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更新时间:2019-09-23

如何用一款“榫卯”玩具,贯穿孩子2-14岁的思维教育?|百造创新发动机

25天前

百年来以课本为载体、以灌输知识点为目标的教育内容和形式亟需进化;除“硬科技”外,如何直面培育“解决未来的不确定性”的综合思维能力?——这需要引入教育行业之外的视角。

作为建筑学背景的团队,百造发现:建筑学涉及人文艺术与科学工程的强跨学科素养,承载着人类想象预判未来的能力,是最适合承担革新重任的领域。

百造以玩教具为载体,从项目式学习、学科场景化角度切入,提供思维能力教育解决方案;自主研发覆盖2-18岁的累计200+款教具、共400+课时的课程。曾为哈佛大学、清华大学、北京四中、北大附中、清华附小、一土教育、探月学院等30多所学府提供教学或师训支持。

将学府认可的思维力课程带进更多的家庭,是百造的宗旨;在『百造创新发动机』系列栏目中,将为您揭晓百造新式思维教育背后的大脑、团队和教育理念。

百造学堂思维教育

如何用一款“榫卯”玩具,贯穿孩子2-14岁的思维教育?
百造“榫卯之方”系列教具

sǔn mǎo 榫卯

凸出为榫,凹进为卯

榫卯是一种我国古代传统结构方式,明朝的周圻在《名义考·地部·榫卯》里描述:“枘凿者榫卯也……今俗犹云公母榫。”

它是极其精巧的设计,没有任何的粘结材料,更没有我们现代使用的钉子螺栓,仅是凭借“恰好”的“咬合”,达到最紧密牢固的结合,稳定且保持柔性。

每个中国小朋友的心里都住着一个小小鲁班

鲁班是我国古代春秋时代鲁国人,人称公输班或者班输,后来人们惯称其为鲁班。他的名字不单单是一个人的称呼,更成为了一种智慧的象征。相传现在我们木工师傅们用的手工工具,如钻、刨子、铲子、曲尺,划线用的墨斗等,都是鲁班发明的。

鲁班锁,相传鲁班为了测试自己的儿子够不够聪明,仅凭六根木条利用榫卯的原理拼合在一起,让儿子解开。此后鲁班锁传开,逐渐演变成了我们现在常见的鲁班锁。如上图,2018年广州百造亲子建筑节上,600多个家庭加入了鲁班锁的智力搭建挑战。

从家具到建筑:不用一根钉子,撑起世界

榫卯结构蕴含了木匠的玲珑匠心,将力量之美融入到木的身体里,含而不露。一件好的中式木质家具,要经历选料、干燥、打样、开料、组装、雕刻、打磨等多道工艺。若把家具比作一个生命体,其中的打样、开料等工序,决定了这件家具的皮肉,而榫卯结构则是这个家具的骨骼。
骨骼,撑其皮肉,昂其魂灵。

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而榫卯在人类历史上最伟大的构筑物——建筑上的应用,最早可以追溯到7000年前的新石器时代。浙江省余姚市的河姆渡文化遗址中出现的原始居民的木制房屋就是最好的证明。

至今建成已600多年的紫禁城,经历过极具破坏性的200多场地震,但每一次都能屹立不倒,这完全倚赖于以精巧的斗拱榫卯为核心的木结构体系。

蕴含千年智慧的榫卯,是当之无愧的古代黑科技。对青少年来说,榫卯模型可以激发他们的“抽象思维”和“想象能力”。习惯了钢筋水泥的孩子们,或许更应该回归神乎技矣的榫卯文化中,体验古人的智慧,探索创造的乐趣。

“榫卯” 2-6岁:xyz轴坐标系,从娃娃“抓起”

百造设计了一系列基于中国传统榫卯节点的思维教具,通过方型、锯齿型、圆柱型三种形式的节点孔洞构造,将榫卯节点进行三维方向的阵列复制,实现坚硬、牢固、可拆卸的结构体系。

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榫卯玩具就像一个生长中的“矩阵森林”。这一结构自然地产生了多个立方体空间。在这些立方体空间中,可以用定制的纸板作为底板。

聪明的百造学堂宝宝们已经不满足于在一个平面的楼房上辨认小动物的家。

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在K3数理逻辑思维《小阁楼》课程中,这群5岁的孩子在立体榫卯玩具中布置属于大家的“小阁楼”,通过给不同位置的邻居装点房间,围绕着这一“阁楼”走动、观察,兴奋地完成任务,进而掌握三维的点数和上下左右的逻辑辨认。

