--- Tips:点击上方【憨爸在美国】查看往期内容 ---
我们的机械拼插课以及积木套装自从上线以来,小朋友都超级喜欢的。
前几天还收到读者的留言:

这套积木我觉得最超值的地方是,它可以拼很多很多的造型,孩子可以一直玩下去,玩几年都不会腻味的!而且我们提供了小程序,里面有每一种造型的拼搭图纸,这些造型图纸我们也一直在增加。
记得刚推出的时候才几十款造型,而现在已经陆陆续续增加到了几百款。
就像下面这两个造型,一个是“嫦娥奔月”,另一个是“升国旗”,都是我们刚刚开发出来并更新进去的。正好趁着国庆节可以给娃玩,肯定特别有意思!

我自己本身就特别喜欢积木搭建,搭积木真的很训练孩子创意的。我在我们小程序里看到很多孩子提交的作品,一个个都很脑洞大开,自从玩了我们的机器人后,这帮孩子的创新能力全都被激发出来了!

(小程序有个照片墙的功能,可以看到孩子们的创意)
因为疫情原因,工厂产能有限,好不容易我们又生产了一批积木,今天再组织一下。大大的一个盒子,1000多块积木,一定会给孩子很大的惊喜!


7年前,我给憨憨买了第一套乐高。当时憨妈问了我一个问题,“要不要给儿子报名个兴趣班?”
我当时自然是一口回绝,“不就搭个积木吗?有必要报班吗?”
后来有一次,我带儿子参见了美国一个乐高机器人比赛,是FLL(First LEGO League)低幼组竞赛,那些5岁孩子搭建的作品真让我叹为观止。
下面这幅图就是一组孩子搭的红色巨蛇机器人,蛇头还能通过马达遥控上下晃动着。

憨憨在一旁看着无限神往,我心里不禁有些耽误儿子的歉意,“有没有辅导还真不一样!同样是5岁的孩子,儿子可搭不出人家这样的作品!”
从那一天开始,我才意识到,原来玩乐高也是一门学问,里面蕴含着大量机械原理,这也是学习机器人的基础。
于是为了辅导儿子,我开始研究乐高,将美国乐高教育的课程体系,以及机器人比赛研究了个透,还参加了美国乐高专家培训。
下面这个就是我拿到的乐高专家培训证书。

Part.1 专业乐高课程的设置
乐高的机器人拼搭是很有讲究的,里面有一套完整的教学体系。
下面这张图就是美国乐高教育的课程体系。

玩乐高最难的地方就是各种机械组积木,也就是梁(Beams)、轴(Axles)、销(Pins)、齿轮(Gears)、轮毂(Rims)等积木的综合运用。
比如下面这堂乐高的官方课程,就是关于Gear(齿轮)的知识点:

伴随着全球的机器人教学越来越火,乐高也早已突破了玩具的范畴,无论是全球的机器人竞赛,还是国内的机器人考级,都是基于齿轮、梁、轴等积木的应用考核。
比如下面这张图就是国内机器人考级的知识点安排:

乐高对孩子的要求绝对不是拼搭那么简单,而是蕴含了很多知识点,比如入门时拼搭的平衡、对称,到进阶时的能量传动、结构稳定。
再比如今年我带队参加的FLL机器人比赛,就是要求孩子设计机器人完成一系列任务。

下面这本书就是我参考的教师手册,里面讲的都是围绕齿轮等积木的基础结构。

很多父母跟我反映,说国内的机器人培训机构价格特别昂贵,一年下来要几万块钱。而且质量也是良莠不齐,有些机构就是很僵硬地让孩子对照图纸搭,完全没有一个引导孩子思考和探索的过程。
因此我在想,为什么我不能出一个机器人课程呢?价格比兴趣班便宜很多,孩子在家就能学,而且还能把我在美国接触到的最先进的乐高教学方法融入进去!
说干就干,于是一年前,我和小伙伴就启动了这个项目。我们结合乐高教育的课程设置,并针对国际机器人比赛,以及国内机器人考级,开发了一个课程。
Part.2 我们课程与乐高教育、
机器人比赛相结合
1、在具体做课程的时候,我们会参考乐高教育的知识点。
比如在乐高官方教学体系里,齿轮是非常重要的内容,比如教传动比。
This model shows a 1:1 gear ratio. The speeds of the drive gear and the driven gears are the same, because they have the same number of teeth. The drive and driven gears turn in opposite directions.

(乐高官方课程)
我们就很详细地讲解了这个知识点,并且会有实物+动画展示。

更会教具体的计算方法:

2、我们设置课程体系的时候,也会参考国内机器人考级的内容,这样更有实用性。
比如机器人考级里专门有一个知识点是讲杠杆:

我们的课程就会围绕这个知识点,把杠杆的原理讲透。
其实杠杆里面包含的知识点很多,首先是杠杆有五要素,然后是省力/费力/等臂杠杆如何区分(动力臂和阻力臂的长度关系),还有就是力和移动距离的关系(省力费距离,费力省距离)

其实,这也是初中物理要学的范畴,不过我们通过机器人的方式给孩子提前做好了非常好的铺垫!
Part.3 课程的设置
在乐高官方的教学体系中,它的课程是围绕几个基本机械结构来的,而国际上机器人竞赛、国内机器人等级考试也都是围绕这些基本结构对孩子进行的考察。
因此学好机械基础结构,才是学好机器人的关键!
而这也是我们设计课程的核心,一共20节视频正课,加上4节收纳、快速找零件和拆零件的准备课,总时长约400分钟,主讲机械结构。

