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美國金獎 | 史丹福大學機械女工程師首創發明Goldie Blox | 全球獨步繪本與建構教具結合




「GoldieBlox的使命是激勵下一代女性工程師」(GoldieBlox is on a mission to inspire the next generation of female engineers.) - 戴比.史黛林 (Debbie Sterlling),史丹福大學機械工程學系工程師暨GoldieBlox創辦人


「我們的女孩不僅僅是公主。她們是我們未來的建造者。」(GoldieBlox is on a mission to inspire the next generation of female engineers.) - 戴比.史黛林 (Debbie Sterlling),史丹福大學機械工程學系工程師暨GoldieBlox創辦人



早在2015年我在美國發現到STEAM教育的趨勢時,作為兩位女孩的母親,因為相當重視孩子的未來職涯發展,所以當時對於女性參與科學、技術、工程、數學領域的議題充滿著興趣。許多數據均顯示,過去女孩參與STEM專業學科的比例較低,例如˙:根據美國微軟電腦的調查,在2018年臺灣學習資訊科學相關領域的女性僅佔全體15%;另外,根據臺灣教育部的統計,2022-2023年大學數學系僅有30%的女性,意味著男性學生在數理工程學門仍佔大多數。在美國,女男修習STEM領域失衡的情況更加嚴重,2018年皮尤研究中心 (Pew Research Center) 的一份資料中顯示,當地僅有29%的女孩認為自己擅長數學、27%的女孩認為自己擅長科學。這樣的性別刻板印象,讓女性在當今STEAM教育的潮流下,處於較不利的地位,進而影響到未來職涯發展以及研究經費的補助機會。


在這樣的教育想法下,讓我在CC徽徽1-2歲的時候,就非常關注任何有助於培養女孩理工能力的玩教具。其中,由美國史丹福大學機械工程學系的女工程師-戴比.史黛林 (Debbie Sterling) 所創辦的GoldieBlox工程玩具,立刻成為我的STEAM玩具清單雷達中的必收目標。創辦人Debbie Sterling在史丹福大學就讀時,就發現到美國女性在工程領域的比例僅佔11%、且當地女孩約在8歲的時候,就開始對數學與科學失去興趣。起心動念,因此於2012年在Kickstarter發起了第一輪群幕活動,進而成功開創了全球第一套專門培養女孩對工程領域興趣的教具,並榮獲多項頂尖大獎,包括:2014年玩具業協會頒發的年度教育玩具獎 (2014 Toy Industry Association's Educational Toy of the Year Award)、2014年Parents' Choice金獎 (2014 Parents' Choice Gold Award)、2013年愛迪生獎 (2013 Edison Award)、2014年Fast Company最具創新力公司 (2014 Fast Company Most Innovative Companies) 等,成果豐碩。


第一、全球首款女孩工程師玩具 - GoldieBlox玩具特色介紹


GoldieBlox推薦的年齡層是4-9歲的兒童,根據我們家CC徽徽的遊戲經驗,其實小朋友3歲以上就可以進行 (在家長陪同不會誤食的情況下),到了小學依然是很適合的課堂教學教具。截至2017年底,GoldieBlox玩具不但在全球銷售超過了100萬件,更進一步擴展益智書籍、影音動畫等領域,更於2014年贏得了超級盃的廣告播放機會,也成功與美國女童子軍 (Girl Scouts of the USA) 合作,並首次將STEM機械工程領域納入童子軍徽章中,Debbie Sterling也成為2013年時代雜誌的風雲人物之一。整體來說,GoldieBlox之所以能夠獲得教育上與商業上的雙重迴響,主要是該玩具突破了許多傳統建構玩具上的限制,並展現出許多創舉,包括:


第一、全球首款將繪本與工程領域結合的建構式教具

為了提升女孩對數理工程的興趣,創辦人Debbie Sterling做了許多研究。根據加州柏克萊大學教育學院的研究,將數學或科學融入在情境故事中,可以幫助學生更容易將抽象的學術概念應用在現實生活中;尤其是,故事書容易引發情感共鳴,女孩在閱讀繪本故事時,可透過角色與情節產生情感上的連結,進而提升女孩學習數理的動機與理解能力。因此,GoldieBlox遊戲盒裡,均有設計背景故事與人物主角,提供孩子「情境式的學習」,例如:在《旋轉派對》,女主角Goldie要設計一款一座會旋轉的遊戲舞台,讓她心愛的寵物Nacho以及好朋友們一起玩耍;在《瓦倫的滑板公園》,小朋友要幫瓦倫 (Val) 打造一個滑板公園,讓她可以盡情一邊聽音樂、一邊玩滑板。


