用乐高做成达芬奇投石机，开展家庭STEM互动游戏

步骤3：用一根轴将卷线筒和齿轮固定在中间位置。

步骤4：将两根长轴固定在底座的两边。

步骤5：用几个小零件组成投石机的开关。

步骤6：用连接件和薄梁组成一个投石机的框，并用一根长轴将其与机架连接。

步骤7：将绳子在卷线筒上缠绕几圈，将两端连接在投石机两边的长轴上。

步骤8：转动转盘，将投石机处于待发射状态，放置一个小球，发射！

达芬奇投石机是著名画家、发明家和科学家莱昂纳多.达芬奇发明的一款投石机，记载于达芬奇的手稿中。与常规的投石机不同，达芬奇投石机的弹力来源于两根梁的形变，而非杠杆。

接下来，我们以投石机为主题，将它展开为一项亲子互动的STEM家庭游戏活动。活动围绕一个工程问题展开，孩子是活动的主体，家长扮演引导角色，帮助孩子主动思考工程设计过程中的科学、技术、工程和数学问题。

这个游戏活动有点像愤怒的小鸟现实版。我们要向孩子说明游戏规则，游戏规则就是STEM教育中的核心工程任务。

游戏规则：

我们首先要准备不同形式的“城堡”（可以用积木搭成，也可以其它生活材料搭成），城堡上设置若干“目标”（例如某块特殊的积木或乐高人仔等标识），孩子用积木搭建投石机，在一定距离外（例如1米）将“石头”（用小球或积木制成）投掷到躲在城堡里的目标中。

游戏过程：

如何搭建城堡不是今天内容的重点，这里我们就不展开了，如果条件允许，我们还可以让孩子制作出不同类型的城堡，像愤怒的小鸟一样设计出不同的关卡。。但家长跟孩子一起搭建城堡时可以一边搭建，一边引导孩子思考投石机中的STEM问题，并对孩子的回答做出进一步讨论。例如我们可以提出这样一些问题：

• 你在哪里看过投石机，它是怎么样的？（背景认识）
• 投石机为什么能投掷石头？（科学原理）
• 投石机用什么做的？（技术和材料）
• 你觉得投石机什么角度能够投得最远？（数学问题）
• 等等…………

这些问题会贯穿于游戏活动之中，成为孩子学习STEM的线索。

完成“城堡”的建造后，我们可以让孩子用积木件和皮筋尝试设计投石机。我们可以再次让孩子描述投石机是怎么样的，并根据真实的投石机，想想在积木上我们将要做出怎么样的部件。例如，真实的投石机都有一个发射机关，可以让投石机保持引而不发。当触动机关的时候，投石机才会发射。所以，我们需要在积木投石机中做出发射机关，这就是工程设计的条件。

让孩子分析真实的投石机，并提出积木搭建中的限制条件和测试方法，是将模型与现实工程问题联系起来的方法。当然，并不意味着真实投石机存在的机构都必须出现在积木投石机中，我们可以视孩子的接受程度增加或减少一些条件。这不是故意为难孩子，而是让孩子明白在工程设计过程中条件的约束的重要性。

测试

孩子完成投石机的制作，进入测试阶段。看一看能否在规定距离内将小球投中目标。也许有的孩子一次就完成目标，我们可以给予奖励。如果没有完成目标，我们要引导孩子思考哪些可以改进的地方，例如，我们可以提出：

• 是不是弹力越高越好呢？
• 如果我们增加零件限制弹射角度，会怎么样？
• 我们选择的低平快的榴弹炮策略，还是高而慢的迫击炮策略？
• 等等……

用这些问题作为引导，让孩子主动思考怎样改进投石机，让它投掷成功。这一过程中孩子对工程、技术和数学方面的知识都有提升作用。这个过程相当于工程过程中的再设计阶段。

我们还可以换一种类型的城堡，甚至把城堡换成高塔、壕沟、反斜坡等更高难度的目标，让孩子进一步改造投石机完成测试。

评估：

在活动的过程和结束后，家长都可以对孩子的表现进行评估：孩子能不能搭建出来；测试过程能否快速找到问题；能否做出改进；同一个问题在活动前和活动后是否有更深入理解等，家长都可以做到心中有数。 返回搜狐，查看更多