被好奇星学员们千呼万唤的
动力机械课终于来了!

不舍得上最后一节课,只因好奇星的动力机械课还没到手;
假期疯狂补课,只因听说好奇星的动力机械就快上线了。

为什么大家对动力机械课如此热情呢?
仅仅因为能动、好玩吗?
当然没这么简单。
科技对我们生活的改变随处可见。疫情期间,机器人在非接触式消毒防疫、提高生产效率、后勤保障等方面大显身手。人们越来越意识到,无论未来孩子从事什么工作,都将与人工智能息息相关。

随着国家颁布“推动人工智能进一步发展”的教育规划以来,机器人教育越来越火。就在2019年教育部公布的《面向中小学生的29项全国性竞赛活动》中,科技创新类竞赛占了绝对性优势,共12项!
乐高式机械积木,因为其形态和原理都十分接近现实工业用的零件,能够搭建出相当复杂的结构,是国内和国际机器人比赛中最通用的器材之一。

所以无论是希望在学习机器人的过程中锻炼思维和动手能力,还是计划参加比赛,动力机械课都是必经之路。
“学习路上的坑,我们来填平!”
每个家长都对孩子的未来抱有无限期许。
童年不可逆,每一次教育的选择,都在交换时间与成长的契约。
其实在这门课上线之前,市面上已有一些使用同类教具的课程。
而为什么大家仍在期待着好奇星的《动力机械课》上线呢?很多做过调研和尝试的家长反映:
动力机械太难学了,很容易踩坑!
(花钱事小,孩子的时间耽误不起啊)
1常见问题1: 零件类型太多,用法记不住。
动力机械积木的类型常见的就有100多种。很多课程一股脑地把所有零件用法密集介绍一遍,一上来孩子就懵了,家长也傻了。

1常见问题2: 原理难度大。
动力机械不但涉及复杂结构的组装,更要了解力的传动、力与速度的关系等物理原理,以成人的方式去讲解知识,不但无法引起兴趣,反而会造成孩子厌学。能够面向孩子,深入浅出地讲解,不但需要跨学科复合型的教研团队,还需要强大的动画后期制作团队来呈现。

1常见问题3: 把炫酷的造型当做学习目标。
很多课程介绍得天花乱坠,但实际上搭建讲解方面,只是对着最终造型演示了一遍搭建步骤,如同“动态图纸”。
实际上动力机械零件和玩具积木拼接方式差别很大,没有对机械零件拼接方式由浅入深、循序渐进的梳理和介绍,不从设计原理、问题解决思路角度出发,就是对着造型一通“拼拼拼”,“搭搭搭”,只能让孩子搭完“图个乐”,换个新问题,孩子一样不能解决。
动力机械搭建的目的是为了解决某些问题,缺乏对设计过程的思考引导,孩子往往“知其然不知其所以然”。

看到了太多的问题,好奇星教研组更感到肩负重任。
虽然这是个造型“看脸”的时代,但这门课的研发目标很明确 ——
不仅要设计生动有趣而又紧密联系生活的项目造型,而且要充分发挥项目式学习的教育价值,做到真正的寓教于乐,而不仅仅只是表面上使用到“齿轮传动”等机械结构的科技玩具!
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我们要让孩子知其然更知其所以然,在课程中力求达到:
1.帮助孩子理解动力传递过程,并具备根据问题设计动力传递系统的能力。
动力传递系统通过杠杆、滑轮、齿轮等各种机械结构传送动力,解决机械运转问题,是从工业时代的蒸汽机、火车,到现代的汽车、飞机、火箭等各种机械装置的“灵魂”,也是智能机器人的关键模块之一。我们希望通过有趣的项目,不仅仅让孩子学习各种机械结构,而且能够掌握机械结构的运用和组合方法,能够应用这些结构去解决问题,一步步把动力传递系统的设计思路抽丝剥茧展示出来。
2.帮助孩子系统掌握机械组件的使用方法,能够搭建动力机械装置。
雨果奖得主郝景芳老师说过一段话:
我们把上百种机械零件、拼接方式、典型模块的拼接方法,进行了系统梳理,按照由浅入深、循序渐进的原则,逐步融入到40个项目中,让孩子轻松完成机械拼搭“从小白到大神”的蜕变。
1以上两点,也是机器人比赛中取得成绩的关键技能之一。
3.帮助孩子理解项目背后的科学原理,建立科学思考问题的思维框架。
动力机械课的魅力在于,机械结构的背后往往蕴含着深刻的科学原理,对于启蒙孩子科学素质,特别是未来学习数学、物理极有好处。
但是,如何让孩子通过自己动手,在搭建中探索科学原理,需要专业的教学设计。我们拒绝单纯结合着造型进行干瘪的“原理讲解”,这种抽象的讲解虽然会冒出很多专业词汇,但是不符合孩子认知规律,孩子很难真正理解。
我们在课程中设计了“实验探究”这一环节,结合项目原理让孩子动手探索、实验。在实验探究的过程中,把原理逐步揭示出来,这会让孩子对项目背后的原理有更深刻的理解。更重要的是,通过“假说-实验-验证”的过程,培养孩子建立科学思考问题的思维框架。(后面会通过一个项目进行举例介绍。)
我们要让孩子们通过这门课,真正学会设计和搭建动力传动系统,能够驾驭机械零件家族,致力于解决生活中的各类问题。给设计留白,给孩子发挥想象力的空间,造型之美,让孩子们参与创造。
匠心设计40个学习项目
8大教学环节保证学习效果
为了达到上面提到的学习目标,我们精心设计了40个项目。
将项目根据难度分解成不同的模块,帮助孩子由浅入深,从基础理论到实战应用,逐步进阶。
基于斯坦福LUNCH探索式学习模型,我们将每个项目都分成8大教学环节,引导孩子引导孩子“发现-探索-分析-解决”,层层深入,探索原理:
1)发现:在动画故事中,发现问题,明确任务,将孩子置于密切联系生活、有实际社会意义的场景中,激发自主探究的欲望;
2)分析:联系现实,分析问题,设计解决模型;
3)构建:运用关联机械原理,逐步细化、构建产品模型,迭代完善解决方案;
4)实验:通过实验,探究科学原理;
5)测试:测试产品模型是否成功解决问题;
6)总结:对该项目中所学所用进行“知识复盘”,一目了然;
7)测验:提供更多对标机器人等级考试考点的题目,验证对知识点的掌握程度;
8)拓展:举一反三,联想学到的机械结构在现实中的其他应用并创意搭建。
以《推土车》一课为例
1发现:道路出现大量沙土造成堵塞,为了解决交通堵塞问题,需要设计一辆推土车来清理沙土。(明确项目任务)