第二、每款玩具均採主題式設計,培養問題解決能力

GoldieBlox每款遊戲都圍繞著一個特定的故事情節,考驗著孩子如何運用自己的數學、工程、科技、科學知識來挑戰各種情節,培養問題解決能力。例如:在《歡樂遊行》中,小朋友們需要運用「輪軸」(wheel and axle) 的工程概念,來設計與建造一座遊行花車;在《盧比高空纜車》中,孩子需要運用到「程式解碼」(programmer) 的能力,來建造與操作纜車,並理解滑輪如何減少提升重物所需要的力。


第三、打破傳統性別刻板印象,女男兩性都能玩數理

打破性別刻板印象,推廣兩性平權是GoldieBlox的重要價值。傳統上,在歐美經常會認為「金髮碧眼的美麗女性」通常並不具備獨立自主與才智能力,因此,Debbie Sterling特別將主角GoldieBlox設計成金頭髮,想要顛覆傳統美麗女性等於芭比娃娃的花瓶印象。以下是幾個GodieBlox的重要人物介紹,每一位都舉備獨特強大的智慧:


1. 女主角Goldie Blox - 角色設定是機械工程師。擅長工程和發明,她經常利用各種材料來設計和建造不同的機器和裝置。她的角色設計旨在激勵女孩們探索工程和科學領域。


2. 好朋友Ruby Rails - 角色設定是程式設計師。精通程式設計和計算機科學,她的角色設計旨在激發女孩們對編程和技術的興趣。


3. 好朋友Li Gravity - 角色設定是天文學家。擅長天文學和物理學,她的角色設計旨在激發孩子們對科學的好奇心,特別是天文學和物理學。


4. 好朋友Valentina Voltz - 角色設定是電器工程師。精通電子學和機械工程,她的角色設計旨在讓孩子們了解電子和機械的基本原理。


第四、積木零件多元相容性高,無限創造與無限延伸

GoldieBlox的零件將當多元豐富,係根據真實的工程零件特別設計、成為幼兒與兒童遊戲時均能安心玩樂的教具。例如:輪軸 (axles)、插孔遊戲台 (pegboard)、華司墊片 (washers)、曲柄1支 (crank)、輪子(wheels)等,每款遊戲盒裡面的零件均能相容、小朋友可以根據自己的想像力,自由打造成各式各樣的機械工程作品。值得一提的是,GoldieBlox每款均可設計2-10種以上工程作品,玩法多樣,不斷擴充的功能系統,意味著孩子有能力搭建出更巨大、更複雜的工程作品,同步考驗著孩子科學、數學、工程、藝術、與科技知識的整合能力。(★ 補充說明:如果喜歡多一點零件的,建議可以加購《創意零件組》,盒內有超過275件零件,讓孩子玩得更過癮喔!)


第五、適合不同年齡歲段,從幼兒園到小學課均適合

為了滿足不同年齡層、不同發展階段的孩童需求,GoldieBlox每款均有推薦的入門年齡,並將難度加以劃分。根據順序、年齡由小到大依據是:《旋轉派對》與《滑輪芭比》與《特務盧比》(4歲以上) ➜《歡樂遊行》與《小小神射手》(4-9歲) ➜《小小動畫家》(6歲以上) ➜《小李瞭望燈塔》(中級I) ➜《瓦倫滑板公園》(中級II) ➜《盧比高空纜車》(中級III) ➜《柯蒂轉轉風車》(進階I)。值得一提的是,由於GoldieBlox的核心是培養孩子問題解決能力,所以對於小學生來說,就算是接觸到《旋轉派對》,也能從動手探索與實驗組裝的過程中,學習到物理力學、簡單機械等工程概念,非常適合當作學校的課堂教具喔!


第二、全球首款女性工程師玩具 - GoldieBlox各產品介紹

介紹完GoldieBlox的設計理念後,現在來進一步介紹Goldie Blox裡面每一款的產品內容囉!原則上,歷年暢銷必買的一定是四大經典主題包,均非常適合幼兒開始入門機械工程:《旋轉派對》、《歡樂遊行》、《小小神射手》、《小小動畫家》,每一款都能打造2-9種以上的機械裝置;等到孩子中大班後,則可以選擇《小李瞭望燈塔》(中級I)、《瓦倫滑板公園》(中級II) 、《盧比高空纜車》(中級III) 、《柯蒂轉轉風車》(進階I) 四種款式,精緻小巧、攜帶方便,隨時隨地帶著孩子STEAM教育一起玩!


