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亲子工程实验室 / MISSION 01

让小小探测器
慢慢降落。Parachute Design · 降落伞设计

做一顶降落伞,试一试,再改一改。让孩子用自己的观察和证据,决定下一步怎么设计。

5–6 岁左右 · 成人陪同基础课 2 次 × 25–40 分钟家庭建议 1 位孩子 + 1 位成人
降落伞结构示意:展开的伞面、四根伞绳、居中的载荷;下降时空气阻力帮助减速空气阻力下降载荷 / 小探测器伞面展开

01 / LESSON BRIEF孩子要解决什么问题?

“怎样让同一个小探测器,降落得更慢、更平稳?”

一项任务,完成一次改进

为小探测器设计一个降落伞,尝试让它降落得更慢、更平稳。第一次先观察“伞面有没有张开、玩具有没有牢牢连着”,再根据观察改一个地方。基础课不比谁落得准,也不要求孩子测秒数。

先一起制作、测试餐巾纸伞 A;让孩子根据观察选择一个改法,制作并测试 B,最后分享发现。完成 A → B 的比较,就完成了基础课;孩子仍有兴趣时,再选做第三版 C。作品不必越改越好,能根据观察尝试改变就有学习价值。

5–6 岁左右,按孩子的节奏进行

适合约 5 岁起、能在成人帮助下参与粘贴和轮流观察的孩子。建议基础课分 2 次,每次约 25–40 分钟;可拆成 3 次更短的活动。时间是安排参考,不是必须完成的进度。

孩子负责选一个想法、参与一项制作、观察并表达;成人负责剪线、固定载荷、投放和代记。孩子可以指一指、摆材料或口述,不必会画结构图、写字、计算或背英文。

家长带课路线:先做两版,就够了

安排做什么到哪里就可以结束
第 1 次 · 25–40 分钟认识任务 → 一起做 A → 测试 2 次 → 选出 B 的一个改法;用口述、摆放或画图留下计划。孩子指出一个现象,并选好下次想试的办法。拍下或保留 A,不急着赶做 B。
第 2 次 · 25–40 分钟用 2–3 分钟回看 A → 做 B → 测试 2 次 → 比较、分享。另留取材料、整理和短休息时间。能说出“我改了什么、看到了什么”。结果不确定也可以结束。
第 3 次 · 自选继续做 C,或选择一种延伸挑战;两者选一。孩子主动想再试时再开展,不把第三版当作完成课程的门槛。

需要再拆短时:第 1 次做测 A,第 2 次计划并做 B,第 3 次测 B 并分享。若孩子反复离开、烦躁或不愿再动手,先用一句话记录发现,约定下次从哪里接着做。

基础课中的“改进”已经发生在 A → B;后面的“改进设计”环节用于回看效果、决定是否再循环。七步是家长的带课路线,孩子无需逐项背诵。

课程目标:看得到的学习

说清问题

能用自己的话说出“想让它慢慢落下”,并指出伞面、绳子、小探测器。

设计与合作

提出至少一种改变,画图或口述计划,参与制作,并遵守轮流和投放区规则。

用测试改进

在成人帮助下比较 A 与 B,说出或指出一个发现,知道下一次可以怎样尝试;无需独立解释空气动力学,也不必制作 C。

成人先懂:给孩子的解释只需三句话

降落伞怎样帮助着陆?

航天器需要柔和着陆,避免撞击损坏;质量越大,软着陆越困难。NASA 的 LDSD(低密度超声速减速器)项目测试过用于火星着陆的大型降落伞。

伞面与空气相互作用产生阻力,帮助减慢载荷下降。真实航天着陆还可能使用其他减速技术。

儿童语言
“小探测器会往下掉。降落伞张开时,空气会阻碍它往下走。我们来试试哪种设计能让它慢慢落地。”

科学补充:伞不是靠“装住空气”漂浮。伞面面积、材料重量、是否展开、绳子连接、气流都会影响结果;不能保证越大一定越慢。室内实验也不能直接代表火星环境。月球几乎没有大气,不能靠这种降落伞减速。

