“機關王”科技創意實踐活動體會
——STEAM玩轉課堂

◆龐廣鈺

(吉林省通化市青少年宮)

“機關王”科技創意實踐活動體會
——STEAM玩轉課堂

◆龐廣鈺

(吉林省通化市青少年宮)

通過“機關王”科技創意主題競賽活動過程中培養青少年的團隊意識、創新意識、挫折承受力、知識活用能力、知識整合能力，關注青少年在學中玩、玩中做、做中學，在玩耍小積木的同時感受科技的力量。講述了“機關王”相關理論以及蘊含的大智慧，并給出了相關實踐活動中的“機關王”科技創意實踐的心得體會，有利于培養青少年學生的各種能力。

科普教育 動手實踐 團隊精神 挫折承受力

一、初始“機關王”

“機關王”的概念源自于1942年美國漫畫家魯布·戈德堡的漫畫《Rube Goldberg’s Inventions》這種有趣的設計方法，在此之后，成為外國大學機械系或是訓練創意、思考的課程，甚至成為美國全國性的比賽。

機關王主旨在培養青少年對科學知識的整合力及創造力，活用物理、化學觀念與機械運作等多項科學原理，同時訓練系統思考與解決問題的能力。在游戲競賽中，提升對科學創造的興趣。它運用了奧巴馬提倡的STEM(Science，Technology，Engineering and Mathematics，即科學、技術、工程和數學)人才培育國家整合教育計劃，還加入了A(Art，藝術)，培養學生在科學、技術、工程、藝術和數學五個方面的學習和發展。科學方面，借由實際拼裝的過程，應用所學科學原理，幫助學生理解科學知識；技術方面，不僅能讓學生了解能源科技和運輸科技，更可以實際運用信息科技，操作軟件讓信息互通，落實科技實踐的目的；工程方面，學生在操作的過程中，必須讓機關結構更為穩定，以使物體運作更為流暢；藝術方面，學生借由建構機關的過程，訓練其藝術與創造力的展現，并培養美感和鑒賞力；數學方面，學生必須運用公式，了解比例和對稱方式，掌控對象彼此力道的平行，并能充分應用數學概念。

二、“機關王”——小積木中蘊含的大智慧

幾年前，我們將機關王這項依據小零件讓青少年動手、動腦、思考、探索培育青少年創新意識、團隊精神等各方面能力的競賽活動，引入我們的實踐課堂教學中。從最初了解機關王概念的由來，到認識機關王零件、進行基礎學習、簡單搭建、模型搭建、創意搭建、關卡的設計、機關王創意作品的制做、機關王作品的運行演示講解等環節的學習和實踐，讓我們深深感受到在這個不斷學習、動手、探索、思考、研究的過程中學生掌握了搭建模型的方法以及將所學知識進行運用，學會知識的整合；在不斷嘗試、不斷操作、不斷完善的過程中，培養學生團隊合作精神、解決問題的能力，在這樣的實踐體驗活動中學生增長了知識、收獲了友誼、分享了經驗。

今年，我們面向全市初中學生開展“機關王——科技創意主題競賽”——“科技之城”，旨在培育學生知識活用能力、團隊合作能力、表達溝通能力、解決問題能力、同時樹立熱愛生活、熱愛環境、科技、環保的理念等。參賽團隊根據競賽主題在規定時間內完成一個機關王作品，要求整個作品有不少于6個具有連鎖反應的關卡搭建而成。整個機關王作品的完成包括：關卡設計、材料選擇、設計布局、搭建制作、作品自測試運行、作品演示講解等，全部環節由團隊成員在規定的時間內完成。其中，一個參賽團隊設計的《未來水世界》講述的是在未來的生活，由于水面上升，陸地逐漸減少，因此我們要利用水能、太陽能來為我們的生活提供能源，減少污染，綠色環保，同時也是呼吁我們要從自己做起注重保護環境、節約資源；學生的關卡設計有故事性、有創意、有感受、有深思、有警醒，同時還運用了不同的科學原理和綠色能源。