(一) 必買四大經典主題包:《旋轉派對》、《歡樂遊行》、《小小神射手》、《小小動畫家》


1. 旋轉派對 (GoldieBlox and the Spinning Machine) - 適合4歲以上

《旋轉派對》絕對是所有STEAM玩家的必帶產品!這款教具是Goldie Blox首次上市時、一舉拿下四大兒童玩具獎,包括:年度最佳教育玩具 (Educational Toy of the Year)、年度人民選擇玩具 (People's Choice Toy of the Year)、Oppenheim 玩具組合最佳玩具 – 白金 (Oppenheim Toy Portfolio Best Toy – Platinum)、父母的選擇 – 金色 (Parent’s Choice – Gold) 等榮譽。旋轉派對的主要教學目的,是建立孩子「皮帶驅動」(belt drive) 的工程科學概念。內容物共有34個零件,包括:

  • 輪軸10支 (axles)

  • 插孔遊戲台1座 (pegboard)

  • 積木5塊 (blox)

  • 華司墊片5片 (washers)

  • 曲柄1支 (crank)

  • 輪子5個 (wheels)

  • 緞帶1條 (ribbon)

  • 動物雕像5個

  • 1本故事書

【影片介紹:旋轉派對-How to Build the Spinning Machine】


《旋轉派對》的故事情節是,Goldie設計了一座「旋轉舞台」(spinning machine) 來幫助她的小狗Nacho快樂地練習旋轉中跳舞。首先,她先瞭解需求與設計目標,就是要幫Nacho打造一個能夠安全旋轉、練習跳舞的裝置。接著,她開始蒐尋合適的元件,像是運用積木、輪軸、以及緞帶,來調整旋轉的速度以及運動方向。同時,機械裝置也加入了曲柄 (crank),讓Goldie可以通過把把手轉動、來更輕鬆的驅動作品;最後,Goldie進一步測試與改進,觀察裝置是否能夠平穩旋轉。小朋友在組裝過程中,可以陸續進行初步測試➜發現問題➜改進設計的工程思維,相當推薦。此外,《旋轉派對》可以打造九種不同的工程裝置,創意滿滿,絕對必收


2. 歡樂遊行 (GoldieBlox and the Parade) - 適合4-9歲

《歡樂遊行》是Goldie Blox第二款重點遊戲,其教學目的,是帶孩子學習「輪軸」(wheel and axle) 的工程概念,設計工程原型是根據「遊行花車」作為雛形,需要設計一個穩定的底盤,讓小海豚 (Katinka) 能夠穩定地在花車上表演。如果喜歡交通工具的小朋友,很推薦《歡樂遊行》,可以認識車體底盤的輪軸設計,需要確保做作品移動時的穩定性。本款內容物共有34個零件,包括:

  • 長輪軸4支 (long axles)

  • 短輪軸9支 (short axles)

  • 輪子7個 (wheels)

  • 積木6塊 (blox)

  • 華司墊片4片 (washers)

  • 緞帶1條 (ribbon)

  • 1本故事書


【影片介紹:歡樂遊行-How to Build a Parade Float】


《歡樂遊行》作品看起來相當簡單,實則背後有許多工程建模與原型概念支撐,類似的生活物品包括:車體的底盤設計、遊行花車、自行車、工業傳送帶等,小朋友在運用雙手來使用「輪軸」實現平衡、高效率的轉動,同時要考慮到摩擦力、穩定性、以及移動效率等要素。在故事書裡,GoldieBlox特別圖解遊行花車的底盤 (Parade Float Base),幼兒在建構時候,可同時體驗與強化數學對稱、空間幾何、物理平衡等概念。除此之外,《歡樂遊行》還可以打造2-3種以上的花車裝置,激發孩子的創造力!