02 / PREPARE准备一张桌子,一块安全着陆区

每组准备一套材料。先用餐巾纸制作基准伞,再从少量备选材料中选择,留出比较和改进的空间。

每组准备每组建议数量 / 用法准备要点
大号方形餐巾纸2–3 张;可从展开约 25–30 cm 的方形餐巾纸起步,A 用 1 张另备几张,方便破损后更换
备选伞面首次只提供两种选择:同种纸的较大 / 较小伞面,或大小相近的两种薄纸;选一组即可先完成纸伞;轻薄布或预剪塑料片留作进阶
伞绳每顶伞 4 根等长棉线,约 20–25 cm;为 A、B 各备一组成人提前剪好,第一顶伞的四根线保持等长
小探测器 / 载荷1 个轻质、无尖角、不会散开且不能整件入口的玩具;优先选容易固定的中空玩具,全程用同一个各轮保持载荷相同,不使用尖头或松散零件
工具纸胶带、圆头剪刀、尺、彩笔、记录纸;基础课无需秒表成人负责难剪部分;计时工具留作进阶选用
测试场地宽敞无风处,清出覆盖落点及周边的空地,并标出等候线;先由成人预投,确认不会飘到人或家具上基础课只设安全落地区,不考核落点;孩子在落地区外等候

课前 10–15 分钟检查

检查框仅供本次页面使用,刷新后不保证保留。

安全须知

  • 成人双脚站在平地投放。孩子不爬椅子、楼梯、窗台或阳台;不要为增加时间而提高危险高度。
  • 塑料袋由成人先剪成片,收走完整袋子;不套头,不让绳线绕颈或缠住身体。
  • 不用硬币、螺母等松散小零件作配重;材料和载荷不入口。成人判断是否存在吞咽风险。
  • 每次口令“清场—准备—释放”;所有人站在等候线后,落地后再取回,不接落下的伞。
  • 基础课程使用轻质玩具作为载荷,不使用鸡蛋。

03 / ENGINEERING DESIGN PROCESS七步走一遍,再回到需要改的地方

从提出问题开始,想一想、画一画,再把想法做出来。通过测试找到下一次改变的方向,最后把自己的发现讲给别人听。

改进不是终点:IMPROVE → PLAN → CREATE → TEST ↻ 也可以回到 ASK,重新确认问题。

课程顺序:提出问题 → 一起做测 A → 根据观察设想、计划并制作 B → 测试 B → 回看是否改进 → 分享。只有想继续时,才回到计划与制作,开展 C。

01

ASK · 提出问题

3–5 分钟

成人怎么带

展示小探测器、测试区及教师样品;可看一小段降落伞测试画面。说明今天先看伞能否张开、玩具是否连得牢,再尝试让它慢慢落;不要求落进小圈。

“这是要落地的小探测器。如果落得太快,会怎么样?我们想让它怎样落下来?”

接受“垫子”“翅膀”等答案,再明确今天的材料挑战:做一个降落伞来帮助它减速。

孩子做什么

说出问题;摸摸材料;指一指降落伞各部分;示范在等候线后等一等。

“我要让它慢一点落下来,而且不散开。”

观察与支持

能否描述目标,而不只说“做一个漂亮的伞”?不需要孩子说出“阻力”才进入下一步。

A

基准任务 · 先一起做同一种伞

12–18 分钟 · 一起制作,测试 2 次

制作 A:四角、四线、中央载荷

  1. 把大方形餐巾纸完全展开,平放桌上。
  2. 用胶带把 4 根线的一端分别固定在 4 个角。纸易破时由成人帮助轻压胶带。
  3. 把 4 根线的另一端聚在一起,用胶带固定到同一个载荷,让它位于伞面中央下方。
  4. 成人检查连接、绳线是否缠绕及载荷是否牢固,贴上 A 标签。

餐巾纸完全展开即可,尺寸只是起步建议,成人要提前预试。纸角易破时先贴一小块胶带加固,再固定线。孩子负责选角、按住或粘贴,成人负责剪裁和绳端汇合。

初测 A:把第一条证据留下来

成人用双手轻捏伞面两侧相对的边缘,展开到预试时同样的姿态;载荷自由悬挂,线不缠绕,底部对齐高度标记。两手同时松开,不推、不抛。先落地,再记录;一个成人无需边投放边按秒表。各版都用同样方法。

“先看看这顶伞会怎样落下来。它张开了吗?我们把看到的记下来,下一顶就有东西可以比较。”

做 A 的 2 次测试:第 1 次请孩子只看“伞张开了吗”,第 2 次再留意“玩具有没有掉开”。成人每次补记两项。出现不同结果或碰到家具时,可补 1 次并写明原因;基础课不计时。

观察:孩子能否先描述“伞没展开”“绳子打结”,而不是只说失败?如果两次不同,先问“这一次哪里不一样”,不用孩子一次解释多个原因。

02

IMAGINE · 设想方案

3–5 分钟

成人怎么带

把 A 放在桌上,重看一条真实记录;只摆出少量备选材料。

“你刚才看到什么?如果只改一个地方,你想改哪里?你想先试大一点的伞面,还是小一点的?”

