八年級生活科技的師生對話
文∣新北市立青山國中小學 黃健益老師 SDG4 ∣ 優質教育
搖搖擺擺，一步一腳印緩慢向前自走玩具
在生科課程的開始，思考著在起始的手作課程中，需要什麼樣子的主題，讓學生在動手作之餘，也能兼顧科學學習的內容。從這麼多元的教學主題中，選擇了自走玩具，一方面是原理中有著重心位置移動，轉換成向前走動的動力，另一方面也有著自我對於生科的期許，每一步雖然走得慢，但堅定步伐，持續前進，我們在路上。
製作過程中，教師先拿出已完成的成品以及半成品，讓學生看見可以成功的樣貌，也可以鼓勵學生從眼睛觀察中發掘其中的奧妙。鼓勵學生自我創作自己的自走玩具樣貌，以手鋸或電動線鋸完成外觀，只是我們的起始。接下來對於外觀的打磨，則是考驗耐心與自我的要求。在一點一滴成型的玩具外觀，也能看到學生眼中逐漸成型的自走玩具，帶來的，是自我能力的肯定，也是自我成長的痕跡。
成型的外觀，要能夠自走下坡，關鍵在於重心的量測。使用懸吊法，將已完成的外觀主體 ( 三片)，以橡皮筋綑綁，將細線任意夾在主體邊緣，使之自然懸吊，沿著細線之方向畫線。共測量三次，其焦點即為重心。原理為有轉動，就有轉動力矩。 物品上所有質點，皆會產生轉動力矩，唯有重心點位置，能讓所有轉動力矩和為零。
量測出重心後，定位足部位置，長腳與短腳對於自走玩具的步態，有著不同的呈現，皆由同學自由選擇設定。足的位置，則是偏離重心，刻意造成重心偏移的效果，以達成一步步緩慢搖擺前進。
自走，代表我們對於生科教育的堅定，與手作的起始。
動力的來源，貓咪手、彈珠檯凸輪玩具
Automata，源自於18 世紀中期的希臘語「Automatos」，意思為能夠自己會動的機械裝置。在這麼多年發展之後，加入了機械原理，而造就後來的精確與細緻的產品— 時鐘。對於 Automata 的應用，在如此廣泛的範圍中，我們選擇了凸輪作為教學主題，凸輪主要生活應用於汽車引擎，常見的廣告用語「雙凸輪軸引擎」即是利用此方式，作為通過擺動凸輪來控制氣門的開閉。
將凸輪帶動的動作簡化為旋轉與上下，藉由手搖作為動力來源，不同位置的機械互相以摩擦力或齒輪帶動。在課堂中，讓學生以影片先看到凸輪玩具的呈現與有趣之處，搭配教師的成品呈現，讓學生在手上把玩，搭配講義思考呈現作品的樣貌， 讓手作充滿個人的氣氛。
貓咪的手，取物時上下移動的可愛樣貌，有賴於凸輪中，偏心輪的製作。偏心輪為轉動時，轉動軸不在輪心之機構，造成轉動時圓心上下偏移的狀況。藉由此機構，搭配支撐貓咪的手掌推移機構，使得在轉動時，貓咪的手，輕柔的上下招手，讓煩燜的心情，一掃而空。
彈珠檯，在夜市中，始終是人氣不墜之童玩。在凸輪融入後，進化成運球機關，看著同學們發想與嘗試錯誤，對著眼前未成型的運球機關，一次次自我懷疑與重新開始，逐漸成長與茁壯。線鋸機的操作技巧與其他器械的熟悉，使得運球機關漸漸成形。第一次上線運作的卡卡，到後來的走完全程，見證了我們對於凸輪玩具的了解，以及想完成的那份心。
教師的設計理念
在七年級結束，八年級之初，學生從簡易的手工具操作，進入電動機械的創作世界。而在主題挑選過程中，以自走玩具為第一個創作的原因是手工具轉換電動機械時，須熟悉電動機械的使用方式與安全守則，且自走玩具的造型創作上，亦規定學生盡量不以簡單圖形 (如正方形或圓形) 呈現。以熟悉器材操作之餘，亦能呈現個人風格。在教學原理上，也有理科學習的功能原理及力矩原理可供教學參考，幫助學生在主題式創作中，能獲得多元知識。
凸輪玩具的選擇，則是以非電子動力來源時，可手動操作的原理之一。而凸輪玩具在國外已行之有年，介紹給同學們，也可在實作中，體驗創作，向國內外大師級創作學習，並完成自己的第一座有故事的凸輪玩具。
學生的真情回饋
我覺得作凸輪玩具是一項非常難的挑戰，但是我們還是分工合作一起完成它，我感到非常的驕傲。首先，我們先畫出構造圖，然後開始鋸木頭，我們拿出圓規來畫圓，做出凸輪玩具的輪子，也遇到很多的困難，例如我們想做出彈珠走的軌道，真的很難鋸，失敗了好多次，最後還是齊心協力的克服。在做的過程中，發現團隊合作，比一個人慢慢發想、思考、克服困難，更有效率。我的組員與我，原本不是很熟，但在合作凸輪玩具的過程中，我們變成非常要好的朋友，這是課程以外的意外收穫。―806 莊子霆
第一次嘗試做自走玩具的體驗是新奇的，因為我開始使用那些電動器具，也開始為了自己要做出的玩具做構思。第一步，我們先思考要做的外型，在紙上嘗試畫出，接下來在木片上畫出後切下，摩邊磨角，讓切下的三個主體外型相同。接下來，是自走玩具的足部製作，先切出兩細長條，作為腿部，再切出 4cm*3cm 見方的木
片，作為腳掌，再將其黏合。最後將主體與腿組合在一起，就完成了。我覺得自走玩具非常有趣，我學習到如何設計外觀，操作線鋸機，也開始覺得木工很有趣，希望大家也可以嘗試做看看。―806 鄭鋐澤