仿生學(Biomimicry)課程Q&A

Q: 學生在STEM 課堂學習機器動物, 可以如果設計到跟仿生學(Biomimicry)有關?

A: 當然可以！機器動物是一個很好的例子，可以與仿生學相關聯。仿生學是從自然界中學習，並應用這些學習到工程和設計中，以創造更有效率、可持續和創新的產品和系統。機器動物的設計可以參考自然界中的動物，例如像蜜蜂的無人機、像狗的機器人等。

以下是一些與機器動物相關的仿生設計示例：

像鳥類的機器人：研究鳥類的飛行方式，設計可以像鳥一樣飛行的機器人，將有助於創造更有效率和穩定的飛行機器人。

像蜘蛛的機器人：仿照蜘蛛的運動方式，設計可以穿過狹窄和崎嶇的地形的機器人，如搬運貨物或救援行動等。

像魚類的機器人：研究魚類的游泳方式，設計可以在水中自由運動的機器人，如海洋探測或水下修復等。

像狗的機器人：仿照狗類的運動方式和行為，設計可以在不同地形上移動、識別物體和人的機器人，如搜救或監控等。

這些是一些與機器動物相關的仿生設計示例，但實際上還有許多其他的設計應用，可以參考自然界中的生物學習。通過將仿生學應用到機器動物的設計中，可以創造出更有效率、靈活和可持續的機器人，有助於推動未來科技的發展。

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Q:記憶金屬可以如何設計出有趣課程給小學同學?

Ａ:記憶金屬是一種特殊材料，具有記憶形狀的能力，可以在受到激發時恢復原來的形狀。以下是一些有趣的課程設計，可以讓小學同學了解並體驗記憶金屬的特性：

製作記憶金屬彎曲玩具：讓學生使用記憶金屬線，將其彎曲成玩具的形狀，例如彎曲成動物或植物的形狀。然後，讓學生觀察當玩具受到熱源（如溫水）的激發時，如何恢復原來的形狀。

製作記憶金屬迷宮：讓學生使用記憶金屬線和其他材料，製作一個迷宮。學生可以將記憶金屬線彎曲成迷宮的牆壁，然後使用磁鐵或其他方法將迷宮的開口部分封閉。然後，讓學生觀察當熱源通過迷宮時，記憶金屬線如何恢復原來的形狀，讓學生試圖尋找出口。

設計記憶金屬機器人：讓學生使用記憶金屬線和其他材料，設計一個小型機器人。學生可以使用記憶金屬線作為機器人的骨架，然後添加其他元件（例如馬達和電池），以使機器人可以移動。然後，讓學生觀察當機器人受到熱源的激發時，如何恢復原來的形狀，並讓學生試圖控制機器人的行動。

以上是一些有趣的課程設計，可以讓小學同學了解記憶金屬的特性和應用。通過這些課程，學生可以培養對科學和工程的興趣，並體驗設計和製作的樂趣。

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Q:跟隨以上想法設計10堂STEM給10歲小學生?

A: 以下是一個可能的 STEM 課程計劃，旨在介紹記憶金屬和促進學生對科學和工程的興趣。這個課程計劃包括 10 堂課，每堂課約 60 分鐘。

第 1 堂課：介紹 STEM 和記憶金屬

介紹 STEM 的概念和記憶金屬的基本特性

讓學生觀察和探究記憶金屬的形狀記憶和恢復能力

第 2 堂課：製作記憶金屬彎曲玩具

讓學生使用記憶金屬線製作彎曲玩具

讓學生觀察當玩具受到熱源的激發時，如何恢復原來的形狀

第 3 堂課：製作記憶金屬迷宮

讓學生使用記憶金屬線和其他材料製作迷宮

讓學生觀察當熱源通過迷宮時，記憶金屬線如何恢復原來的形狀，並試圖尋找出口

第 4 堂課：設計記憶金屬機器人

讓學生使用記憶金屬線和其他元件，設計一個小型機器人

讓學生觀察當機器人受到熱源的激發時，如何恢復原來的形狀，並試圖控制機器人的行動

第 5 堂課：運用記憶金屬製作動物玩具

讓學生觀察和學習動物的形態結構和運動方式

讓學生使用記憶金屬線製作動物玩具，並試圖讓它們像真實動物一樣移動

第 6 堂課：設計記憶金屬橋樑

讓學生學習有關橋樑的設計和結構

讓學生使用記憶金屬線和其他材料設計一個小型橋樑，並測試其穩定性和重量承載能力

第 7 堂課：運用記憶金屬製作機械手

讓學生學習有關機械手的設計和結構

讓學生使用記憶金屬線和其他元件，設計一個小型機械手，並試圖控制其運動和抓取物體

第 8 堂課：設計記憶金屬太陽能車

讓學生學習有關太陽能的基本原理和應用

讓學生使用記憶金屬線和其他元件，設計一個太陽能車，並試圖讓它在陽光下運行

第 9 堂課：實驗記憶金屬的形狀記憶溫度

讓學生學習記憶金屬的形狀記憶溫度和相關性

讓學生進行實驗，測試不同記憶金屬線的形狀記憶溫度

讓學生探究記憶金屬的應用，例如在醫學和航空工業中的應用

第 10 堂課：STEM 設計挑戰

讓學生分組進行 STEM 設計挑戰，例如設計一個記憶金屬機器人比賽，或設計一個記憶金屬建築物模型讓學生應用他們在前面課程中學到的知識和技能，並試圖設計和製作最具創意和效能的產品

這是一個可能的 STEM 課程計劃，可以讓小學生在學習中體驗 STEM 的樂趣和挑戰。通過這些課程，學生可以學習設計和製作的基礎知識和技能，並培養對科學和工程的興趣和熱情。