員學(xué)會(huì)利用網(wǎng)絡(luò)資源、材料資源、人力資源、設(shè)備資源構(gòu)建老齡化友好城市，解決因香港高密度人口、地少人多而引發(fā)的居住、用地、綠化分布等問題，感受科學(xué)探究的過程。通過科學(xué)制作，引導(dǎo)學(xué)員學(xué)會(huì)建筑模型的測(cè)量、制作等。

（三）情感目標(biāo)

引導(dǎo)學(xué)員用所學(xué)使城市更加考慮到老年人的生活需求，幫助身邊的人，體現(xiàn)團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，樹立關(guān)愛城市，關(guān)護(hù)老年人的價(jià)值觀。

三、活動(dòng)的實(shí)施資源和實(shí)施限制及解決

上海市行知實(shí)驗(yàn)中學(xué)大力發(fā)展科技教育，學(xué)校立足“實(shí)驗(yàn)行知，求真創(chuàng)造”辦學(xué)理念，以創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室為載體，以科技輔導(dǎo)員陳嶺及其STEM教師團(tuán)隊(duì)為骨干力量，發(fā)動(dòng)全校班主任和任課教師，面向全體初高中學(xué)生開設(shè)了STEM系列課程，并開創(chuàng)“創(chuàng)客大智匯”工作室。

（一）項(xiàng)目所用資源

1.網(wǎng)絡(luò)資源。我們團(tuán)隊(duì)貼合本次主題，尋找相關(guān)資源，確定了香港作為本次城市選址，并搜尋到了香港目前的城市狀況以及地標(biāo)建筑。

2.材料資源。貼合需要建設(shè)的建筑模型，我們回收了不同形狀材質(zhì)的瓶子，板材，借用了美術(shù)老師的繪畫材料，可塑彩泥，以及其他廢舊材料。

3.人力資源。我們團(tuán)隊(duì)隊(duì)員在各個(gè)方面都有一定特點(diǎn)與所長，技術(shù)上，由我校數(shù)學(xué)老師徐雯，科技老師陳嶺進(jìn)行指導(dǎo)，關(guān)于本次老齡化主題，我們還詢問了幾位老齡家屬以了解大部分老年人對(duì)未來生活的設(shè)想及目前生活的不足。

4.設(shè)備資源。利用學(xué)?，F(xiàn)有設(shè)備如電腦、激光切割機(jī)等。

（二）項(xiàng)目所受限制

1.時(shí)間限制?；顒?dòng)時(shí)間為3個(gè)月，因?yàn)閳F(tuán)隊(duì)成員年級(jí)不一致，導(dǎo)致可調(diào)配的時(shí)間存在出入分歧，只能運(yùn)用在校的課余時(shí)間以及雙休節(jié)假日的時(shí)間來討論完成項(xiàng)目。而在論文，大綱等的遞交時(shí)間上，也有著嚴(yán)格的限制要求。

解決：由于客觀條件無法改變，我們只能延長放學(xué)后的工作時(shí)間，同時(shí)提高工作效率，趕上進(jìn)度。

2.尺寸限制。因?yàn)楸荣愑幸欢ǖ某叽缦拗?，?dǎo)致模型精細(xì)度無法達(dá)到相對(duì)高度，且我們的模型是雙層，因此要考慮到高度及比例，這使我們對(duì)于模型的一些想法和觀點(diǎn)無法落實(shí)建設(shè)。

解決：使用雙比例尺，小比例尺運(yùn)用于整體城市中，大比例尺用于體現(xiàn)我們對(duì)于建筑的細(xì)節(jié)看法，同時(shí)控制建筑模型高度。

3.資金問題。由于資金有所限制，費(fèi)用為100美金，導(dǎo)致我們無法按先前想法全部采購新材料，以至于模型的美觀程度受到影響。

解決：回收利用了一些廢舊環(huán)保材料，并從一些廢舊物品上拆卸下了部分裝飾品，以盡量企及原來的預(yù)先美觀高度。

4.專業(yè)問題。對(duì)于城市整體規(guī)劃的想法不夠清晰，導(dǎo)致我們的設(shè)計(jì)中有些以偏概全，同時(shí)在模型建設(shè)及想法落實(shí)上，對(duì)于團(tuán)隊(duì)中的學(xué)生較為困難。

解決：對(duì)于專業(yè)性的問題，我們?cè)儐柫讼嚓P(guān)方面的指導(dǎo)老師給出了建設(shè)性建議，在模型落實(shí)上，我們查詢了大量網(wǎng)絡(luò)資源，以實(shí)現(xiàn)最理想的模型效果。

