作者 ／柯侑汝 ；編輯 ／林計鑫
為什麼沒有額外支撐，拱橋也能穩定站立？背後是什麼受力原理？慈濟「STEAM博物館」帶領孩子們在遊戲中，走進力學的奇妙世界。攝影／柯侑汝
STEAM教育是結合科學、科技、工程、藝術和數學五大科目的「跨學科教育」，不僅培養孩子的科學與工程等數理邏輯思維，也注重培養藝術美感，將理性與感性結合，實現「全人教育」的目標，讓孩子成為一個綜合性人才。今夏，慈濟快樂兒童夏令營為孩子們精心設計了各式各樣的實用課程，7月10日，更是為孩子們帶來了趣味盎然的「STEAM博物館（STEAM Museum）」！
此次課程共設置了十個STEAM遊戲體驗區，帶孩子們親身體驗：人體量子傳導發電、遙控小機器人、腳踏車力學畫畫、3D列印等豐富多彩的科學遊戲。結合理性與感性的全人教育，讓學生們在科學和藝術的交匯點上，創造無限可能！
奇妙的力學世界
老師騎在腳踏車上，奮力踩動腳踏車的踏板，腳踏車前方的轉盤開始高速旋轉，小朋友們將手中不同顏色的顏料滴在轉盤上的白紙上，瞬間，顏料被甩向四周，形成了如漩渦般的美麗圖案！孩子們驚呆了，不停問老師，「為什麼顏料會飛？」
「那是因為離心力。隨著轉盤越轉越快，離心力將顏料甩向外圍，就能形成美麗的漩渦圖案。」夏令營老師回答道。透過這個有趣的「腳踏車力學畫畫」裝置，小朋友們直觀地感受到了離心力的作用，他們一邊觀察著顏料的變化，一邊驚嘆於力學的奇妙。每一位小朋友都製作出了獨一無二的彩色藝術作品，更激發了孩子們的創造力和藝術感知力。
在「建築力學拱橋」這個遊戲中，孩子們興奮地圍著一堆色彩鮮艷的軟質方塊，老師指導他們一塊一塊地將這些方塊堆疊起來，目標是要完成一個穩固的拱橋結構。小朋友們依次把編號的方塊放進預留的空間，隨著最後一塊方塊的放入，整個拱形結構奇蹟般地站穩了！沒有任何支撐，這座拱橋竟然牢固不動，讓孩子們睜大了眼睛，露出驚奇的神情。「這是怎麼做到的？」有的小朋友忍不住問道。
「這是因為拱橋的力學原理。」老師笑著解釋，「當你把方塊一個個堆疊起來後，拱橋的重量會均勻分布在每一塊積木上，最終達到穩定的平衡。垂直的重量變成了水平方向的推力，傳遞到拱橋兩端，這樣即便沒有支撐，拱橋也能夠站穩！」小朋友們在搭建過程中學習了如何找到平衡，每個小朋友都對自己的建築成果感到自豪，更對力學和建築設計產生了濃厚的興趣！
令人驚訝的電流
小朋友手中握著一個金屬環，小心翼翼地沿著彎曲的金屬棒移動。孩子們個個屏息凝神，眼睛緊盯著環與棒之間的距離，生怕一不小心碰到了金屬棒——那麼，刺耳的警報聲就會響起！這個遊戲看似簡單，卻讓每一個小朋友都全心全意投入其中，要想成功地把金屬環從一端移動到另一端，可不是那麼簡單的，需要耐心和穩定的手眼協調能力！
「為什麼會響？」有小朋友好奇地問老師。「因為這是電路閉合的原理。當金屬環碰到棒時，電流會通過，電路就閉合了，所以警報就響了。」老師解釋道。透過這個有趣的「電流急急棒」遊戲，孩子們在玩樂中學習到電流與電路的基本概念，既增強了小朋友的手眼協調能力，更體會到了電學的奇妙！
下一個遊戲則是「人體量子傳導發電」實驗，老師蹲在孩子們中間，手中拿著一個發光的裝置，並讓一位小女孩輕輕握住一端，同時將另一端遞給另一位學生。當兩個小朋友分別握住裝置時，隨著電流流過他們的身體，裝置立即開始發光，仿佛魔法一般，讓孩子們驚喜不已！這個實驗背後的原理是人體導電性。雖然人體本身不是特別好的導體，但它可以在一定程度上傳導微小的電流。
編程達人 從小培養
每一位小朋友的手中都握著一個平板電腦，個個都聚精會神地操作著螢幕。他們正在通過觸控屏幕輸入指令，操控前方的機器人。隨著一個個指令的發出，機器人開始移動，前進、轉彎、甚至執行一些複雜的動作。孩子們看到自己輸入的指令變成現實中的動作，眼中閃爍著興奮的光芒，完全沉浸在這場人與機器的互動遊戲中。
「看！它動了！」一個小朋友驚喜地叫了起來，其他孩子也跟著歡呼，迫不及待地嘗試更多的指令，看看機器人還能做出什麼有趣的動作。
這個互動遊戲讓孩子們初步接觸到機器人程式設計的概念。他們發現，透過簡單的程式指令，就能控制機器人完成各種動作，這其中涉及感應器、馬達和程式協同運作。透過這次體驗，孩子們學到了邏輯思維與解決問題的能力，更激發了對機器人技術的興趣！
除此之外，老師還帶著孩子們了解3D打印機，看它如何透過加熱和擠壓線材，按照數字模型一層一層地打印，最終形成立體的物件。二年級學生周永芯最喜歡這個遊戲了，她說：「我學到了工程師是如何實際建造東西的，還有我看到了3D打印機是怎麼運作的。我們還學會了如何用它來製作我們自己的藝術作品，像是我們的肖像之類的。」
最快樂的親子時光
不僅孩子們十分開心，家長也意猶未盡，周永芯小朋友的爸爸最喜歡「腳踏車力學畫畫」遊戲，他非常喜歡當天的活動，他說：「我認為從每個父母的角度來看，都希望小朋友可以接觸更多不同的事物。除了在教堂和課室學中文和學字外，像今天這樣的動手的經驗，對小朋友有很大的啟發。」
今天這堂課感覺相當有意義，因為它教小朋友有關不同的STEAM，也就是工程學的事情。
張旻熙、張旻晏的媽媽朱莉·王認為當天的活動不僅令小朋友們大開眼界，更培養小朋友們各方面的綜合能力，她分享道：「3D打印機，還有機器人，讓他們了解現代科技的發展。另外，像挖化石，我認為也很不錯，讓他們學會謹慎和細心。還有像今天玩的轉盤力學畫圖等，培養孩子溝通能力，讓他們明白除了觀察和聆聽外，團隊合作也很重要。」
「STEAM博物館」完美收官！這樣的跨學科學習為孩子們打下了堅實的科學和創意基礎，幫助他們迎接未來的挑戰。讓我們一起期待明年的「慈濟快樂兒童夏令營」，繼續探索更多有趣的知識，啟發孩子們的無限潛能！
