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2021-09-27 07:08:02PChome書店

用237片積木玩出60款進階的機械組合


用237片積木玩出60款進階的機械組合
作者:悅讀名品出版有限公司 出版社:小悅讀 出版日期:2021-09-15 00:00:00

<內容簡介>

據研究發現,國小孩子在學習中,對自然科學的學習最感到困擾,其中,最有待加強的科學知識就屬於「地球科學」與「物理知識」。授課教師對於兒童這方面學習的困擾,普遍認為最主要的原因是孩子的教具不足與科學知識不足,導致學習困難。例如研究小學生的力學概念,指出對於施力與受力的關係,小學中高年級孩子的學習領悟率竟僅有40%;對於生活中常接觸的簡單機械,學習領悟率也僅有38%。
因此,想讓孩子能夠突破自然科學的學習障礙,首先就必須引發孩子科學的興趣,這就必須有充分的輔助教材,讓孩子能夠親自動手參與到科學的研究,孩子在自己動手的遊戲過程中學習,不僅可以引發孩子學習的興趣,更能讓孩子有深刻的記憶與體會,藉以打破孩子學習領悟率低下的困擾。
《用237片積木玩出60款進階的機械組合》是一套以積木搭建為主題的趣味科學學習書,書中包含237塊積木。我們從最基礎的動力傳送(齒輪、皮帶)與簡單機械(槓桿、輪軸、滑輪)等方面出發,精選了60種玩具與遊戲組裝,並提供了詳細的3D立體搭建步驟軟體,讓孩子們自己動手,從STEAM的實驗中,更加理解物理知識。
在孩子學習物理的長路上,本書可以讓他們感受到物理世界的樂趣,以及親自動手實驗的成就感。相信在本書的幫助下,會有越來越多的孩子愛上物理,讓孩子樂於開啟充滿奧妙的物理世界。

★目錄:

01.堆高機 /9
02.起重機 /11
03.翱翔的飛鳥 /13
04.垂直電梯 /15
05.繪圖機 /16
06.連擊水碓 /19
07.路障擺放車 /21
08.賽車 /22
09.對開滑門 /23
10.雙螺旋槳飛機 /24
11.挖土機 /25
12.跳舞機器人 /26
13.直升機 /28
14.抓取機器人 /29
15.載貨卡車 /30
16.車道閘口 /31
17.打樁機 /32
18.單槓小人 /33
19.彈弓 /34
20.低音腳踩鼓 /34
21.高爾夫打擊器 /35
22.攻城雲梯車 /36
23.購物手推車 /37
24.兒童三輪滑板車 /38
25.單輪手推車 /38
26.破城撞擊車 /39
27.滾筒跑步機 /40
28.機械伸縮夾 /40
29.旋轉式固定夾 /41
30.攪拌器 /42
31.起降橋 /42
32.香腸燒烤架 /43
33.老鼠夾 /44
34.轆轤 /44
35.橡皮筋槍 /45
36.平衡玩具 /46
37.蹺蹺板 /46
38.鞦韆 /47
39.曲臂升降機 /48
40.打拳擊 /48
41.摺疊人字梯 /49
42.三輪車 /50
43.十字旋轉門 /50
44.桿秤 /51
45.手機支架 /52
46.手搖風扇 /52
47.雙人運動浪板 /53
48.雙人滑步機 /54
49.雙人扭腰機 /54
50.變速器 /55
51.天平 /56
52.投石器 /56
53.陀螺旋轉器 /57
54.橢圓機 /58
55.旋轉舞台 /59
56.圓規 /60
57.摺疊桌椅 /60
58.重力小車 /61
59.拉力秤 /62
60.橡皮筋車 /62

★內文試閱:

1. 堆高機
堆高機,又稱叉式起重車,是許多工廠、倉儲等地方對托盤貨物進行裝卸、堆垛和短距離運輸作業時,最常使用到的一種搬運車輛。我們掃描二維碼,跟著3D立體步驟圖,也來做一個吧!

有趣的科學一
在遊戲的安裝過程中,我們可以發現在一個透明盒子裡裝上灰色的螺絲狀積木,旋轉連接螺絲狀積木的灰白色連接桿時,灰色的螺絲狀積木會把力量傳給上方的大齒輪,同時帶動了大齒輪兩旁連接的藍色透明圓輪。其實,這個螺絲狀的積木就叫做「蝸桿」。我們用到蝸桿傳動主要是因為它有很好的減速功能(蝸桿轉一圈時,上方大齒輪才轉過一齒)喔。
再接著,我們會把灰白色連接桿積木利用黑色積木桿子加長至車子後方,並套上黑色齒狀圓輪。事實上,這個黑色齒狀圓輪與黑色積木桿子便形成了簡單機械中的「輪軸」了。
所謂輪軸,就是由兩個不同大小的圓輪,固定在同一軸心上,這種機械稱為輪軸。大圈的圓叫「輪」,小圈的圓叫「軸」。
輪軸事實上是槓桿的變型運用,如果我們把圓的中心點(軸心)當做支撐點,在大圓輪的邊緣施力轉動圓輪,那麼大圓輪到軸心這中間的距離就成了施力臂;而小圓輪到軸心這中間的距離就成了抗力臂;此時輪軸的圓心就是槓桿的支撐點。因為施力臂>抗力臂,所以只要我們輕輕轉動車後方的黑色齒狀圓輪,就可以很省力的控制藍色透明圓輪的轉動了。
小積木大智慧
輪與軸的槓桿原理在生活中最常見的有:(1)門上的喇叭鎖(2)車方向盤(3)螺絲起子(4)削鉛筆機(5)車輪……等等。小朋友,你是否也可以舉幾個輪與軸的應用呢?