孩子说出一个想法就够了。不知怎么选时,成人给两种可操作的选择,让孩子选一个;不要为了“正确答案”替他决定。

孩子做什么

触摸并比较材料;说出或用手势表达想法;选择 B 要改变的一项。

“我想试试更大的伞面,也许会落得慢一点。”

观察与支持

能否选一个想试的办法?成人帮助把选择与 A 的现象联系起来;暂时说不出理由也可以先试,再聊观察。

03

PLAN · 制订计划

2–4 分钟

成人怎么带

请孩子选一种表达方式:指出想改的地方、摆好材料、口述,或画一个简单草图。成人代写“B 改什么”,并负责保持玩具、线长和测试位置一致。

“你准备拿什么做?哪一部分和 A 一样?把你要改的地方圈出来,我来帮你写。”

成人在制作前检查安全与可实现性;不因画得不像而否定方案。

孩子做什么

指一指、摆材料或画图;选一个想改的地方。有余力再猜“会有什么变化”,可以回答“不知道,要试试”。

观察与支持

孩子能否把自己的想法讲给另一个人?允许口述和指认。改变形状时可能同时改变面积,成人要记录,别声称已单独证明“形状的作用”。

04

CREATE · 动手制作

8–12 分钟

成人怎么带

按刚才口述、摆放或画出的计划制作,成人处理难剪的部分、打结和固定载荷。保留 A;若重用 A 的部分结构,先画图记录或拍照。

“你想自己做哪一部分?这个连接有点松,你觉得怎样能让它更牢?”

允许边做边修,但如果改了计划,及时记下;出发测试前成人再次检查。

孩子做什么

挑材料、展开伞面、贴角点、协助连接,给第二版贴 B 标签;解释它和 A 的不同。

观察与支持

观察是否耐心尝试、愿意合作。伞面撕破可补或重做;区分“修复破损”和“主动改变设计”。不要把成人作品当作孩子的独立成果。

05

TEST · 测试验证

4–6 分钟

成人怎么带

用同一个玩具、相同高度与释放方法测试 B 两次;成人负责把载荷从 A 换到 B;除计划要改的连接点之外,尽量保持其他连接方式一致。隔天继续时先确认场地与气流相同;条件变了就补测 A,再比较。

“刚才 A 是从这里落下来的,B 也从这里。你来盯着伞面,落地后我们一起记下来。先说看到的;看不出区别也可以。”

先比较是否展开、载荷是否脱落。如果肉眼看不出谁更慢,就说“还不能确定”。伞面展开或玩具没有掉开,不等于已经证明下降更慢或碰撞更轻。

孩子做什么

站在等候线后看伞面有没有展开;落地后取回;用“张开了 / 没张开 / 没看清”指认或表达;成人帮助记录。

观察与支持

是否使用同一比较条件?是否愿意报告没有变好的结果?没看清就记“?”,不要求孩子猜答案;不为得到“好成绩”删掉不理想的结果。

06

IMPROVE · 改进设计

3–5 分钟回看;C 留作下一次选做

成人怎么带

并排摆出 A/B 和记录,回看孩子选的改变有没有解决原先的问题。A → B 就是一次完整的改进尝试;无论效果是否更好,都可以进入分享。孩子主动想继续时,再计划、制作并测试 C 两次。

“B 和 A 有什么不同?你想改的问题解决了吗?如果还想试,你想改哪里?”

若继续,回到“制订计划 → 动手制作 → 测试验证”,不要只换一个装饰就称为完成新测试。若结束,只记下一句“下次想试什么”;未测试的想法保留为问题。

孩子做什么

指出 B 与 A 的一个不同或一条记录,选择“今天结束”或“下次再试”。选做 C 时再参与制作与再测。

句式:“因为我看到____,所以这次改____;再试以后____。”

观察与支持

是否根据证据改进,而不是为了不同而改变?连续不展开时,先查连接、缠绕和释放方法;保持安全高度,必要时换较小、易展开的设计重新建立基准。

07

SHARE · 分享发现

2–4 分钟

成人怎么带

请孩子拿着 A/B 或草图,指一指改过的地方,并回看一条记录。成人可用孩子原话复述,不必制作图表或讲完整报告;有 C 再展示 C。

“你改了什么?你看到了什么?哪一条记录能帮助别人相信你的发现?如果再来一次,你还想试什么?”

