在当今注重儿童全面发展的教育理念下,Steam 教育越来越受到家长和教育工作者的关注,Steam 代表科学(Science)、技术(Technology)、工程(Engineering)、艺术(Arts)和数学(Mathematics),它强调跨学科的融合与实践应用,而科教玩具作为 Steam 教育的重要载体,能够以有趣的方式激发孩子们对这些领域的兴趣,培养他们的综合素养,我们就一同探索 Steam 十大科教玩具,看看它们是如何为儿童的成长助力的。
编程机器人:让逻辑思维“动”起来
编程机器人是 Steam 科教玩具中的明星产品,以乐高 Mindstorms 机器人为例,它通过搭建不同形态的机器人模型,再配合图形化编程软件,让孩子们能够直观地理解编程指令与机器人动作之间的关系。

在搭建过程中,孩子们需要运用工程思维,根据机器人的功能需求,合理选择和组装各种零件,比如搭建一个能自动避障的机器人,孩子要考虑传感器的安装位置、电机的动力分配等问题,而在编程环节,图形化的编程界面就像搭积木一样,孩子们只需将不同的指令模块组合起来,就能实现机器人的各种动作,如前进、后退、转弯等,通过不断地尝试和调试,孩子能够深入理解条件判断、循环等编程逻辑,这种动手实践的方式,比单纯的理论学习更能激发孩子对编程的兴趣,培养他们的逻辑思维和问题解决能力。
还有像 Makeblock mBot 这样的编程机器人,它价格相对亲民,功能也十分丰富,孩子们可以通过手机 APP 或电脑软件对其进行编程控制,还能添加扩展模块,实现更多创意功能,如巡线行驶、红外遥控等,编程机器人不仅让孩子接触到前沿的科技知识,还为他们未来在计算机科学领域的学习打下了坚实的基础。
电子积木:点亮科学探索之光
电子积木是一款将电路原理与趣味实验相结合的科教玩具,以电学小子电子积木为例,它包含各种电子元件,如电池盒、灯泡、开关、电阻、电容等,孩子们可以像搭积木一样,将这些元件通过卡扣连接起来,组成一个个简单的电路。
从最基础的串联、并联电路实验开始,孩子能够直观地看到电流的流动和灯泡的亮灭,从而理解电路的基本原理,随着实验的深入,还可以进行如声控电路、光控电路等更复杂的实验,比如搭建一个声控灯电路,当环境声音达到一定强度时,灯泡就会亮起,在这个过程中,孩子需要了解声音传感器的工作原理,以及如何将其与其他元件配合使用。
电子积木不仅能让孩子学习到电学知识,还能培养他们的观察力和实验操作能力,每一次成功搭建出一个电路,看到预期的现象出现,都会给孩子带来极大的成就感,激发他们对科学探索的热情,通过对电路的改造和创新,孩子还能发挥自己的创造力,设计出具有独特功能的电路作品。
3D 打印笔:将想象变为现实
3D 打印笔是一种充满创意的艺术与技术结合的科教玩具,它通过挤出热熔的塑料丝,在空气中迅速冷却凝固,让孩子能够在空中“绘制”出立体的物体。
当孩子使用 3D 打印笔时,首先要在脑海中构思出想要创作的物体形状,这锻炼了他们的空间想象力,在实际操作过程中,要控制好打印笔的移动速度和塑料丝的挤出量,以保证线条的流畅和物体的成型质量,比如制作一个小挂件,孩子需要先画出挂件的轮廓,再逐步填充内部结构。
3D 打印笔还可以与其他学科知识相结合,在历史课上学到了古代建筑,孩子可以用 3D 打印笔将其复原出来,加深对历史建筑结构的理解;在美术课上,用 3D 打印笔创作立体的雕塑作品,丰富艺术表现形式,通过 3D 打印笔,孩子能够将抽象的想象转化为具体的实物,这种独特的创作体验极大地激发了他们的创新思维和动手能力。
科学实验套装:开启微观世界之旅
科学实验套装涵盖了物理、化学、生物等多个学科的实验项目,以物理实验套装为例,它可能包含了各种光学、力学、磁学实验器材,比如通过三棱镜进行光的色散实验,孩子能够看到白光分解成七种颜色的光带,了解光的组成,在力学实验中,使用弹簧测力计测量物体的重力、拉力等,让孩子感受力的大小和方向。
化学实验套装则更为有趣,包含了各种化学试剂和实验器具,孩子可以进行如酸碱中和、金属置换等简单的化学反应实验,在实验过程中,孩子要严格按照实验步骤进行操作,注意安全事项,这培养了他们的严谨态度和科学素养,生物实验套装则能让孩子观察微观世界,通过显微镜观察植物细胞、动物细胞的结构,了解生命的奥秘。
科学实验套装为孩子提供了一个亲自动手进行科学探究的平台,让他们在实践中发现问题、解决问题,培养对科学的兴趣和探索精神,不同学科的实验项目相互融合,拓宽了孩子的知识面,促进了跨学科思维的发展。
机械齿轮积木:探索机械原理的奥秘