可以发现,百造榫卯玩具是一个非常直观的x、y、z轴三维坐标系。百造的宝宝们也已经不满足于在平面地图上进行认知,他们将从5岁开始接触坐标系:

另一节K3数理与逻辑的《铃铛历险记》课堂上,在百造榫卯玩具的十字节点处,孩子们亲手把“CCTV大楼”、“故宫”等构筑物布置其上,重组构建一个他们想象中的3D魔幻首都;

然后用铃铛在三维的各方向上系绳,规划小铃铛的历险路线。孩子们最后会用生动、有序的语言描述出这一故事:“小铃铛向上走了几步…向左…沿着长城爬呀爬…再向前…”。

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“榫卯” 6-10岁:立体绿化灌溉vs会长大的家具

在百造6-10岁的STEAM思维课堂上,孩子们则将跟随老师们,了解榫卯在家具、木作、斗拱、建筑等各个方面的应用;利用榫卯结构,深度地训练基于补形进行想象、预设步骤的空间想象能力、工程流程思维。

孩子和建造小能手之间,只差一个鲁班锁的距离,因为鲁班锁包含部分常见的简单榫卯,如刻半榫等,通过亲自动手组合、拆卸,孩子能真正搞懂榫卯的原理,更重要的是他们的空间思维和想象能力也会得到更好的实践释放。

理解了榫卯的奥妙之处后,还要学以致用、物尽其用。不如运用榫卯的原理搭建一个花墙?或许孩子心中已经有了更妙的想法。

百造《绿色花墙》课程中,由于节点的阵列组合,在榫卯杆件的端头可以延伸出新的“空节点”,这对于孩子决定采用什么样的构件、在什么样的向度上进行拼插与延伸,有极高的自由度,提供了抽象想象与探索的可能性。在结构上放置例如绿植等其他物品,侧板也可进行装饰。

思维教育赋予的自由度在于:一千个孩子眼里就有一千种“百造玩具”的样子。

团队协作中涉及思维碰撞、角色分配、动手能力、沟通能力等,这让孩子们的表现更值得期待。在立体绿化基础上,孩子们要进一步完成技术、结构、美学的跨学科综合挑战:设计并安装一个真实的灌溉体系。

我们希望百造榫卯玩具能有机会走进更多家庭;和爸爸妈妈一起组装“家具”的亲子时光会是很不错的童年回忆。从鞋柜、桌椅到猫窝等……

随着时间流逝,可以反复改装家具以适应更新的需求和创意;——这是一款会“长大”的家具。

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为了避免突出的构件对孩子造成磕碰危险,我们增加了尽端收边的杆件类型;将原本的圆柱的节点改为平面结构,增加稳固性。在榫卯结构基础上,设计相适应的家具面板,根据家具的功能封闭相应的面层。

上述的玩具结构逻辑,直接对应“点、线、面”构成的家具几何体系;同时鼓励孩子们通过观察、触摸、连接等方式,初步感知家具设计的基本原理,让孩子们掌握并培养其对中国传统工艺的兴趣。

“榫卯” 10-14岁:徒手搭起庞大且精巧的亭子

对于10-14岁的少年,将在老师和家长的协助下,用完整的一周时间,循序渐进地学习理解“模数”这一重要的工程概念,更加深入地掌握不同形制的节点,了解CNC数控机床、初步阅读技术图纸。不用一根钉子,通过平衡、悬挑等力学原理间的配合使用,合作搭建出庞大且精巧的榫卯亭子。

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图示的榫卯装置共采用436个构件组成,区别使用的节点数量、杆件长度与节点类型,一共涉及28种构件。在正交的网格体系中有预设地退让错落出一个空间。装置拥有1个入口与2个大型洞口。

从2岁-14岁,用“榫卯”搭建的知识小生态

建筑学科领域中蕴藏着用之不竭的智慧素材;榫卯只是其中小小一隅;但仅从“榫卯”这一线头,百造学堂的研发团队拽起了如下的知识信息体系,并应用在孩子的不同年龄阶段:

“矩阵森林”的立体空间
xyz轴三维坐标系
立体绿化与灌溉体系
点线面构成的家具结构
以“模数”为核心的悬挑结构体系
……

当我们沿着孩子的年龄线索一路梳理课程,可以发现,将知识通过眼睛所能看见的结构和场景演绎出来,手脑并用,能极大地吸引幼儿的注意力、提高大孩子们的沉浸程度,显著地增加孩子们举一反三的掌握水平,真正将知识沉淀为思维素养。

百造玩教具,正是将这些三维的、逻辑的、序列的各种思维路径,渗透为孩子们动脑时的潜意识。

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