结束语:“不论这次有没有看出变化,我们都留下了一个发现。工程师就是这样一点点找到办法的。”

孩子做什么

说一句、指一下或演示都可以:“我改了____,我看到____。”表达轻松的孩子再补充“下次想____”。

观察与支持

能否说出优点及待改进之处?评价依据是参与、证据和改进,不是降落时间全班第一。不要求孩子背出全部七个英文单词。

04 / FIELD NOTES测试记录:把“我觉得”变成“我看到”

基础课只记两项

  1. 保持条件:同一玩具、相同线长、同一场地、高度与释放方式;成人负责,孩子只需知道“要从同一个地方试”。
  2. 每版先试 2 次:每次落地后记“伞面是否张开”和“载荷是否仍连接”。没看清记“?”,异常保留;需要时补第 3 次。
  3. 一次给一个观察任务:先看伞,再看玩具。成人代记另外一项,不要求孩子同时看、数、写。
  4. 清场再投:成人发出“可以取回”后孩子再进入落地区。不对准某个人,不接伞。

怎样比较才诚实?

先描述“这次 B 张开了,A 没有”,或“两个都张开了”。两三次测试只能说明这几次的表现,不能证明以后总是如此。

慢落是设计方向,展开和连接是当前容易观察的工作状态。没有清楚的时间证据,就不宣布哪一版更慢;没有测量碰撞,也不把“完整落地”当成碰撞力变小的证明。

孩子说“看不出来”,也是有效发现。家长可以问:“我们知道了什么?还有什么不知道?”

选做:孩子想知道“到底谁更慢”时

基础课不需要秒表。低高度下降很短,人工计时容易出现大误差;一个成人不要同时双手投放和按秒表。

如需继续比较,可固定手机拍摄慢动作(不交给孩子边走边拍),或请另一名成人计时。A/B 使用相同高度、释放方式与拍摄设置;各做 3 次,从松手到载荷首次触地。由成人分析,差异小或各次相互交错时写“暂不确定”。慢动作回放时间不能直接当作真实下降时间。

可在下表每格的观察结果后附记时间与单位。不给孩子计算速度、平均数或冲击力,也不通过提高危险高度获得更长的计时时间。

可填写 / 可打印记录单

填写仅在当前页面中保留,不会自动写入 HTML。关闭前点击“下载填写记录”,或打印保存。离线也可使用。

打印后在这里画 B 的设计,并圈出改变的部分。
只有选做 C 时才使用;可由孩子口述,成人代画。

每格写“伞○ / 连接○”表示伞面张开且载荷仍连接;○ 是、× 否、?没看清。没有测试的格子留空。每格都用相同规则,A/B 各先做两次即可。

A / B 测试表 · C 选填(成人代记,无需孩子写字)
版本材料、大小、形状 / 改动第 1 次第 2 次补测(可选)观察 / 异常原因
A
基准
B
改进
C
选做

05 / REFLECT & EXTEND评价努力的过程,也评价证据

关注孩子怎样解决问题

观察孩子是否能说清目标、参与制作、与人合作,并遵守测试规则。比较不同设计时,鼓励孩子先描述看到的现象,再解释自己的判断。

每一轮都留下一点证据:一句原话、一张草图,或一次测试记录。用这些证据帮助孩子决定下一步怎么改。

失败与成功都能带来学习。鼓励安全的大胆想法,也给孩子重新尝试的时间。

给 5–6 岁孩子的反馈
“你发现绳子缠住了,还想了一个办法重新试,这就是今天很重要的进步。”

把“伞做得好”换成具体反馈。成人在下面每项记录“需支持 / 提醒后能做 / 能自主表达”,不算总分、不排名。

没能做出更慢的伞,也可以完成本课的工程学习目标。

观察维度看什么可记录的证据
理解问题知道为何要慢落孩子的一句原话
计划与制作提出改变,并参与实现草图、指认、粘贴或材料选择
测试与安全遵守等候规则,观察现象说出一次展开/落地表现
根据证据改进把一条发现与下一次改变联系起来“因为……所以……”
合作与分享轮流、求助、讲述发现向同伴展示 A/B 差异

讨论问题:先具体,再追问

观察设计与表现

  • 这次哪顶伞张开了?你在哪里看到了不同?
  • 指一指伞面是什么形状;愿意的话,说出形状名称。
  • 除了航天器,还有哪里会用到降落伞?

