创新设计：象重

上海艺术和设计学院的数学启蒙玩具

“曹冲称象”的故事讲述了曹冲用“等量代换”的方法，将象与许多石头进行替换，并在船上做标记，使象和石头产生相同的效果。根据石头的重量，就可以得到象的重量。通过将“大”转化为“小”来解决这个问题。上海艺术和设计学院将故事中的“等量代换”原理与儿童玩具相结合，创造出这款名为“象重”的数学启蒙玩具。

这是一款适合3岁以上儿童的数学启蒙玩具。每个小象重物都按照重量标有5克、10克、20克、30克、40克、50克和100克。根据船体的下沉程度进行称重，孩子们可以清楚地感受到不同刻度的重量，并增强对重量和数字的敏感度，从而加强孩子们对周围小物体的细心观察。

这款玩具的制作过程包括CNC加工、涂漆、手动滴胶等步骤。玩具的规格包括：波浪体：长270毫米×宽150毫米×高130毫米；船体：长254毫米×宽134毫米×高91毫米；旗杆：直径10毫米，长度155毫米；旗帜：长52毫米×高36毫米。

玩具的操作步骤包括：1) 放入任何你想称重的物品；2) 用锚标记船下沉的位置；3) 放入象重物，使船体回到锚的位置；4) 用象重物计算物品的重量。

这个项目始于2022年3月，于2023年3月在上海结束。在设计过程中，设计师进行了大量的研究，包括对小学数学进度的研究，一般来说，从小学三年级开始，质量的单位学习是克、千克和吨。此外，设计师还研究了压缩弹簧的使用，根据力的性质，弹簧可以分为拉伸弹簧、压缩弹簧、扭转弹簧和弯曲弹簧。设计师选择了压缩弹簧，其线圈之间有一定的间隙，当受到外部负载时，弹簧会收缩变形，储存变形能量。

设计过程中的挑战包括：1) 弹簧尺寸：不同尺寸的弹簧有不同的支撑力；2) 象重物：模具制作。尽管面临挑战，但设计师通过创新和技术手段，成功地实现了设计的目标。

这款设计在2023年赢得了A'玩具、游戏和爱好产品设计奖的铁奖。铁奖是对设计的实用性、创新性以及满足专业和工业要求的认可，对于整合了行业最佳实践和有能力的技术特性的设计给予尊重，它们提供了满足感和积极的情感，为创造更好的世界做出了贡献。