机械齿轮积木由各种形状和大小的齿轮、轴、连杆等零件组成,孩子可以利用这些零件搭建出各种复杂的机械结构。
从最简单的齿轮传动开始,孩子能够观察到不同大小的齿轮相互啮合时的转速变化,理解齿轮传动比的概念,通过搭建如机械手臂、摩天轮等模型,孩子需要进一步考虑齿轮、轴和连杆之间的配合关系,以及如何实现特定的机械运动,比如搭建一个能够抓取物体的机械手臂,孩子要设计好连杆的长度和角度,以及齿轮的传动方式,使机械手臂能够准确地抓取和放下物体。
机械齿轮积木不仅让孩子了解机械原理,还培养了他们的工程设计能力,在搭建过程中,要不断优化结构,提高机械的稳定性和效率,通过对机械模型的改造和创新,孩子还能培养自己的创新思维和动手能力。
磁力片积木:构建空间想象的乐园
磁力片积木是一种具有磁性的塑料积木片,通过磁力相互连接,它的形状多样,有三角形、正方形、圆形等。
孩子可以利用磁力片积木搭建出各种立体的建筑、车辆、动物等模型,在搭建过程中,需要考虑模型的结构稳定性和空间布局,比如搭建一个高楼大厦,要合理安排不同形状的磁力片,确保大厦的坚固性,这锻炼了孩子的空间想象力和三维空间感知能力。
磁力片积木还可以进行创意拼接,如制作立体拼图、磁力画等,孩子可以充分发挥自己的创造力,用磁力片拼出各种独特的图案和造型,多人合作搭建大型模型时,还能培养孩子的团队协作能力和沟通能力。
智能电子套件:触摸未来科技的脉搏
智能电子套件是随着物联网技术发展起来的新型科教玩具,它包含了各种传感器、微控制器和无线通信模块等,以 Arduino 电子套件为例,孩子可以通过编写程序,让传感器感知环境信息,并通过微控制器进行处理和控制。
比如制作一个智能温湿度监测系统,使用温湿度传感器实时监测环境的温度和湿度,当温度或湿度超出设定范围时,通过无线通信模块将数据发送到手机 APP 上,同时控制风扇或加湿器进行调节,在这个过程中,孩子需要掌握传感器的使用方法、微控制器的编程技巧以及无线通信的原理。
智能电子套件让孩子接触到前沿的物联网技术,培养他们的科技素养和创新意识,通过开发具有实际功能的智能作品,孩子还能将所学知识应用到实际生活中,提高解决实际问题的能力。
天文望远镜:仰望星空的奥秘
天文望远镜是探索宇宙奥秘的重要工具,也是一款极具魅力的科教玩具,它能够让孩子清晰地观察到月球表面的环形山、行星的卫星、星系等天体。
当孩子使用天文望远镜时,首先要了解望远镜的结构和使用方法,这涉及到光学原理和机械操作知识,在观察天体的过程中,孩子需要根据天体的位置和时间进行调整,培养了他们的观察力和耐心。
通过观察月球,孩子可以了解月球的地貌特征和形成原因;观察行星,了解太阳系的结构和行星的运动规律,天文望远镜激发了孩子对宇宙的好奇心和探索欲望,让他们对科学产生更浓厚的兴趣,对宇宙的了解也能拓宽孩子的视野,培养他们的宏观思维和对自然的敬畏之情。
科学模型套装:再现科学现象与历史场景
科学模型套装种类繁多,包括物理模型、化学模型、生物模型以及历史场景模型等。
物理模型如太阳系模型,孩子可以直观地看到太阳系中八大行星的位置和大小关系,了解行星的公转和自转,化学模型可以展示分子的结构,让孩子理解化学物质的组成和化学键的形成,生物模型如人体器官模型,能够让孩子清楚地认识人体各个器官的位置和功能。
历史场景模型则能让孩子穿越时空,再现古代建筑、战争场景等,比如搭建一个古代城堡模型,孩子可以了解古代建筑的结构和防御功能,感受历史文化的魅力,科学模型套装以直观的方式向孩子展示科学知识和历史文化,帮助他们更好地理解和记忆相关内容。
数学益智玩具:提升数学思维的法宝
数学益智玩具如魔方、数独、七巧板等,是培养孩子数学思维的有效工具。
魔方锻炼了孩子的空间思维和手眼协调能力,在还原魔方的过程中,需要运用到数学中的空间变换、组合等知识,数独则是对逻辑推理能力的考验,孩子要根据已知数字,通过逻辑推理填出其他数字,培养了他们的分析和判断能力,七巧板通过不同形状的板块组合,可以拼出各种图案,锻炼了孩子的图形认知和空间想象能力。
数学益智玩具以游戏的方式让孩子在轻松愉快的氛围中学习数学知识,提高数学思维能力,为他们在数学学科的学习打下坚实的基础。
Steam 十大科教玩具各具特色,从不同的角度为孩子提供了丰富的学习和探索机会,它们将科学、技术、工程、艺术和数学等知识融入到有趣的玩耍中,激发了孩子的学习兴趣,培养了他们的综合素养和创新能力,在孩子的成长过程中,合理选择和使用这些科教玩具,能够为他们开启一扇通往多元成长的大门,让他们在未来的学习和生活中更加自信和从容。