从现象追问原因

  • 哪一次伞面没有张开?你亲眼看到了什么?
  • 两次表现不一样,是哪里变了?可以先指给成人看。
  • B 有没有解决你刚才想改的问题?不知道也可以说“不知道”。
  • 如果没有看出区别,我们下一次要怎样再试?

家长遇到卡点时,这样接着带

看到的情况成人先做孩子仍能决定什么
胶带粘不好、纸被扯破缩短胶带、折出抓取角;成人加固,或换备用伞面。选固定位置、按压胶带;不把精细动作熟练度当作工程理解。
线缠住、玩具脱落先停测、重新固定;恢复原设计后重测,标明此前为连接问题。找出哪根线缠住、指认连接处。安全修复可以成为 B 的改进点。
伞一直塌着、落得很快检查两手是否同时释放、线是否缠绕;仍失败就用课前试好的样品重建可观察的 A。若换载荷,A/B 都用新载荷重新测试。观察哪次能张开,再选 B 要改变的地方;不通过爬高增加落差。
A/B 都能张开,却看不出快慢如实记“不能确定”,肯定认真观察;不强行判出胜负。比较一种清楚可见的表现,或留下问题下次再试。
孩子只想装饰或一直等成人做先完成一项小任务,再给短暂装饰时间;避免贴重装饰影响比较。选材料、按一个角、给 A/B 命名;成人接手技术难点,不接管全部决定。
第一次不知道改什么?如果 A 的连接不稳,B 就尝试更牢的角点连接;如果 A 已能正常工作,让孩子从同种纸的“大一点 / 小一点”中选一个。成人准备尺寸,保持玩具、线长和释放方法一致。改纸面大小也会改变纸的重量,这是设计比较,不要求孩子证明单一物理因素。

两名孩子一起做时,轮流担任“粘贴小助手”和“观察员”,下一轮交换;成人始终负责投放。多人课堂需先安排看护与等候区,不能让一位成人同时顾投放和散开的孩子。

延伸活动:一次只加一个新挑战

仍适合本年龄

材料侦探

同样形状和近似大小,试两种材料,保持载荷与绳线不变。触摸、预测,再观察。材料同时改变重量与柔软度,不把结果只归因于一个性质。

表达与数学

小小工程展

把 A/B 草图与记录排成展板,选做 C 时再加入。每次测试后画一个“张开 / 没张开”的符号;想比较数量时,各版必须采用相同测试次数。计时图留给进阶活动。

下一次挑战

瞄准着陆区

选择表现稳定的一顶伞,在相同高度和释放位置重复测试,记录落点在目标区内还是区外。观察慢落与落点稳定能否同时做到。

如果伞总偏向一侧,先检查气流和绳线,再决定是否调整设计。保持原有安全高度与轻质载荷。

06 / RESOURCE LIBRARY相关资料

课程来源与编写说明

本课程以 NASA/JPL 的 Parachute Design 为主要依据,针对5–6 岁左右儿童与成人共同学习的场景重新组织。它是独立编写的中文课程,不是 NASA 官方译本。课程中的教师话术、时间安排、材料建议尺寸、低高度投放、重复测试方法、记录单及幼儿观察表均为适龄设计,未经真实家庭试教验证;建议家长课前预试材料,再按孩子实际状态调整。

原教案为 K–2、1–2 小时,建议 2–3 人一组,先做统一基准伞,再制作与测试第二版、第三版。课程保留“基准—重新设计—测试比较”的结构;基础课完成 A/B 两版,第三版 C 改为选做,并采用 ASK → IMAGINE → PLAN → CREATE → TEST → IMPROVE → SHARE 作为组织框架。学习目标根据原教案内容、评价方向及 K–2 工程标准重写,不是原文目标清单的逐字翻译。[1][2]