四、活動(dòng)準(zhǔn)備

為了讓學(xué)員們了解項(xiàng)目探究制學(xué)習(xí)以及工程設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用，大賽組委會(huì)制定了一系列Future?City未來之城課程，共分為知識(shí)應(yīng)用課程、外出考察課程兩個(gè)環(huán)節(jié)（見圖1、圖2、圖3）。

五、活動(dòng)過程

進(jìn)行為期14天的課程之后，我們將項(xiàng)目任務(wù)進(jìn)行細(xì)致化分配（見圖4）。

在一開始設(shè)計(jì)中，打算完全開發(fā)新城區(qū)，將整個(gè)香港建設(shè)成為一個(gè)高科技，現(xiàn)代化的繁榮城市。在后來的進(jìn)程逐步推進(jìn)討論中（見圖5），發(fā)現(xiàn)不同老年人對(duì)于生活的需求不同，除了愿意接受新興科技的老年人之外，還有一部分老年人更喜歡符合年齡的安逸穩(wěn)定生活，因此為更貼合本次項(xiàng)目主旨，仍舊保留一部分老城區(qū)，迎合不同觀點(diǎn)的老年人生活需求做出改變（見圖6）。

團(tuán)隊(duì)合作中，最開始成員們集中討論城市的規(guī)劃與建設(shè)，在確定了大體之后，各有所長的同學(xué)分工完成，一組學(xué)員完成背景板（見圖7），一組學(xué)員完成項(xiàng)目計(jì)劃書（見圖8），一組學(xué)員進(jìn)行模型制作與搭建（見圖9）。在實(shí)施過程中，各個(gè)部門的同學(xué)也在相互摩擦迎合，對(duì)最初設(shè)計(jì)進(jìn)行部分改變，這就造就了我們當(dāng)前由所有同學(xué)的智慧凝結(jié)而成的城市。

我們將100年后的香港城市假設(shè)為雙層城市，地下發(fā)展香港獨(dú)立的工業(yè)，實(shí)施工業(yè)5.0，將工業(yè)軟性化，這就意味著地下工業(yè)將由機(jī)械控制，一間工廠只需1～2名工人足以。這樣創(chuàng)新性改造，使香港100年后將擁有自己獨(dú)立、自給自足的工業(yè)。

而上層城市，我們保留了原有的老城區(qū)迎合當(dāng)前老年人的生活需求，在原來的基礎(chǔ)上圍海造田，開發(fā)新城區(qū)，垃圾無害化處理，利用生態(tài)片吸收太陽能的同時(shí)大規(guī)模養(yǎng)殖藻類，而這些藻類將成為將來香港的食物原料以及發(fā)電供電。

為了解決香港因人口密度過高而導(dǎo)致的土地缺乏問題，同時(shí)為了最大程度地滿足人們的生活要求和最大力度地方便老年人的出行生活，將社區(qū)垂直一體化，仔細(xì)規(guī)劃每一層的布置安排，有商業(yè)區(qū)、居住區(qū)、飲食區(qū)、交通層、醫(yī)院、學(xué)校，足不出戶就能完成一切日常生活（見圖10）;并且將交通體系上移，地面保留綠化及人行道路，促進(jìn)兩代人之間的思想交流的同時(shí)也惠及各年齡層的居民。而出于對(duì)老年人身體機(jī)能的考慮，設(shè)計(jì)人工智能輔助以及修復(fù)的兩套方案。將現(xiàn)代居民面臨的問題通過100年后的科技手段解決，設(shè)計(jì)滿足老齡人及不同年齡層的人文以及生活工作的需求。

不僅如此，我們將垂直社區(qū)設(shè)計(jì)成五瓣的花形，是為了向香港的區(qū)花紫荊花致敬（見圖10），同時(shí)，垂直社區(qū)變成了緩速旋轉(zhuǎn)，可以讓居民們更好欣賞到全市風(fēng)景，同時(shí)不影響老年人身體機(jī)能。

模型我們以節(jié)約環(huán)保為目的，大量采取了泡沫塑料以及廢舊牙簽?zāi)景宓妊h(huán)材料，為了美觀，主要采取廢舊丙烯顏料上色，既美觀，又實(shí)現(xiàn)目的，同時(shí)清晰表達(dá)出我們城市目標(biāo)與主旨（見圖11）。

六、活動(dòng)重點(diǎn)、難點(diǎn)

（一）活動(dòng)重點(diǎn)

