大同大學機械系微機電實驗室:給孩子一次不同的學習體驗,讓技職教育成為課程顯學!

在國中工藝課程逐漸式微的當下,「動手實作」向來都不是課程顯學,也不是升學主流。但仍有許多學生希望未來進入技職體系,整個計畫由學生來設計熟悉的玩具。動手做玩具的過程中,不僅得學懂機構原理、考量安全性、更考驗其細心程度!

彈珠台、投籃機、釣魚、3D棒球、機械手臂抓抓樂、極限平衡台……這些玩具好玩且操作容易,但若身為製造者,在規劃與製作時就必須融入大量的物理原理、能量轉換等技術。想要動手完成就得認真學懂這些原理!

 

課本教的遠不及讓學生動手做玩具

玩具對孩子而言,總是具有無限的魔力,而想要自己動手完成一個夢想中的玩具,更得懂得製作原理。機械系教授簡昭珩說:「課本教的機動學遠不及學生動手做出玩具,透過玩具不僅結合機構原理,還要考量安全性等,如小心尖銳物體,木頭邊都要磨平,更考驗其細心程度!」

大同大學機械系以中小學學童為教學對象,由同學擔任玩具課老師,在每週六上午利用3小時的時間,開設免費課程「大手牽小手」,不僅讓小學生動手學會了機械原理,機械系的大哥大姊亦可在教授小朋友過程中教學相長,提升自己的專業知識和能力。



◥ 由機械系同學擔任玩具課老師,曾經上過課的中學生為助教,一步一步地教導其他同學製作器械玩具。

 

循序漸進,從訓練創意發想到實作能力up

課程中,在引導學生學習並著手製作時,從實物起發思考到作品呈現,先是利用實物及媒體影音、教學投影片等相關影片的協助啟發同學的創意與設計、刺激學生玩具創意的潛能,同時輔以玩具作動原理的解說,促使學生能獨立設計出自我風格的玩具;接著透過手繪玩具架構、設計圖,經助教利用電繪軟體呈現立體圖形,進行解說其玩具設計的作動方式,同時進行檢討與修改。讓學生於課堂上逐步構思屬於自己的玩具架構。

接著,就是開始教導學生正確及安全的加工機具使用,如跳鋸機、鑽孔機、刻磨機等,進行加工製作,最後進到玩具組裝、完成。作品呈現則利用競賽或互相觀摩的方式,讓同學們了解彼此設計的發想以及加工的精密性。



◥ 剛開始學生會有點害怕操作機具加工,在漸漸形成興趣及熱情後,開始主動加入自己的想法於製作玩具之零組件到獨自完成其作品。

 

用小朋友熟知的玩具,啟發學習的熱忱

課程採小班制,由多名大同大學機械系學生擔任老師,而助教則是以前上過課程的國中生。老師及助教進行全程參與及個別指導設計製作,教導鄰近小學生,達到「大手牽小手」的學習目標。

材料也以隨手可得之材料及家中不需要之物品為主,達到資源的善於利用。製作過程中,一些物理原理常常令學生驚訝,一位中山國小4年級學生說,「沒想到針筒還可以用來夾娃娃,是我覺得最好玩的!」(因為針筒的液壓原理可以設計來操作怪手)小朋友們藉著參與學習設計這些親切的玩具,更懂得器械物理的運作。



◥ 與鄰近中小學結合,打造「大手牽小手」共同激發助教與學生的思考能力。

 

率先體驗技職教育,念高中、大學不再是唯一出路

在國中工藝課程逐漸式微的當下,「動手實作」向來都不是課程顯學,也不是升學主流。但仍有許多學生希望未來進入技職體系,整個計畫由學生熟悉的玩具出發,設計「無電力、無電池」的玩具。首先必須了解不同的玩具在作用動力下,零組件搭配後的物理特徵及機構原理;當中包含風能轉換成動能的運用、液壓控制的概念、連桿的運動和干涉現象及材料選用等。

同時教導同學如何操作工具機,自行進行材料加工,製作玩具零組件。而在合力完成作品的過程中,學生也學習相互溝通、自我表達與問題解決的能力。課程在參與的國中校長及家長會鼎力支持下,跳脫現有繁複的行政程序得以順利進行。甚至有機會參與基隆市科展並獲得佳績,進而得到前往韓國舉辦之國際比賽機會!



看完整《大手牽小手,動手做玩具》創新教育專案

 


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從零開始動手作—以相撲機器人大賽為例

 

數位編輯:楊逸慧、吳佩珊

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