未来之城设计活动
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【摘要】活动针对6～9年级学生，以百年后的城市为主题进行设计的国际赛事，是2017年度学校设计、组织、参赛的案例。2017～2018大赛主题是构建一座100年后的“老龄友好型城市”，解决当今社会老年人自身存在的问题。团队设计一个100年后的香港这一人口老龄化问题较为严重的城市进行建设，构建一体化垂直社区，将交通体系上移，地面保留绿化及人行道路，促进两代人之间的思想交流的同时，也惠及各年龄层的居民。
【关键词】未来之城 工业式5.0 双层城市 一体化垂直社区
一、活动主题
“未来之城”项目是由美国全国工程师周基金会（National Engineer Week Foundation）组织，面向全球青少年的教育课程和展示活动，距今已有26的历史，旨在帮助青少年体验基于项目的学习方式，对科学、艺术、技术、工程学和数学等相关学科知识的综合运用，并规划设计未来生活的城市空间。
2017～2018大赛主题是构建了一座100年后的“老龄友好型城市”，解决当今社会老年人自身存在的问题并设计两种帮助他们保持活力，独立生活的方法。
二、活动目标
（一）知识目标
通过知识应用课程、外出考察课程，帮助学员了解项目探究式学习以及工程设计方法的应用。
（二）技能目标
引导学员学会利用网络资源、材料资源、人力资源、设备资源构建老龄化友好城市，解决因香港高密度人口、地少人多而引发的居住、用地、绿化分布等问题，感受科学探究的过程。通过科学制作，引导学员学会建筑模型的测量、制作等。
（三）情感目标
引导学员用所学使城市更加考虑到老年人的生活需求，帮助身边的人，体现团队协作精神，树立关爱城市，关护老年人的价值观。
三、活动的实施资源和实施限制及解决
上海市行知实验中学大力发展科技教育，学校立足“实验行知，求真创造”办学理念，以创新实验室为载体，以科技辅导员陈岭及其STEM教师团队为骨干力量，发动全校班主任和任课教师，面向全体初高中学生开设了STEM系列课程，并开创“创客大智汇”工作室。
（一）项目所用资源
1.网络资源。我们团队贴合本次主题，寻找相关资源，确定了香港作为本次城市选址，并搜寻到了香港目前的城市状况以及地标建筑。
2.材料资源。贴合需要建设的建筑模型，我们回收了不同形状材质的瓶子，板材，借用了美术老师的绘画材料，可塑彩泥，以及其他废旧材料。
3.人力资源。我们团队队员在各个方面都有一定特点与所长，技术上，由我校数学老师徐雯，科技老师陈岭进行指导，关于本次老龄化主题，我们还询问了几位老龄家属以了解大部分老年人对未来生活的设想及目前生活的不足。
4.设备资源。利用学校现有设备如电脑、激光切割机等。
（二）项目所受限制
1.时间限制。活动时间为3个月，因为团队成员年级不一致，导致可调配的时间存在出入分歧，只能运用在校的课余时间以及双休节假日的时间来讨论完成项目。而在论文，大纲等的递交时间上，也有着严格的限制要求。
解决：由于客观条件无法改变，我们只能延长放学后的工作时间，同时提高工作效率，赶上进度。
2.尺寸限制。因为比赛有一定的尺寸限制，导致模型精细度无法达到相对高度，且我们的模型是双层，因此要考虑到高度及比例，这使我们对于模型的一些想法和观点无法落实建设。
解决：使用双比例尺，小比例尺运用于整体城市中，大比例尺用于体现我们对于建筑的细节看法，同时控制建筑模型高度。
3.资金问题。由于资金有所限制，费用为100美金，导致我们无法按先前想法全部采购新材料，以至于模型的美观程度受到影响。
解决：回收利用了一些废旧环保材料，并从一些废旧物品上拆卸下了部分装饰品，以尽量企及原来的预先美观高度。
4.专业问题。对于城市整体规划的想法不够清晰，导致我们的设计中有些以偏概全，同时在模型建设及想法落实上，对于团队中的学生较为困难。
解决：对于专业性的问题，我们询问了相关方面的指导老师给出了建设性建议，在模型落实上，我们查询了大量網络资源，以实现最理想的模型效果。
四、活动准备
为了让学员们了解项目探究制学习以及工程设计方法的应用，大赛组委会制定了一系列Future City未来之城课程，共分为知识应用课程、外出考察课程两个环节（见图1、图2、图3）。
五、活动过程
进行为期14天的课程之后，我们将项目任务进行细致化分配（见图4）。
在一开始设计中，打算完全开发新城区，将整个香港建设成为一个高科技，现代化的繁荣城市。在后来的进程逐步推进讨论中（见图5），发现不同老年人对于生活的需求不同，除了愿意接受新兴科技的老年人之外，还有一部分老年人更喜欢符合年龄的安逸稳定生活，因此为更贴合本次项目主旨，仍旧保留一部分老城区，迎合不同观点的老年人生活需求做出改变（见图6）。
