陪伴孩子探索交通工具
在帶孩子開始探索各領域時，交通工具是很重要的一環，分成陸海空，也正是人類進步的演進歷程，學習製作交通工具不僅僅是了解其運作，還能激發孩子們的創業者DNA，因為這些發明都是以人類需求為出發。這次，我們將深入探索陸地交通工具的奧秘，並特別介紹齒輪組的歷史與應用，讓孩子們在學習中發掘無窮的樂趣與知識。
陸地交通工具的歷史演進：從馬車到自駕車
想像一下，幾千年前，人們如何在沒有汽車的情況下旅行？他們用馬拉著木製車輛，這就是陸地交通工具的起源！隨著時間推移，從馬車到蒸汽火車，再到現代的電動車，交通工具不斷演變，讓我們的生活變得更加便利。這段歷史不僅有趣，更能引發孩子們對未來交通工具的無限想像。當孩子們了解到這些變化背後的技術與創新，他們就會開始思考：未來的交通工具會是什麼樣子？我能如何參與其中？
在探索交通工具，通常我會有兩種方向開始進行，第一種是動力的來源，第二種是如何有效利用動力。《莊子．外篇．天地第十一）(西元前350-250年)，子貢對【機械】的解釋為”用力寡而見功多的器械”，有興趣可以看這影片，由成大顏鴻森教授分享 【喇叭鎖是埃及人發明的 ? 】溫故知新─解密失傳古機械 (youtube.com)。
齒輪組的奧秘：小小工程師的必修課
在學習陸地交通工具時，認識齒輪組是非常重要的一環。齒輪組是由兩個或更多齒輪組成，它們互相咬合並傳遞動力。這些小小的機械裝置在我們日常生活中無處不在，例如自行車、汽車和各種機械設備中都能看到它們的身影。
齒輪組有趣的歷史故事
齒輪的歷史可以追溯到公元前3000年左右，古埃及人和美索不達米亞人就已經開始使用齒輪來製造簡單機械。古希臘哲學家阿基米德也曾利用齒輪來設計水泵和其他裝置。在中世紀時期，齒輪被廣泛應用於水車和風車等農業機械中，幫助人們更有效地利用自然資源。這些古老技術不僅展示了人類智慧的結晶，也為現代科技奠定了基礎。當孩子們了解到齒輪組如何從古代日常生活中演變而來，他們會對這些小小裝置產生濃厚興趣，並激發他們探索更多機械原理。
齒輪組在陸地交通中的應用
在陸地交通工具中，齒輪組扮演著至關重要的角色。它們可以幫助汽車改變速度和方向，使得駕駛更加靈活。例如，自行車中的齒輪系統使騎士能夠根據不同路況調整騎行難度，提升騎行效率。透過這些實際應用，孩子們將能夠理解齒輪組的重要性，以及它如何影響我們日常生活中的各種機械運作。
教學方法與策略：啟發創業者DNA
在教學過程中，我們可以運用PDCA（計劃-執行-檢查-行動）循環來規劃學習活動，同時利用TRIZ（創新問題解決理論）來激發孩子們解決問題的創造力。這樣的方法不僅能培養他們的系統思考能力，還能讓他們在面對挑戰時更具靈活性。此外，我們也可以借助Project Zero中的思維歷程，引導孩子回答一些關鍵問題，例如「這個交通工具是如何工作的？」或「我們可以如何改進它？」、「哪一部分會引起其他系統，造成影響？這影響可能還會造成那些影響與問題」透過這些問題，他們將學會質疑現狀並尋找改進的方法。實作與創造也是不可或缺的一部分。在OpenRC項目中，孩子們不僅能學習如何操作遙控器，還能親自參與製作過程。
在陪伴孩子的過程，識別孩子在哪一個層次，設定目標，採用更好的槓桿點，逐步理解和掌握知識，並加以應用。從模仿、變化、組合、轉化、原創，逐步進行。在模仿階段，他們可以從列印現有模型開始，甚至在了解看了模型說明書，自己找替代材料製作，未必要用3D列印才能進行，也可以用冰棒棍，風扣板、巴爾沙木，紙板(木板)等來製作，因為模仿階段是在學習其架構。再根據自己的需求進行改進或重新設計。這樣不僅能培養他們的動手能力，也能讓他們理解設計背後的原理。
系統思考：提升問題解決能力