正文与图示可离线阅读;外部资料和视频需联网。资料核对日期:2026-09-17。

课程与原始资料的具体区别
  • 材料与准备:官方列有塑料袋、线、薄纸、大餐巾纸、同重量载荷、尺、胶带、剪刀、纸笔及可选秒表;远程教学建议也包含轻薄布。本课程的备用数量、约 25–30 cm 纸伞面、20–25 cm 等长线、安全落地区及成人预剪是具体教学安排,不是 NASA 指定参数。[1]
  • 安全与测试:原教案提及楼梯、二层阳台等投放位置并要求严密监督。本课程改为成人双脚站在平地投放,载荷底部距地面约 0.8–1.2 m、成人双手无需举过肩;每版先测试 2 次、需要时补测,固定释放姿态、一次重点改一项及计时不确定性提示为补充设计。[1]
  • 流程图:参考所提供的七步工程设计流程图重新排绘,未直接使用来源不明的原图,也不将它标为 JPL 原图。NASA 的 Eggstronaut 3–4 年级活动单同样包含这七个步骤。[5]
  • 评价:原教案强调合作、安全测试、比较表现和改进;JPL 通用量表采用 5 个维度、每项 1–4 分。本课程的幼儿观察表使用“需支持 / 提醒后能做 / 能自主表达”,不计算总分。[1][3]
  • 延伸:材料侦探、小小工程展与瞄准着陆区是本课程的延伸安排。JPL 原教案还提出只用降落伞、不给缓冲垫的护蛋挑战;NASA 独立的 Eggstronaut 3–4 年级活动建议 60 分钟、使用熟鸡蛋,由成人从至少 2 m 投放。这些高年龄任务的载荷和高度不用于本课程。[1][4][5]
教师备课:与官方标准如何对应?

[2] 的 K–2-ETS1-1 强调提问、观察、搜集信息界定问题;K–2-ETS1-2 强调用草图或模型表达形状与功能;K–2-ETS1-3 强调根据两个设计的测试数据比较优缺点。配套页面将 Parachute Design 直接放在第三项下。

[1] 当前“View Standards”列出的科学标准为 2-PS1-2;数学包括 2.MD.A.1、2.MD.A.4、2.MD.D.9、2.MD.D.10,以及 2.G.A.1、1.G.A.2、K.G.A.1、K.G.B.4、K.G.B.5。这里不把整个 K–2 标准集当作 5 岁孩子一次课必须达到的要求;本页重点是形状描述、比较、观察和表达。

各教学阶段的来源与补充说明
  1. 官方对应:[1] Procedures 1–7,展示视频、原理、目标、载荷、材料及场地;话术为本页改写。
  2. 官方对应:[1] 8–19。原教案要求首轮测试记录时间并讨论差异;本课程先记录展开与连接,每版测试 2 次、必要时补测,计时改为进阶选做;统一释放姿态及低高度为补充设计。
  3. 官方对应:[1] 20 的头脑风暴与材料选择;“一次重点改一项”是本页用于帮助比较的改编,不是原文硬性要求。
  4. 官方对应:[1] 20–21 的画图、安全审查;[2] K–2-ETS1-2 强调草图/模型沟通设计。
  5. 官方对应:[1] 21。用标签、分工和保留样品帮助 5 岁儿童比较,为本页补充。
  6. 官方对应:[1] 22–23 的再测试及比较;固定条件、重复测试和不确定性提示为本页适龄补充。
  7. 官方对应:[1] 24–27 要求第三版制作与再测试;本课程基础课完成 A/B 的改进比较即可,第三版 C 作为有兴趣时的后续挑战。
  8. 官方对应:[1] 23、27–29 的分享、数据图和未来材料设想;官方强调成功和失败都有学习价值。
5–6 岁课程设计评估与调整依据

评估结论:在成人负责安全投放、复杂连接和记录,且课前预试通过的前提下,任务具有可执行的教学结构。它以可见的物体变化为线索,允许孩子通过选择、动手和口头表达参与。年龄只是起点,不能替代对具体孩子能力与兴趣的观察。这是设计层面的评估,不是实地试教结果。

原安排的执行风险本次调整家长如何判断适合
三版制作、九次测试、计时与落点要求叠加两次基础课,A/B 两版各先试两次;C、计时和落点分别选做孩子能参与一项制作,并愿意看一次测试;疲劳时拆成三次
低高度人工计时不稳定,一个成人难以兼顾基础课只记展开与连接;测时留作固定拍摄或第二位成人参与的进阶任务记录能反映实际看到的情况,不凭细小差异宣布胜负
画结构图、说多个方案或完整汇报可能成为语言与动作门槛一个想法即可,允许指认、摆材料、口述;成人代写和协助连接孩子保有材料或改动的选择权,而非全部由成人制作
只强调“第三版”容易把多做一次当作改进A 的观察引出 B;测试 B 后回看原问题是否改善,C 自选孩子能在支持下指出“改了哪里、看到什么”;不要求性能一定提升
玩具重量、纸张、释放姿态未预试,可能连续没有可见结果增加课前两次预投、舒适可达高度、具体释放方法和故障处理成人能稳定释放、载荷不脱落、落点安全;失败时先调整材料,不增加危险高度