1.了解城市的形成經(jīng)歷、城市定位和布局要點(diǎn)，分析當(dāng)今社會(huì)老年人存在的問題。

2.學(xué)會(huì)城市規(guī)劃草圖繪制，解決當(dāng)今社會(huì)老年人存在的問題。

3.運(yùn)用工程思維進(jìn)行項(xiàng)目管理、概念模型搭建，構(gòu)建老齡化友好城市并設(shè)計(jì)兩種幫助他們保持活力，獨(dú)立生活的方法。

4.學(xué)會(huì)英語寫作，通過英語演講表達(dá)模型設(shè)計(jì)的意圖。

（二）活動(dòng)難點(diǎn)

1.由于時(shí)間限制關(guān)于模型建設(shè)的細(xì)節(jié)精化程度不完善。

2.對(duì)于課業(yè)以及項(xiàng)目的精力合理調(diào)度，學(xué)員花在項(xiàng)目上的時(shí)間分配。

3.每位學(xué)員對(duì)團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目模型成品的了解度。

七、預(yù)期成果

1.完成100年后香港為雙層城市，地下發(fā)展香港獨(dú)立的工業(yè)，實(shí)施工業(yè)5.0，將工業(yè)軟性化，使香港100年后將擁有自己獨(dú)立、自給自足的工業(yè)。

2.完成不同老年人的需求，保留了原有的老城區(qū)迎合當(dāng)前老年人的生活需求，在原來的基礎(chǔ)上圍海造田，開發(fā)新城區(qū)，垃圾無害化處理，利用生態(tài)片，吸收太陽能的同時(shí)大規(guī)模養(yǎng)殖藻類，而這些藻類將成為將來香港的食物原料以及發(fā)電供電。新老城區(qū)迎合不同觀點(diǎn)的老年人的生活需求做出改變。

3.解決香港因人口密度過高而導(dǎo)致土地缺乏問題，同時(shí)為了最大程度地滿足人們的生活要求和最大力度的方便老年人的出行生活，將社區(qū)垂直一體化，仔細(xì)規(guī)劃每一層的布置安排，有商業(yè)區(qū)、居住區(qū)、飲食區(qū)、交通層、醫(yī)院、學(xué)校，足不出戶就能完成一切日常生活;并將交通體系上移，地面保留綠化及人行道路，促進(jìn)兩代人之間的思想交流的同時(shí)也惠及各年齡層的居民。

4.完善老年人身體機(jī)能的考慮，設(shè)計(jì)了人工智能輔助以及修復(fù)的兩套方案。將現(xiàn)代居民面臨的問題通過100年后的科技手段解決，滿足老齡人及不同年齡層的人文以及生活工作的需求。

八、活動(dòng)效果評(píng)價(jià)

在活動(dòng)過程中及完成后，要對(duì)學(xué)員表現(xiàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。本次評(píng)價(jià)采取自評(píng)、小組互評(píng)、過程性評(píng)價(jià)、結(jié)果性評(píng)價(jià)等多種方法相結(jié)合的方式進(jìn)行。每次小組分工活動(dòng)后，進(jìn)行自評(píng)與小組互評(píng);教師通過觀察與分析收集資料，進(jìn)行過程性評(píng)價(jià);教師通過對(duì)成果的分析，進(jìn)行結(jié)果性評(píng)價(jià)。

上海比賽分為演講答辯和模型展示（見圖12）。

全國總決賽分為公眾展示、專家面對(duì)面、答辯、模型評(píng)審等（見圖13、14）。

12月2日，由上海市中小學(xué)雅博教育研究所主辦2017～2018“Future?City未來之城”中國·上海地區(qū)作品展評(píng)在民生濱江文化城舉行。全市共有近50支隊(duì)伍300多名學(xué)生參與項(xiàng)目并角逐8個(gè)決賽名額，我校的“Glories”隊(duì)進(jìn)入復(fù)賽，榮獲了“最佳城市論文獎(jiǎng)”，最終以特等獎(jiǎng)晉級(jí)參加北京中國地區(qū)總決賽。并與來自全國的60支隊(duì)伍進(jìn)行角逐，最終獲得了全國團(tuán)體二等獎(jiǎng)的佳績。

九、活動(dòng)反思

本次比賽收獲許多，從參加培訓(xùn)到最終比賽，一起參與學(xué)習(xí)交流，在模型制作的過程中，相互激勵(lì)與幫助，有著一個(gè)團(tuán)隊(duì)該有的溫暖及力量。但是全國比賽中沒有考慮現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境嘈雜沒帶小蜜蜂，關(guān)于模型建設(shè)細(xì)節(jié)精化程度由于項(xiàng)目起步較晚導(dǎo)致并未達(dá)到預(yù)期效果。不過未來我們一定能夠吸取經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)，越來越好的。

參考文獻(xiàn)：

[1]http：//futurecity.itccc.org.cn/