20节课分为3大部分。
入门篇:基础结构
第一部分是基础结构中的基础,共8节课,会介绍机械拼搭里面最基础的内容:
结构的稳定性、齿轮传动、皮带传动、杠杆原理、曲柄摇杆结构、棘轮棘爪结构、蜗轮蜗杆结构。
在讲的时候我们特别注意把这些机械结构的原理讲明白。
比如说讲曲柄摇杆,我们会做一些动画:

然后再对应上实际拼搭出来的机械结构:

再比如蜗轮蜗杆结构,也是采用动画+实物的讲解方式:

通过动画和实际拼搭的对比,配合精心提炼的知识点讲解,孩子就能清楚地知道对应机械结构的组成原理,也能清楚知道在真实的拼搭中是怎么应用的。
2
提高篇:进阶结构
第二部分讲进阶的机械结构,也是8节课,这些结构一般是由前一部分的基础结构演化而来:
剪叉结构、四驱系统、二级齿轮加减速、连杆传动、曲柄连杆、曲柄滑杆。
在讲这部分机械结构的时候,我们既会讲这部分结构的知识,也会讲这些结构是怎么通过基础结构演变而来的。
比如剪叉结构,我们不但会讲它的特性。

同时也会讲清楚剪叉结构实际上是由多个四边形组合而成,而四边形是不稳定的,会变长变短,多个四边形组合起来,就使得剪叉结构伸缩自如。

3
综合篇:结构组合
通过前面的16节学习,孩子就基本掌握了机械拼搭的基础结构了。然后到了第三部分,我们会花4节课的篇幅来讲基础结构的综合运用。
比如机器人每一只手/脚里面就用到了曲柄摇杆:

而机器人的四肢则是通过四驱系统来连接:

另外,机器人身上还用到了蜗轮蜗杆结构:

身上用到了这么多黑科技,怪不得机器人动起来那么妖娆:

4
实用的结构
既然课程里面的结构是最基础的,那这些结构一定要“有用”才行,不然学了也应用不上。我们课程里面的每一个造型,都是真真正正有用且好玩的:
就像下面这把小手枪,真的能发射子弹,当时儿子搭完后,死活都不肯拆了...

还有超级好玩的陀螺。

以及溜得飞快的毛虫车。

通过20节由浅入深、循序渐进的课程,孩子会学到所有机械搭建的基本知识,也能撘出20个超级炫酷的造型,只要孩子把这些知识点理解透,平时多练习,TA的水平一定会突飞猛进的。

在单节课的安排上,我们会分成6部分:今日任务卡、零件找找找、模型拼拼拼、今日知识点、趣味小拓展以及课后小思考。

Part.4 启发孩子思考
我们课程最大的特色,就是能够启发孩子思考!
今日知识点
每堂课都有一个模块叫做“今日知识点”,它是整个课程的核心,我们会一步一步引导孩子,深入地讲解拼插背后的数学、物理、机械原理。
比如第1节折叠椅,视频一开始提出的问题:
为什么折叠椅可以收放自如呢?
这里面实际上是用到了4边形的不稳定性,但我们不直接给出答案。
首先引导孩子找到藏在椅子里面的4边形:

那么,为什么4边形是不稳定的?原来4边形的4条边确定后,它的内角是不确定的,内角的大小有无限的可能,这就是4边形不稳定的数学本质。

通过这样的讲解,孩子就会明白,原来一个形状想要稳定,边长和内角都得是固定的。
我们接着提问:什么样的形状是稳定的?也就是说什么样的多边形满足这样的特性:边长确定以后,内角也跟着确定下来了?
答案就是三角形!

最后,我们还会举几个生活中的应用实例,回归现实,加深孩子的理解,也有助于孩子用理性的思维理解生活中的事物。

上面的讲解过程,实际我们从一个实物(折叠椅)出发,提炼出其中的知识点(多边形的稳定性),最后回到生活中的实物(应用知识点)。孩子通过这种从实际中来,到实际中去的学习方法,才能真正地锻炼思维能力。
2
趣味小拓展
这部分会考验孩子的创造力,同时引导孩子在没有图纸的情况下,自己把造型拼出来。
比如第1节课讲椅子,椅子平时都是一动不动地放在那里的,我们能不能拼一把会移动,甚至会飞的椅子?

趣味小拓展实际上提供了一个开放式的拼搭问题,让孩子按自己的思路拼搭,这样能满足孩子异想天开的愿望,同时加强孩子的拼搭能力。
3
课后小思考
我们在每节课后面,还给孩子留了一些小问题,比如在折叠椅这节课里面,我们会让孩子尝试一下4边形和三角形以外的其它形状,动手试一试它们是不是稳定的。

课后小思考的作用是提供了一个开放式的学科/生活问题,引导孩子通过尝试,自己寻找答案,有助于培养孩子的观察和总结能力。
4
小程序配套练习
另外,我们还给课程配套开发了一个小程序,小程序上面有对应于每一节课的课后练习题。
比如第一节课主要讲结构的稳定性,那么题目是这样设置的。
首先,考察本节课讲到的内容:

然后,通过其它造型加深对本节课知识点的熟练程度,也引导孩子看到新造型时要想着里面应用到了什么原理:

接着,生活中的实物同样也应用了结构稳定性,引导孩