从本世纪开始的第四次工业革命的浪潮已席卷全球,同时也吹响了新时代关于全新人才培养的号角,这一次以“虚拟现实”、“人工智能”、“电子通信技术”等全新领域,为本次革命注入更多的专业技术成分。这些新兴技术包含的基础性学科知识更直接指向了科学、技术、工程和数学等学科。在此背景之下,希望融合科学、技术、工程、艺术和数学知识、培养未来跨学科人才的STEAM教育,成为了各家长、学生的青睐焦点。STEAM教育是一种重实践的超学科教育概念,主张学习者在玩中学、做中学,以整合的方式培养学习者掌握知识和技能,并能进行灵活迁移应用解决真实世界的问题,以此培养学生4C核心能力。因此消费者在STEAM智能教具中关注的焦点也在其教育价值,本文的研究是以此为出发点考虑如何设计出更符合儿童发展特征及兴趣引导的智能教具,使得儿童在学习过程中“做中学”、更好的理解所需知识,推进STEAM教育与儿童智能教具玩学结合。本文首先通过对STEAM教育理念的文献研究和STEAM科教产品的案例分析,了解到了STEAM教育的本质、内涵、教育框架及发展趋势,分析了现有STEAM产品存在的优点和弊端,在此理论基础上总结和归纳出STEAM智能教具的设计特性、教育诉求和设计机会点,为后续研究提供了理论支撑和设计思路。利用问卷调查和用户访谈等研究方法对STEAM智能教具目标用户需求进行调研,并对所得用户需求进行整理、分析和总结的基础上,通过FAST功能技术系统分析法中的黑箱模型进行产品功能定位并构建STEAM智能教具产品的FAST功能结构模型。以STEAM智能教具产品FAST功能结构模型为基础,对产品的功能、形态、材质、色彩和人机等重要功能进行分析,将所得到的分析结果体现在STEAM智能教具的最终设计方案中,最后利用Rhino建模软件和Keyshot渲染软件完成概念设计。综上所述,本文从研究STEAM教育理念入手,总结、归纳出STEAM智能教具的设计原则,通过设计调研找到目标用户需求,利用FAST功能技术系统分析法将用户需求转化为设计需求,并完成最终的产品设计,证明其设计方法和模式的可行性。本次产品的创新设计研究对STEAM教育理念的适用性范围的研究具有一定的补充作用,同时研究结果也为今后其他同类产品相关设计提供了一定的依据并具有一定的设计参考价值。