1分析:那么,推土车什么样?应该如何做呢?费曼博士带大家联系现实中的推土机,并分析其构成部分。(确定产品模型)

13.构建:在搭建中融入机械结构,学习运用蜗轮蜗杆实现升降装置的设计思路和原理,并学习蜗轮箱搭建技巧,搭建可以升降的推铲。

14.实验:推土车搭好了,但是使用同样的电机组合,是速度越快,推力越大,还是有相反的结论呢。
通过改变推土机驱动装置的齿轮结构,可以改变推土机速度,让河狸小队设计一个实验来探究一下吧!(家长还记得中学学过的P=FV吗,这个实验的结论其实就是这个公式的现实解释喔。)
明确假设

实验验证过程
得出实验结论

不仅更直观地认识原理,得出科学结论,更教会孩子用亲手用科学的实验的方法,去验证假设,总结规律,养成良好的科学思维。
15.测试:测试推土车“移动、推动、装卸、驾驶”4大功能是否运行成功!

16.知识总结:回顾和提炼课程要点

17.测验:紧密对标机器人等级考试考点的题目,看看孩子掌握了没有?

18.拓展:研究蜗轮蜗杆结构的其他现实应用,进一步加深孩子的原理理解!

小朋友可以创意发挥,
用蜗轮蜗杆结构设计一个小区闸杆吗?
城市大挑战主题,国际顶级竞赛精神
和《创意工程课(奇幻世界之旅)》一样,动力机械课也有一个非常吸引人的主题—城市大挑战。
这个主题的灵感来源于国际机器人竞赛FLL大赛今年的主题:City Shaper(城市塑造者)。
FLL(FIRST LEGO League)是全球最负盛名的青少年机器人比赛之一,鼓励孩子们用科学的方式去调查研究以及自己动手为机器人进行设计、搭建、编程工作,来解决现实世界中的问题,是包括美国常青藤学校在内诸多国际名校筛选录取生源时最认可的比赛之一。

我们的城市面临很多严重问题,比如交通拥堵、无障碍设施不健全甚至自然灾害等等。我们如何为所有人创造一个更美好的未来呢?毋庸置疑,这需要团队合作和想象力。为携手共筑更美好的明天,你做好准备了吗?
——— FLL比赛宣言
看到这个主题,我们很有感触:
中国处于快速的城市化进程中,遇到了很多的挑战,比如环境问题、交通问题等,都需要我们和下一代人的智慧去解决。我们对孩子的教育,不应该只停留在科学原理上,更应该引导孩子去关注和思考社会问题,培养孩子成为未来城市的主人,城市的塑造者。
基于这一主题,课程中设计了大量应用机械知识和科学原理去解决实际生活中的问题的项目。例如:
1分类垃圾桶1
利用复合杠杆结构,搭建出脚踏即开盖的垃圾桶,同时引导孩子思考,为什么需要多种垃圾箱,如何正确处理垃圾,垃圾分类的意义和方法。

1移动车库1
利用连杆、齿轮传动等机械原理,做出可以上下和左右平移的移动车库,解决城市中地面停车场地不足的问题,引导孩子思考空间利用,以及调取车辆时,平移升降的逻辑设计问题。

1水车碾碎机1
通过机械装置搭建,把水的重力势能能转化成动能,并且利用凸轮机构,通过齿轮的减速运动,使力放大,实现机械舂米的功能。让孩子感知能量的转化,思考清洁能源的意义。

这些项目不但具有社会学教育意义,也更贴近现实生活,让孩子深刻感受到通过自己的努力,能够让世界变得更美好,超越了学科和技能,这是教育更深刻的价值。
再看下这套课程的配套教具———
《动力机械课》的配套教具,配套教具足足有825块科技零件。
包含电机、齿轮、齿条、连杆、孔砖、轴、连接器、销、滑轮等143种,其中包含2个动力组件,作为科技积木的入门套装,简直是物超所值!



采用的是环保ABS材料,经过了严格的国家安全认证,打开后没有异味,环保健康,可以放心给孩子上课。

(3C质检报告)
每一块组件的做工都非常精细,积木光滑无毛刺,拿到手里圆润有质感,配件之间可以精密咬合,装接牢固不易散,经得起孩子的各种折腾。

对比乐高零件,色泽、设计几乎零差异,完美咬合乐高原装!

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