今天的任务故事 · 可直接朗读
探测器来到了岩石旁,可是工程师的手不能伸到火星上。探测器需要一条机械臂,替人拿取、放置物体。我们的桌面就是试验场:手留在控制线后,用工具夹起一块轻轻的“岩石”,送到旁边的收集区。先从一块样本开始。
开场约 3 分钟。先听孩子的想法,再出示材料;视频可选,入口在末尾“相关资料”。
做一把能伸出去的夹取工具,把“岩石”送进样本区。真正的挑战是夹住、移动,再稳稳放开。
“手不越过界线,怎样把样本搬到收集区?”
探测器来到了岩石旁,可是工程师的手不能伸到火星上。探测器需要一条机械臂,替人拿取、放置物体。我们的桌面就是试验场:手留在控制线后,用工具夹起一块轻轻的“岩石”,送到旁边的收集区。先从一块样本开始。
开场约 3 分钟。先听孩子的想法,再出示材料;视频可选,入口在末尾“相关资料”。
手不越过控制线,用夹具将同一块样本完整移入收集区,中途不落地;两次分别记录。
第一次:故事与提出问题 5 分钟,设想与计划 5 分钟,制作约 10–15 分钟,测试 A 约 5–10 分钟。第二次:回看记录 3 分钟,改进与测试 B 约 12–20 分钟,分享与讨论 5–10 分钟。孩子累了可在任一步停下,保留模型和记录,下次接着做。
孩子负责选择、操作、观察和表达;成人负责危险或精细步骤、保持测试条件和代写。不会写字、画图或计时不影响参与。小组带课时先由成人统一演示安全操作,每个孩子轮流做一次决定。
机械臂的末端工具取决于任务:有的夹物体,有的安放仪器。这个手动纸板夹具用手挤压两臂,使夹取端靠近;松手后靠纸板弹性张开。软垫可能增加接触和摩擦,帮助夹住样本,但是否有效要测试。它是末端抓取功能模型,没有电机和自动控制。
只夹轻软样本;不用竹签、裸铁丝、订书钉或尖锐金属,不夹手指、头发和脸。剪裁由成人完成。夹具太硬就更换纸板,不能让孩子勉强用力;孩子够不到时调近场地并重新记录基准。
测试 A → 找到一个问题 → 改成 B → 同样条件再测 → 分享证据。需要时回到计划;C 为可选。
约 5 分钟
“如果人的手留在这条线后,样本怎么过来?”
孩子试着指够不到的位置,确认任务。
是否理解边界和目的。
约 3 分钟
“用钩子、勺子还是夹子?这一块样本适合哪种?”
孩子提出工具想法;本课用夹具作为可操作起点。
想法是否与样本形状有关。
约 2–5 分钟
“你的手握哪里?哪一端去碰样本?”
孩子标握点与夹口,成人固定区域。
能否分清手部动作和末端动作。
约 10–15 分钟
“捏一下,夹口怎样了?松开呢?”
孩子试开合、贴标记;成人剪裁和弯曲。
是否能舒适操作,不以力气评价。
约 5–10 分钟
“刚刚是没夹起来,还是走到一半掉了?”
逐步搬运两次,孩子指出出问题的位置。
记录具体环节而非笼统失败。
A、B 各搬运同一块样本两次,使用相同起始位置、目标区域、握持点和帮助程度。每次分开记“夹起/移动/放开”在哪一步完成或失败。掉落后停下、放回起点,再开始下一次;不计速度。手越线的一次写“规则未满足”。
去测试记录填写 A → 第一次课可在这里结束。
约 12–20 分钟
“要解决滑落,你想让哪一处变一变?”
孩子选择软垫或调整夹口,形成 B。
改动是否对应观察。
根据失败位置选择一个改动:滑落就加夹口软垫;难松开就减小过厚软垫;夹口对不齐就调整两臂弯曲对称性。只选一种成为 B。若 A 已成功,仍可比较有无软垫的操作稳定性;不能把“看起来先进”当更有效。
约 5–10 分钟
“给下一位工程师示范:握这里,夹那里。”
孩子示范并说一次变化,成人展示记录。
能否使用证据而非外观评价。
纸板被折死或过软,先换合适纸板并重新建立 A;不要反复加零件掩盖问题。
让孩子慢一点,确定是手松开还是夹口打滑;若改变帮助方式,A、B 都用相同方式重测。
先缩短区域距离,再固定场地。此为难度调整,不当作夹具改进的证据。
孩子可以口述或指认,成人代写。页面不自动保存,关闭或刷新前请下载记录。也可打印后手写。
| 测试 | 完成到哪一步 | 是否手越线/掉落 | 成人帮助/现象 |
|---|---|---|---|
| A 第 1 次 | |||
| A 第 2 次 | |||
| B 第 1 次 | |||
| B 第 2 次 |
用“在支持下尝试/能自己完成/暂未观察到”记录,不打总分,不按作品漂亮程度或一次成功评价。
本课结束时,孩子只需分享一个发现。拍模型即可留念;更完整的图纸、多方案比较和数字测量都可等兴趣与能力成熟后再加入。
NASA / JPL · Robotic Arm Challenge
JPL 原课:K–8,30–60 分钟。设计机械臂将载荷从一处移到另一处;场地使用 30、60、70 厘米线,可在 30 或 60 秒内统计搬运量。
本课改编:保留抓取、移动、放置和手部边界约束,改为轻软单一样本、近距离平面目标、纸板 U 形手动夹具;取消竞速。纸板规格、夹口软垫、故事、教学话术和全部记录均为本课程设计,并非原课指定结构。
本页为独立整理的中文课程,非 NASA 官方译本、认证或联合课程。主文目标为可观察行为的重写;任务故事、七步组织、具体课时、教师话术、评价和记录表均为适龄设计,不是 NASA 原话。资料核对日期:2026-09-17。完成的是资料核对与内容、页面检查,尚未进行家庭或课堂实测,成人课前需用实际材料试做。
以下链接均来自对应官方教案。英文视频由成人陪看并用中文解释;没有观看视频也能按本课故事完成活动。链接需要联网,部分地区可能无法直接访问 YouTube。本页只提供链接,不下载或重新发布影片。
原教案配套:工程师介绍机械臂如何将仪器从着陆器移到火星表面。成人选夹取和放置画面,问“为什么需要工具替人伸手?”这是仪器部署,不要解说成采回岩石。
在 YouTube 观看 →原教案配套工程师故事。适合家长预览或课后拓展,不要求幼儿完整观看英文访谈。
在 YouTube 观看 →