此外，在教學過程中，我們可以運用系統思考來幫助孩子更好地理解複雜問題及其解決方案。系統思考是一種全面、系統地理解和分析問題的方法，它強調因果關係和各個要素之間的互動。
1. 理解問題本質
首先，引導孩子辨識問題本質是系統思考的重要步驟。例如，在設計一輛新型遙控車時，可以讓他們思考：這輛車需要在什麼樣的環境中運行？它需要具備哪些功能？透過這樣的問題引導，他們將能夠更深入地理解設計需求。
2. 可視化思維
接下來，可以使用系統圖來將孩子們對於問題的想法可視化。透過視覺符號，系統圖不僅能夠幫助他們看到不同想法之間的關聯，也能促進團隊合作。在小組討論中，每個人都可以把自己的觀點畫出來，然後一起分析這些觀點如何相互影響。
3. 探索因果關係
系統思考還強調因果邏輯的重要性。在設計遙控車時，可以讓孩子思考不同設計選擇可能帶來的結果。例如，如果選擇使用較大電池，那麼它會如何影響車子的重量和速度？透過這樣的探討，他們將學會推理和預測不同決策帶來的後果。
4. 實驗與反饋
最後，鼓勵孩子進行實驗並收集反饋。在實際製作遙控車後，可以讓他們測試不同設計並觀察其表現。透過實驗，他們將能夠更好地理解哪些設計有效、哪些需要改進。這樣循環不斷的過程正是系統思考的一部分，它鼓勵持續學習與改進。
延伸學習與目標設定：逐步成長的小創業者
在學習過程中，我們要識別孩子所處的學習層次並設定相應目標。可以從模仿開始，然後逐步引導他們進入變化、組合、轉化和原創等更高層次的創造過程。例如，他們可以嘗試設計出一台能夠自動探索森林並觀察野生動物習性的智能車子。在這個過程中，他們需要考慮多種功能，如感應器、攝像頭和自動導航系統。透過這種實際操作，他們將深刻理解技術如何應用於真實世界中。
建議與學習路線圖：成為未來的小領袖
我自己陪伴孩子的方式，都是從最基本的架構讓孩子進行，再逐步增加挑戰或是增加需求，讓孩子習慣面對挑戰與需求變更，面對問題解決問題，試著先自己思考解決問題，有自己的想法，再去看看別人的作法。就猶如看歷史故事時，當我們知道戰場局勢如何或是即將面對宮廷權力鬥爭，我會帶著孩子先停一下，想一想若你是當局者，你會怎麼做？甚至是你是對立的角色，你又是如何應對處理，會做那些預防工作與準備。以及這些場景與情境和你過去的經驗是否有類似之處，當時你是如何處理，之後你打算如何處理（PZ thinking routines: I used to think…, now i think）。
根據孩子年齡及理解能力，可以制定以下學習路線圖：
- 基礎認識（年齡5-7歲）：介紹基本概念，如不同類型交通工具及其用途。
- 實作練習（年齡8-10歲）：開始簡單模型製作，如組裝遙控車或簡易電路。
- 深入探索（年齡11歲以上）：鼓勵孩子進行複雜設計，如使用3D打印技術創造新型交通工具。
建立人脈與合作精神
最後，不要忘記鼓勵孩子建立人脈！參加社區活動、加入相關興趣小組或在線論壇，讓他們與其他熱愛科技的小朋友交流想法和經驗。透過合作，他們將學會分享知識，互相啟發，共同成長。在這個互動中，他們不僅能擴展視野，也能培養團隊合作精神，這對未來無論是學業還是職業生涯都是至關重要的。總結來說，透過這樣有趣且有系統的方法，不僅能讓孩子了解陸地交通工具，更能激發他們對科技與創新的熱情，培養出未來的小創業者！讓我們一起啟發下一代，在探索中成長，在挑戰中創新！
延伸資料： Daniel Norée 是OpenRC的創始人，OpenRC是一個以3D打印遙控車子的開放社群，鼓勵大家分享他們的設計。 Daniel Norée – OpenRC – 3D Printing – Design Wiz (danielnoree.com)