团队合作中，最开始成员们集中讨论城市的规划与建设，在确定了大体之后，各有所长的同学分工完成，一组学员完成背景板（见图7），一组学员完成项目计划书（见图8），一组学员进行模型制作与搭建（见图9）。在实施过程中，各个部门的同学也在相互摩擦迎合，对最初设计进行部分改变，这就造就了我们当前由所有同学的智慧凝结而成的城市。
我们将100年后的香港城市假设为双层城市，地下发展香港独立的工业，实施工业5.0，将工业软性化，这就意味着地下工业将由机械控制，一间工厂只需1～2名工人足以。这样创新性改造，使香港100年后将拥有自己独立、自给自足的工业。 而上层城市，我们保留了原有的老城区迎合当前老年人的生活需求，在原来的基础上围海造田，开发新城区，垃圾无害化处理，利用生态片吸收太阳能的同时大规模养殖藻类，而这些藻类将成为将来香港的食物原料以及发电供电。
为了解决香港因人口密度过高而导致的土地缺乏问题，同时为了最大程度地满足人们的生活要求和最大力度地方便老年人的出行生活，将社区垂直一体化，仔细规划每一层的布置安排，有商业区、居住区、饮食区、交通层、医院、学校，足不出户就能完成一切日常生活（见图10）;并且将交通体系上移，地面保留绿化及人行道路，促进两代人之间的思想交流的同时也惠及各年龄层的居民。而出于对老年人身体机能的考虑，设计人工智能辅助以及修复的两套方案。将现代居民面临的问题通过100年后的科技手段解决，设计满足老龄人及不同年龄层的人文以及生活工作的需求。
不仅如此，我们将垂直社区设计成五瓣的花形，是为了向香港的区花紫荆花致敬（见图10），同时，垂直社区变成了缓速旋转，可以让居民们更好欣赏到全市风景，同时不影响老年人身体机能。
模型我们以节约环保为目的，大量采取了泡沫塑料以及废旧牙签木板等循环材料，为了美观，主要采取废旧丙烯颜料上色，既美观，又实现目的，同时清晰表达出我们城市目标与主旨（见图11）。
六、活动重点、难点
（一）活动重点
1.了解城市的形成经历、城市定位和布局要点，分析当今社会老年人存在的问题。
2.学会城市规划草图绘制，解决当今社会老年人存在的问题。
3.运用工程思维进行项目管理、概念模型搭建，构建老龄化友好城市并设计两种帮助他们保持活力，独立生活的方法。
4.学会英语写作，通过英语演讲表达模型设计的意图。
（二）活动难点
1.由于时间限制关于模型建设的细节精化程度不完善。
2.对于课业以及项目的精力合理调度，学员花在项目上的时间分配。
3.每位学员对团队项目模型成品的了解度。
七、预期成果
1.完成100年后香港为双层城市，地下发展香港独立的工业，实施工业5.0，将工业软性化，使香港100年后将拥有自己独立、自给自足的工业。
2.完成不同老年人的需求，保留了原有的老城区迎合当前老年人的生活需求，在原来的基础上围海造田，开发新城区，垃圾无害化处理，利用生态片，吸收太阳能的同时大规模养殖藻类，而这些藻类将成为将来香港的食物原料以及发电供电。新老城区迎合不同觀点的老年人的生活需求做出改变。
3.解决香港因人口密度过高而导致土地缺乏问题，同时为了最大程度地满足人们的生活要求和最大力度的方便老年人的出行生活，将社区垂直一体化，仔细规划每一层的布置安排，有商业区、居住区、饮食区、交通层、医院、学校，足不出户就能完成一切日常生活;并将交通体系上移，地面保留绿化及人行道路，促进两代人之间的思想交流的同时也惠及各年龄层的居民。
4.完善老年人身体机能的考虑，设计了人工智能辅助以及修复的两套方案。将现代居民面临的问题通过100年后的科技手段解决，满足老龄人及不同年龄层的人文以及生活工作的需求。
八、活动效果评价
在活动过程中及完成后，要对学员表现进行评价。本次评价采取自评、小组互评、过程性评价、结果性评价等多种方法相结合的方式进行。每次小组分工活动后，进行自评与小组互评;教师通过观察与分析收集资料，进行过程性评价;教师通过对成果的分析，进行结果性评价。
上海比赛分为演讲答辩和模型展示（见图12）。
全国总决赛分为公众展示、专家面对面、答辩、模型评审等（见图13、14）。
12月2日，由上海市中小学雅博教育研究所主办2017～2018“Future City未来之城”中国·上海地区作品展评在民生滨江文化城举行。全市共有近50支队伍300多名学生参与项目并角逐8个决赛名额，我校的“Glories”队进入复赛，荣获了“最佳城市论文奖”，最终以特等奖晋级参加北京中国地区总决赛。并与来自全国的60支队伍进行角逐，最终获得了全国团体二等奖的佳绩。
九、活动反思
本次比赛收获许多，从参加培训到最终比赛，一起参与学习交流，在模型制作的过程中，相互激励与帮助，有着一个团队该有的温暖及力量。但是全国比赛中没有考虑现场环境嘈杂没带小蜜蜂，关于模型建设细节精化程度由于项目起步较晚导致并未达到预期效果。不过未来我们一定能够吸取经验与教训，越来越好的。
参考文献：
[1]http：//futurecity.itccc.org.cn/
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