3. 小小神射手 (GoldieBlox and the Dunk Tank) - 適合4-9歲

《小小神射手》是Goldie Blox裡面非常刺激的一款遊戲,教學目標是以學習機械工程的「鉸鏈」(hinge) 概念為主,獲得Oppenheim 玩具組合最佳玩具 - 金獎 (Oppenheim Toy Portfolio Best Toy Award – Gold) 的榮耀。這款玩具可以很好的學習STEM教育,動手搭建工程架構的過程中,可以觀察地心引力對物品的影響、重力加速度的情況、以及連鎖機械效應等。內容物共有55個零件,包括:

  • 長輪軸18支 (long axles)

  • 短輪軸9支 (short axles)

  • 輪子2個 (wheels)

  • 積木12塊 (blox)

  • 目標靶心2個 (targets)

  • 墊片10個 (spacers)

  • 球1顆 (ball)

  • 1本故事書


【影片介紹:小小神射手-How to Build the Dunk Tank】


《小小神射手》的故事內容是,小小工程師Goldie想要幫她的小狗納喬 (Nacho) 洗澡,但納喬討厭水,想要當一隻骯髒的狗,於是,Goldie經過多次的嘗試,終於幫Nacho設計了一座落水機裝置。本作品的工程原型是運用「槓桿原理」,當某個觸發點被壓下時,會引發一連串的動作,最終讓物品滑落至裝有水的容器中。孩子透過這個裝置,可以學習和體驗基本的物理原理,並實踐工程設計過程中的創造性與問題解決能力。《小小神射手》除了原本的花車外,還可以打造成飛機與直升機,如果喜歡交通工具的孩子,陸海空載具通通都能完成,變化性超多喔!


4. 小小動畫家 (GoldieBlox and the Movie Machine) - 適合6歲以上

《小小動畫家》是經典四大組裡面難度最高,也是Goldie Blox可以開始進入未來四大進階組的銜接性教具。不但零件超多超澎湃,而且更進一步結合科學領域 (Science),讓孩子透過動手做與故事探索,來認識動畫製作背後的「視覺暫留」(Persistence of Vision) 原理。因為《小小動畫家》教育創新價值極高,所以推出後就陸續獲得國際兒童教育產品獎 (International Children's Education Product Award)、家長選擇獎 (Parents' Choice Award)、創新玩具獎 (Toy Innovation Award) 等榮耀。本遊戲的共有44個零件,包括:

  • 長輪軸2支 (long axles)

  • 短輪軸4支 (short axles)

  • 大輪子蓋帽4個 (big wheel ends)

  • 小輪子蓋帽4個 (small wheel ends)

  • 電影環圈1個 (movie reel)

  • 小輪殼1個 (star coupler)

  • 星型塞套8個 (star stoppers)

  • 曲柄1支 (crank)

  • 彎管4個 (elbow joints)

  • 栓塞4個 (pegs)

  • 傳動帶1條 (noddle belt)

  • 電影套組4組 (movie hoop)

  • 1本故事書


【影片介紹:小小動畫家-How to Build the Movie Machine】


《小小動畫家》的故事內容是,Goldie和朋友們,為了讓小鎮電影節能夠如期舉辦,因此決定要親自打造一台電影裝置,來完成小鎮居民的夢想。(發現問題) 接著,小朋友開始利用科學上的視覺暫留現象 (persistence of vision)與光學原理,動手設計一台能夠將靜止圖像連續播放的機器,思考如何運用各種簡單機械,例如:槓桿、軸、紐帶,來將多種零件整合起來,讓電影播放器可以運作。值得一提的是,《小小動畫家》的故事書非常豐富,後面還有附許多可以自己帶小朋友畫電影的DIY教學點子,與當前108課綱的國中七年級生物單元能夠互相呼應,科學也能在早期教育之中輕鬆置入,有趣又好玩!


(二) 進階四大機械工程主題包:《小李瞭望燈塔》(中級I)、《瓦倫滑板公園》(中級II) 、《盧比高空纜車》(中級III) 、《柯蒂轉轉風車》(進階I)


接下來要介紹的是四組進階款的GoldieBlox主題包,小而精巧,非常適合帶著孩子出遊的時候,隨手一包打發時間。這幾款都適合中大班、5-6歲以上,原因是零件比較小、需要精細動作的程度較高、且對空間建構也比較複雜,不過,如果您的孩子小肌肉發展的不錯、從小經常動手操作的話,在家長的陪同下,其實4-5歲中班也可以開始入門喔!值得一提的是,進階組每款都以GoldieBlox一個重點人物作為主題延伸,情境化設計讓孩子有共鳴、更有深入探究的動力;另外,每款也都根據一個STEM主題做為發想,家長也可以更清楚知道小朋友可以從遊戲中學到什麼,相當用心具有巧思。


1.《小李瞭望燈塔》Lighthouse Lookout (中級I)


