杠桿、齒輪、滑輪、輪軸四大知識體系,幾乎代表了機械結構的核心知識點。而作為現代機械體系基礎的杠桿原理,更是兒童機器人編程學習的重中之重。
事實上,“杠桿”并非現代社會的產物,早在2000多年前,聰明的古人便會利用“杠桿”完成很多工作。
古希臘機械重度發燒友阿基米德,在《論平面圖形的平衡》一書中最早提出了“杠桿原理”。阿基米德一生癡迷設計和制造各種機構和機器,我們所熟知的拋石機、舉重輪滑、灌地機,都是他的手筆。
雖然“給我一個支點,我能撬動地球”的大膽設想無法實現,但是不可否認杠桿原理對推動工業革命乃至現代社會的發展,都發揮了重大作用。
說到這里,想必很多家長一定會問:“孩子學習杠桿知識有什么意義呢?畢竟孩子剛上小學,離物理考試還遠著呢。”
“杠桿”在現實生活中應用廣泛,吃飯用的筷子、裁衣用的剪刀、釣魚用的魚竿……幾乎無處不在。小朋友在了解“杠桿原理”之后,不僅能熟知杠桿在日常生活中的應用,更能基于杠桿的特性,通過動手搭建構型,深入了解杠桿的運動機制。
“玩中學,學中用”,今天就請大家跟隨小貝老師的腳步,一起看看在《誰的金幣多》這節課中,貝爾的小會員們是如何快速掌握并應用杠桿知識的吧。
把“公式”變成“故事”
極少有小朋友喜歡天書般的“公式”,但是沒有小朋友會拒絕生動有趣的故事。
很多時候孩子聽不懂,并不是因為孩子笨,而是我們的教授方式與孩子的認知力和吸收能力嚴重不匹配。
為了幫助孩子更好地理解杠桿原理,在《誰的金幣多》課程中,貝爾機器人編程中心通過小王子比較金幣多少的故事,幫助小朋友了解等臂杠桿,自然過渡到天平的搭建與應用環節。
很久很久以前,一個富有的國王喜獲一對雙胞胎王子,在這對小王子4歲生日當天,他們各自收到了一個裝滿金幣的寶箱。拿到生日禮物后,兩位小王子都認為國王偏心,贈予對方的金幣更多。
小王子年齡太小,只會十以內的加減法,面對這么多的金幣,數數的方法恐怕行不通,所以需要小朋友們開動腦筋幫助兩位小王子解決難題……
通過創意故事切入,小朋友們從旁觀者變成了參與者。從一個具體問題出發,關聯生活、展開想象、摸索答案,不僅更貼合孩子的視角,同時更能讓孩子的思維能力得到最大化開發。
拒絕標準答案,不給想象設限
機器人編程最奇妙的地方,就是沒有標準答案。
比如想讓機器人小車沿著某一特定線路行進,小朋友既可以通過編程程序,實現機器人小車前進、后退、左轉、右轉等不同驅動功能,同時也能讓小車依據顏色傳感器識別路徑、完成任務。
犯錯誤、想法不合理并不可怕,重要的是教會孩子通過反復嘗試、動手實踐,修正和完善設計方案的思考過程。
在《誰的金幣多》課程中,雖然小朋友動手搭建的“天平”構型,都是由底座、橫梁、轉軸、托盤四部分組成,但是每一個搭建環節,貝爾的老師們都充分給予了小朋友們可自由創作的空間。
什么樣的天平底座更牢固?橫梁兩邊不等長會發生什么情況?如何提升轉軸的活動靈敏度?如何讓托盤稱重更多硬幣并使硬幣不容易掉落?
小朋友在搭建過程中不停思考、發問,對天平做的個性化改良和細節優化,賦予了天平更豐富的功能。
在豐富百變的作品里,讓我們看到了小朋友的思維與智慧在閃光。
以點帶面,發現知識新大陸
通過《誰的金幣多》課程學習,在情感層面,孩子們感受到了機械知識和數量比較、等效替換等數學知識與日常生活聯系緊密,激發了孩子們的學習興趣;在信息層面,孩子們在理解等臂杠桿的基礎上,初步了解了天平的使用方法;在能力方層面,孩子的觀察能力、比較能力和邏輯思辨能力都有所提升。
但是杠桿系統知識較為復雜,在課程設置上,貝爾并不是通過一節課的學習讓孩子們片面地理解杠桿原理,而是精心設計了一系列課程,幫助孩子由淺及深、從簡單到復雜加深理解,學會對比學習、舉一反三。
機器人編程課程杠桿系統相關知識點一覽
例如,在《捕魚達人》的課程中,孩子將通過認識和搭建魚竿,了解費力杠桿的特點;在《環境保衛戰》的課程,老師將會結合連桿機構和費力杠桿的知識,幫助孩子們養成垃圾分類的意識。
經過系統化學習,孩子們能將多學科知識進行融合,真正做到靈活運用。機器人編程連接百科,讓孩子們思維與想象無邊際,未來無論孩子們面對任何問題,都將擁有更多解決招式。
簡單機械知識與Mabot機器人編程課程結合,不僅增添了課程趣味性,同時基于項目制的跨學科學習方式,也提升了孩子各學科的知識儲備和能力水平。
貝爾機器人編程中心將課程的實用性置于教學底層,通過趣學模式驅動孩子的求知欲和探索精神,讓學習過程有趣,讓學習成果有用,真正實現了知識的有效傳遞,讓教育自然發生。
原文標題:小王子的煩惱,原來用「Mabot+杠桿知識」就能輕松化解
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