实际试教后应再核查:每回合持续时间、成人代做比例、孩子是否理解比较任务、A/B 是否有可观察差别,以及孩子愿不愿意再试。保留这些观察才能继续校准课程,不能仅凭页面完整就宣称已验证教学效果。

课前备课:先读这三份

  1. [1] JPL — Parachute Design 官方完整教案
    主依据。页面标注更新于 2025-09-26;K–2,1–2 小时。包括材料、管理/安全、背景、29 步操作、讨论、评价和延伸活动。本文对原教案做中文概括与重组,并非逐字全译。
  2. [2] JPL — NGSS Engineering: Grades K–2
    解释三项 K–2 工程标准;K–2-ETS1-3 部分配 Chris Tanner 降落伞测试视频,并直接连接本课程。
  3. [3] JPL — Engineering Design Rubric(PDF)
    [1] 直接链接的通用评价表,5 维度、4 档、总分 20。用来理解过程性评价,不要求 5 岁孩子逐项打分。

带孩子看:真实工程测试

V1 · 主教案内嵌

LDSD: We Brake for Mars (Part 1)

官方背景说明:大型降落伞甚至无法放进风洞,需要设计测试办法。用于 ASK,先观察“工程师怎样试”,不必讲超声速公式。

观看提示(改编):成人先选一段能看清测试与展开的画面,问:“他们在检查什么?怎么知道它有没有工作?”

观看 JPL 视频 ↗
V2 · K–2 配套

NGSS Engineering at JPL: K-2-ETS1-3

Dr. Chris Tanner 介绍 LDSD 降落伞测试与比较。官方将其配给 Parachute Design;适合成人备课或在 IMPROVE 阶段观看。

观看提示(改编):“为什么工程师要测试不同的伞?一次没成功,下一次要看什么?”英语较多,成人用中文复述要点。

观看 Chris Tanner 视频 ↗
更多官方视频:家长选看,不需要全看完才上课

以上视频需联网,部分地区 YouTube 不可访问。可返回对应官方课程页寻找嵌入视频;两者均无法播放时,直接用教师样品开展课程,不影响核心任务。

进阶资料:别把不同版本混在一起

  1. [4] NASA — Eggstronaut Parachute Challenge 资源汇总
    页面更新于 2024-09-17。虽然页面年级标签覆盖 K–12,但具体下载项有自己的年级要求。教师指南(5–12 年级 PDF)含学生表、背景、工程流程、视频采集与分析提示、评分表和物理公式;此处内容说明依据官方汇总页,不将其当作幼儿教材。
  2. [5] NASA — Eggstronaut Elementary(3–4 年级活动 PDF)
    已核对 2 页正文:建议 60 分钟,每组 2–3 人;材料包括熟鸡蛋及可选配重塑料蛋;学生表明确为 Ask、Imagine、Plan、Create、Test、Improve、Share。其七步结构支持本页流程组织,但载荷、投放高度和任务难度不用于本课。
溯源对照:JPL 原教案 29 步在本页哪里?