三、實踐教學中的體會

在從事綜合實踐課程教學的這幾年，讓我感受頗多，綜合實踐活動是基于學生的直接經驗，密切聯系學生自身生活和社會生活，注重對知識技能的綜合運用，體現經驗和生活對學生發展價值的實踐性課程。綜合實踐活動課程超越書本或體系化的教材，超越單一的、封閉的課堂時空，引導學生從個體的學習生活、家庭生活、社會生活或自然生活中提出具有生命力的鮮活的活動主題、項目或課題；面向自然、面向社會、面向學生的生活和已有經驗，在開放的時空中促進學生生活活潑地發展，增長學生對自然、對社會、對自我的實際體驗，發展綜合的實踐能力。

學生的個性發展都具有獨特性、具體性，為了提升學生的學習興趣，讓學生在動手實踐、動腦思考、主動探索中對實踐內容有一個立體形象的認識和接受。依據機關王的實踐材料，我們設計了貼近學生日常生活、激起學生學習興趣的實踐主題活動：“夢想游樂園”“安全意識早養成”等主題，引導學生在動手中學習，在實踐中發展。在“夢想游樂園”這個主題活動中，我們的設計理念是：在游樂園玩耍時，設計一個可以連續玩遍游戲設施的作品，避免在游戲中站隊等候。學生通過回憶以及發揮自己的想象搭建出經過自己改良設計的游樂設施，并依據游樂設施的特點利用水能、太陽能、為游樂設施提供能源，提倡低碳環保，同時在玩耍中引導學生的創新思維、建筑設計、藝術美感等同時體驗綠色能源、體驗科技力量為我們生活帶來的巨大改變。在“安全意識早養成”這個動手實踐主題中，我們更注重對學生安全意識養成的培養。讓學生通過機關王零件搭建出與安全有關的防災報警系統等，教育學生如何避免危險事故的發生以及再發生事故后要如何進行自救、他救等相關安全知識。在生活中，我們以介紹電學知識為例。這一環節的設計采用模擬演示，首先演示了安全更換電燈泡的過程，讓學生通過觀察描述有哪些環節，然后根據學生的描述，提問換電燈泡之前需要做的最重要的一個步驟是什么？拉閘、斷電。進而提問拉閘、斷電的原因是什么？家庭用電的電壓是220V，而人體的安全電壓是不高于36V，并且人體是導體，可以導電，因此為了保證人體安全要進行拉閘、斷電等等相關的用電安全知識。以泥石流為例進行自然環境教育，泥石流是一種自然災害，是山區特有的一種自然地質現象。通過文字、圖片、視頻等一些資料讓學生了解泥石流這一自然災害，并知道在遭遇這一自然災害時要如何進行自我保護、自救行動。然后讓學生利用機關王零件搭建出泥石流災害報警系統以及如何進行自救的演示作品。同時，這次實踐教學更是起到一個拋磚引玉的作用，啟發學生主動去了解其他的自然災害以及自救方法。開闊視野，拓寬思路，收獲良多。

四、總結

經過多次實踐活動的積累以及對參與其中學生的走訪調查，可以非常明確地指出，機關王作為青少年的實踐體驗活動更具有其獨特的功能和價值，利用機關王零件搭建的作品它更具有實踐性、探索性、開放性、自主性、生成性。在動手實踐操作中引導學生在學中玩、玩中做、做中學；在關卡設計、關卡搭建的過程中學生能更加立體生動的感受建筑設計、簡單機械、電學探索、水力能源、太陽能源等，在機關運行不斷的測試、運行、調整、再測試、運行、調整，這個不斷反復的操作過程中需要學生不斷的嘗試、勇于挑戰，直面問題、解決問題，同時也是對學生挫折承受力、忍耐力的一個培養。在機關王作品搭建的過程中培育學生自己去積極主動尋找、思考、嘗試、總結，所要面臨的一系列問題，把被動認識變成為主動探索，加深印象，記憶生動，充分調動了學生自主學習的主動性，積極動腦參與其中的能動性，也讓學生體會到了成功的喜悅，增強了自信。

[1]國家九年義務教育課程綜合實踐活動指導綱要.

[2]洪榮昭.機關王競賽活動.中國科技教育，2016，(03).

[3]胡曉蕾.2016年全國青少年創意工程(機關王)挑戰賽[J].中國科技教育，2016，(03).

[4]張洛.體驗式教學在青少年戶外體育活動營地的價值探析——以“山青世界”為例[J].青少年體育，2014，(02).

[5]陳卓坤，陳曉玲.影響青少年健康體質存在的問題、原因及改善現狀之對策[J].生活教育，2014，(04).