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”。
01 / LESSON BRIEF孩子要解决什么问题？
“手不越过界线，怎样把样本搬到收集区？”
完成课程，孩子将尝试
- 指出工具的握持处和夹取端。
- 选择夹取端材料，完成一次夹起、移动、放开的操作。
- 观察滑落或够不到的问题，做一次有针对性的改进。
任务成功条件
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。
带课节奏
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。
给成人：用简单语言讲清原理
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。
02 / GET READY备好材料，再留一点探索空间。
一组材料清单
- 一条无尖角、较有弹性的薄硬纸板，约 4 × 40 厘米；备用 1 条。
- 胶带；两块约 3 × 3 厘米的薄海绵或防滑布，用于 B 版本。
- 一块约 4–5 厘米、轻且不能轻易误吞的泡沫样本；不要用真石头。
- 纸胶带、两张约 10 × 10 厘米的区域卡、平整桌面、成人剪刀。
课前准备 · 成人约 10–15 分钟
- 成人先剪纸板，去掉尖角。中段缓弯成 U 形，两臂各约 18 厘米，夹口自然相距约 4–6 厘米。
- 在桌面贴控制线；样本区和收集区放在线外约 8–10 厘米、左右相距约 10 厘米。用夹具试够到两区，再固定位置。
- 样本放在平卡上，不先用高边碗增加难度；选择适合孩子手掌捏合的硬度。
安全边界
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。
03 / ENGINEERING DESIGN七步完成，一次真正的改进。
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。
1
ASK · 提出问题
约 5 分钟
“如果人的手留在这条线后，样本怎么过来？”
孩子任务与成人支持
孩子试着指够不到的位置，确认任务。
观察点
是否理解边界和目的。
2
IMAGINE · 设想方案
约 3 分钟
“用钩子、勺子还是夹子？这一块样本适合哪种？”
孩子任务与成人支持
孩子提出工具想法；本课用夹具作为可操作起点。
观察点
想法是否与样本形状有关。
3
PLAN · 制订计划
约 2–5 分钟
“你的手握哪里？哪一端去碰样本？”
孩子任务与成人支持
孩子标握点与夹口，成人固定区域。
观察点
能否分清手部动作和末端动作。
4
CREATE · 动手制作
约 10–15 分钟
“捏一下，夹口怎样了？松开呢？”
孩子任务与成人支持
孩子试开合、贴标记；成人剪裁和弯曲。
观察点
是否能舒适操作，不以力气评价。
具体制作／布置方法
- 成人剪好纸板条，在长度中点附近缓缓弯成圆弧 U 形，不折死、不撕裂。两长臂并排，开口朝前。
- 在两臂靠近 U 形弯头的一端各画握持点；孩子试着捏合再松开，确认夹口能合上和张开。
- 先保持夹取端为纸板，形成 A。用一小片胶带标出左右夹口，避免孩子拿反。
- 样本放在线外，孩子的手留在线后，工具向前伸；从两侧对准样本，轻捏、提起约 2 厘米。
- 保持捏合，慢慢移到收集区上方，再松开。成人可托住孩子前臂帮助稳定，但不能替夹具托住样本；记录帮助程度。
- 若选增加摩擦作为 B：仅在两侧夹口内面各贴一块薄海绵，胶带贴在海绵背面或边缘，接触面保持露出。
5
TEST · 测试验证
约 5–10 分钟
“刚刚是没夹起来，还是走到一半掉了？”
孩子任务与成人支持
逐步搬运两次，孩子指出出问题的位置。
观察点
记录具体环节而非笼统失败。
测试规则
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。
6
IMPROVE · 改进设计
约 12–20 分钟
“要解决滑落，你想让哪一处变一变？”
孩子任务与成人支持
孩子选择软垫或调整夹口，形成 B。
观察点
改动是否对应观察。
从证据开始改
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。
7
SHARE · 分享发现
约 5–10 分钟
“给下一位工程师示范：握这里，夹那里。”
孩子任务与成人支持
孩子示范并说一次变化，成人展示记录。
观察点
能否使用证据而非外观评价。
遇到问题时：先诊断，再改动
夹具打不开
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。
总在移动时掉
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。
孩子需要越线才够到
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。
04 / TEST LOG把观察留下来。
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 |
打印后可画：我的模型／路线／发现的问题
05 / REFLECT & EXTEND把完成作品，变成学会思考。
讨论问题 · 选 1–2 个即可
- 为什么每次都用同一块样本？
- 夹得住却放不开，算完成任务了吗？
- 要搬更软的物体，夹口还需要一样吗？
今天看哪些成长？
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。
- 指出工具的握持处和夹取端。 成人观察孩子的指认或解释。
- 选择夹取端材料，完成一次夹起、移动、放开的操作。 允许成人完成精细部分。
- 观察滑落或够不到的问题，做一次有针对性的改进。 允许结果没有改善，但要忠实描述。
下一次可以继续探索
- 换成另一个大而轻的形状，先预测再测试；这是新任务，不和旧样本直接比较优劣。
- 增加低边托盘，研究工具怎样放开；不加入计时竞赛。
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。
06 / REFERENCES相关资料
官方依据与本课改编
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。
配套影像与观看提示
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。
Crazy Engineering: Space Claw on NASA’s InSight Mars Lander
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 →Inside InSight — Ghanaian Engineer Works on Robotic Arms for Mars
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 →