下表为中文概要;编号保持原教案编号。教学阶段与原始步骤的对应关系见下表;具体适龄调整见本节说明。

原步骤官方操作概要本页位置 / 适龄处理
1–3用降落伞图片与 LDSD 视频引入;用教师模型解释阻力;讨论软着陆。ASK 与成人背景;解释缩短为儿童语言。
4–7说明团队设计任务;展示载荷、投放与目标区、材料。ASK 与准备清单;成人平地投放。
8–12发方形餐巾纸、4 根线、胶带和载荷;说明首版为正方形;展开、四角接线、集中固定载荷。基准 A;增加预剪和成人帮助。
13–17到测试区并带记录纸;清场;示范安全投放;练习秒表或口头数拍;重申慢落目标与比较目的。基准初测与统一协议;计时改为进阶选做,高度、姿态和重复次数为本课程补充。
18–19各组首测并记时间;讨论相似伞的差异及风、计时不准等原因。A 初测改为记录展开与连接;计时留作进阶,讨论先从可见差异开始。
20–21头脑风暴、画新设计、讨论选材;成人安全批准后制作。IMAGINE → PLAN → CREATE,形成 B。
22–23重复投放和计时;分享比首版更好或更差的结果,两者均有价值。TEST;第二版即时讨论。
24–27挑战设计第三版;安全批准后制作;再测试计时;讨论表现。IMPROVE 回看 A/B;C 改为下一次选做。
28用投放数据制作全班时间图。SHARE 以口述和观察记录为主;时间图改为进阶选做,也可在测试次数相等时比较展开次数。
29想想教室里没有的材料,什么可能做出更好的降落伞?SHARE 与延伸问题。
使用与署名说明:内容以 NASA/JPL 官方资料为主要依据;中文解释、适龄话术、记录表、版式与结构示意图为本页编写。七步流程参考图仅用于结构参考。未使用 NASA 标志,也不表示 NASA/JPL 对本页的认可。资料链接与原文如后续更新,请以官方现行内容为准。

航天任务故事:为什么需要降落伞?

从一次真实的火星着陆或飞船返航出发,认识降落伞在减速过程中的作用。第一次上课选一条即可,家长可以暂停画面,用中文复述;不要求孩子记住速度数字和全部专业术语。

NASA/JPL · 火星任务引入首选

7 Minutes of Terror: The Challenges of Getting to Mars

好奇号的“恐怖七分钟” · 约 5 分钟

一辆高速飞来的火星车,怎样在七分钟内安全落地?地球上的工程师来不及遥控帮助它,航天器必须依次完成大气减速、开伞、火箭减速与空中吊车着陆。故事直接说明为什么需要降落伞,以及为什么只靠降落伞还不够。

  • 0:28–1:31:七分钟着陆与通信延迟,建立任务背景。
  • 2:09–2:49 · 为什么要开伞? 火星大气稀薄,航天器仍太快,需要巨大且坚固的降落伞。
  • 约 3:02–3:30:开伞后仍不够慢,还要使用火箭。
  • 4:09–4:39:空中吊车把火星车放到地面。

和孩子聊:“降落伞帮了什么忙?为什么后面还需要火箭?”影片配乐较紧张,家长可先预看,再决定播放全片还是片段。

NASA Johnson · 飞船返航

Parachutes: Bringing Orion Home

降落伞:带猎户座回家 · 约 3 分钟

猎户座结束绕月任务后,怎样减速并安全溅落?工程师讲解减速伞、主伞、伞面材料与承力结构,以及多顶主伞如何帮助系统应对故障。

  • 0:02–0:38:飞船回家;更重的飞船需要更大、更强的降落伞。
  • 0:39–1:16 · 为什么分阶段开伞? 先用减速伞,速度降低后再部署主伞。
  • 1:17–1:38:伞面产生的阻力如何通过承力结构传到飞船。
  • 1:39–2:10:为什么同时部署多顶主伞。

和孩子聊:“为什么飞船要带好几顶伞?大伞和小伞做的事情一样吗?”这条偏工程访谈,可只看前半段。背景为无人飞行的 Artemis I,不把当次任务讲成载人返航。

Mark Rober · 工程探访与任务故事

Perseverance Mars Rover Landing — Inside Story

毅力号火星着陆幕后故事 · 约 16 分钟,建议选段

跟随曾在 JPL 工作的 Mark Rober,了解为什么去火星、谁制造了火星车、如何测试,以及着陆时工程师为什么紧张。适合对机器人和工程过程特别感兴趣的孩子。

和孩子聊:“机器人出发以后还能拿回来修吗?为什么出发前要反复测试?”这条制作于毅力号着陆前,未来时态与计划按当时背景理解,不能当作当前任务进展。

把故事接到我们的实验

看到开伞画面时,家长可以说:“降落伞张开后,空气对它的阻碍更大,伞绳把这个作用传给下面的飞船,帮助飞船减速。我们的小降落伞也来试试这个办法。”

这些视频重点是航天任务与工程设计,并非完整的幼儿空气阻力课;原理用一句话引入,再让孩子通过制作和观察继续理解。

以上时间位置依据英文字幕核对,猎户座视频使用自动生成字幕,片段时间供定位参考。中文字幕可用性尚未确认;视频需联网观看。