《小李瞭望燈塔》是以天文學家Li Gravity作為主角,教學核心是科學「重心」(Center of Gravity) 的概念,孩子需要幫小李打造一座俯瞰世界的燈塔,讓她能夠站在最高處欣賞城市。孩子可以從Li身上學習到的STEM力是:風險物理 (risky physics,意味著涉及高風險或潛在危險的物理實驗、現象或研究領域。例如,在進行某些高能量的物理實驗或探究某些極端條件下的物理現象時,可能會涉及到「風險物理」。)。


【影片介紹:小李瞭望燈塔-How to Build Li's Lighthouse Lookout】


2.《瓦倫滑板公園》Level-up Skate Park (中級II)


《瓦倫滑板公園》是以電器工程師Valentina Voltz為主角,教學核心是「斜面](inclined plane),喜歡創意科技新知的Valentina,希望可以建造一座滑板公園,讓她一邊聽音樂、一邊快樂溜滑板車。小朋友可以從Valentina身上學習到的STEM力是:技術知識 (tech-know,意指某人在技術領域所具備的知識和技能,包括對特定技術、工具、方法和系統的理解和應用能力。)。


【影片介紹:瓦倫滑板公園-Level-up Skate Park】


3.《盧比高空纜車》Sky-High Cable Car (中級III)


《盧比高空纜車》是以程式設計師Ruby Rails為主角,教學核心是「張力](tension),喜歡到處瀏覽觀光景點的Ruby,希望可以建造一座高空纜車,讓她自由穿梭在移地之間。小朋友可以從Ruby身上學習到的STEM力是:程式解碼 (code-cracking,通常指的是通過分析和探索的方法,嘗試解密或破譯某些加密的信息或程序代碼。過程中,可能涉及對加密算法的理解、找到加密系統的弱點、或者使用特定的工具和技術來獲取加密信息。)


【影片介紹:盧比高空纜車-Level-up Skate Park】


4.《柯蒂轉轉風車》Crankin' Clubhouse (進階I)


《柯蒂轉轉風車》是進階組裡面最複雜的一款,以機械工程師Goldie Blox為主角,教學核心是「皮帶驅動」(belt drive),Goldie夢想打造一座轉轉風車,可以將她的創意想像化為實踐。小朋友可以從Goldie身上學習到的STEM力是:「命中注定要發明」(meant to invent,形容一個人或一群人天生具備發明創造的才能或使命,表示他們具有與生俱來的創造力和創新能力,並且在發明和創造方面有著特別的天賦或使命感。」


【影片介紹:柯蒂轉轉風車-Crankin' Clubhouse】


(三) GoldieBlox補充包:創意零件組 (Crafty-Struction Box)


最後,要來介紹的是Goldie Blox後期最新推出的「創意零件組」,可以提供原本經典主題包與進階組更多樣化的零件材料,例如:彈簧 (springs)、角接合器 (corner joint)、角接頭 (angle joint)、墊圈 (washer)、小輪端 (small wheel end)、彈性運輸帶 (noodle belt)、星形聯軸器 (star coupler)等,本盒共有275個以上的零件,裡面還有各種零件的英文介紹與創意DIY點子,非常值得入手。根據我們家的遊戲經驗,建議「創意零件組」一定要入手,因為Goldie Blox的零件特殊、且比較小,如果不小心遺失了,可以直接拿零件組裡面的元件來補充,相當方便,也很適合帶出門玩喔!(★ 特別補充:每天都要一起玩STEAM獨家設計Goldie Blox工程機械元件圖卡,還有中英文音檔,只要下單12組大全套就能獲得電子檔唷!耗力費時團隊親自製作,本團獨家造福團友優惠喔!)



【影片介紹:GoldieBlox創意零件組玩法介紹-GoldieBlox Craft struction Box】



(四) 總結

本篇真的花了NC我非常多時間完成,因為真心喜歡GoldieBlox這款玩具。它不僅是一款簡單的兒童建構型玩具,更重要的是,在幕後設計的背後,無不展現出希望成為激發女孩或男孩、對STEM領域 (科學、技術、工程、數學) 興趣的重要教育資源,極為有理念。Goldie Blox通過引人入勝的情境繪本故事、以及適合各年齡歲段的工程元件進行結合,成功地將複雜的機械工程科學概念,轉化為易於理解和有趣的學習體驗。不但在快樂遊戲的過程中,培養了孩子們的創造力和問題解決能力,更打破了性別刻板印象,鼓勵更多的女孩勇敢追求她們在科學和工程方面的夢想。這樣創新的教育方法與設計理念,無疑在當今玩具史上、或是培育下一代女科學家富有重要深遠的意義。


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