有趣的科學二
在遊戲的安裝過程中,我們還可以看見白色齒狀的長條形積木,它的正確名稱為「齒條」,它必須與齒輪搭配使用才可以發揮功效。當以齒輪轉動時,可以將齒輪旋轉運動變成直線運動;當以齒條轉動時,也可以將直線運動變成旋轉運動。我們也是利用這樣的特性,來控制堆高機座的上升或下降喔!

小積木大智慧
由以上的遊戲安裝以及科學的學習中我們發現,只要利用「有趣的科學一」中藍色透明圓輪的轉動力量傳輸至「有趣的科學二」中的齒輪上,就可以從車子後方的黑色齒狀圓輪輕鬆控制堆高機上升或下降的工作了。因此,我們利用了兩條紅色皮帶把藍色透明圓輪的轉動力量傳輸至堆高機小齒輪旁的黃色小圓輪上。這種利用皮帶的方式,我們就稱為「皮帶傳送」。

2. 起重機
起重機又稱為「吊車」,它是一種用吊鉤或其他取物裝置來吊掛重物,進行升降與運移等作業的機械裝置。現在我們趕緊掃描二維碼,跟著3D立體步驟圖,也來做一個吧!

有趣的科學
起重機的安裝遊戲中,我們可以看見控制起重機運作共分為三個重要部分:1.控制吊臂的旋轉;2.控制吊臂的長度伸縮;3.控制吊臂吊起重物。
1.控制吊臂的旋轉:
我們利用了一個透明盒子與一個藍色圓輪積木結合,以達到吊臂自由旋轉的功能;跟著,們又利用黑色轉輪與透明盒子裡裝的灰色螺絲狀積木結合,使我們可以很方便的用黑色轉輪當作旋轉的把手。
2.控制吊臂的長度伸縮:
在吊臂的最前方,我們利用了白色齒狀的長條形積木(正確名稱為「齒條」)與齒輪搭配使用。當旋轉兩旁的米色斜齒輪時,米色斜齒輪會帶動灰色小齒輪轉動;再由白色「齒條」將齒輪旋轉運動變成直線運動,使吊臂能自由的伸縮喔!
3.控制吊臂吊起重物:
我們將繩索綁於一個灰色圓盤上,當灰色圓盤旋轉時,就可使繩索將重物抬起或放下,達到起重的效果。而這個灰色圓盤,我們就稱它為「絞盤」。

小積木大智慧
小朋友你是否發現了,這個起重機的吊臂,似乎少了吊臂升高及放下的功能呢?你知道是少了哪個零件所造成的嗎?其實答案就是那個透明盒子裡少了一個灰色齒輪,只要我們加上這個齒輪,就可以利用螺絲狀的積木(蝸桿)來帶動灰色齒輪,使它能將吊臂升高喔。

3.翱翔的飛鳥
鳥類為恒溫、卵生的脊椎動物,都是只有兩隻後腳,前腳均演化成了翅膀。大多數鳥類都會飛行,只有少數的鳥類為了適應生活環境的改變,而漸漸退化成不會飛,或是不太會飛。我們依舊掃描二維碼,跟著3D立體步驟圖,也來做一個吧!

有趣的科學一
安裝遊戲時,我們先安裝了飛鳥的底部。在這個零件的安裝上,我們可以發現到:當我們將最下面有許多孔洞的白色長條形積木往上抬時,就會帶動著右邊兩個紅色轉接積木中間的黑色桿子做上下移動的動作,這其實是一種槓桿原理,我們就是要利用這黑色桿子上下移動的動作來控制飛鳥翅膀的擺動喔。
小積木大智慧
什麼是槓桿?就是指一根可以繞著「支撐」點去轉動的硬棒,就叫做「槓桿」。比如我們常見的蹺蹺板,中間三角形就是支撐點,長條的紅色硬木板可以沿著支撐點旋轉擺動,就稱為「槓桿」。兩個孩子做在蹺蹺板的兩邊,利用身體的重量,做上下擺動的遊戲,這就是我們最簡單的「槓桿原理」的運用。
如圖中,白色長條形積木中間與L型綠色積木連接的部分就是「支點」;我們從白色長條形積木左邊施力上抬時就是「施力點」;白色長條形積木右邊銜接的那部分積木零件就是「抗力點」。

有趣的科學二
接下來,我們利用了白色「ㄑ」型積木與飛鳥的底部結合,同樣再次利用「ㄑ」型積木與翅膀結合,並運用槓桿原理來使翅膀做出擺動的動作。小朋友請你想想,這部分哪些地方分別是支點、施力點以及抗力點呢?

小積木大智慧
當我們施力使紅色轉接積木中間的黑色桿子向下移動時,會拉開紅色皮帶並使小鳥的翅膀會跟著往下擺;只要我們鬆開力氣,紅色皮帶便會迅速恢復原狀,並帶動黑色桿子向上滑動,同時使翅膀往上擺。這是利用了皮帶的彈力。
所謂彈力,就是指一個彈性物體在外力的作用下,會發生外形的改變,以變形來吸收能量;當外力消失後,彈性物體再將吸收的能量釋放出來,而恢複原來大小和形狀的性質,這種釋放出來的能量就稱之為「彈力」。