從小幫助孩子打造學習歷程、累積學習履歷，已成為當前入學申請的教育潮流。自從CC念了小學之後，看到各年級學生呈現一本又一本厚實精美的學習歷程檔案，更讓我深信從小開始紮根、學齡前啟蒙的重要性。其中，我發現許多低年級小學生檔案裡，都已經開始有在外面上科學實驗課的部分。不過，面對市面上貴鬆鬆的科學實驗課，加上孩子平時的學習時間已經非常緊繃，身為家長的我們，是不是有辦法趁孩子還處於中大班、或是小一小二時，嘗試著自己在家設計一些輕鬆簡單的研究主題、進行科學實驗、撰寫成果紀錄呢？對此，美國兒童教具第一大品牌Learning Resources特別針對這樣親子共學的需求，開發出一系列的【STEM活動組】(STEM Activity Sets)，提供完整40個STEM主題教案，讓家長在孩子處於幼稚園或低年級階段時，能夠輕鬆在家自學、既省錢又時間彈性，為中年級之後的自然與生活科技課打下良好的基礎。
【美國Learning Resources教育資源STEM活動組】共有四款，包括：【簡單機械STEM活動組】、【磁鐵STEM活動組】、【力和運動STEM活動組】、【沉體與浮力STEM活動組】等。每一款均有21-32樣實驗零件，變化出至少40種的STEM實驗活動 ( ★ 補充：如果家長有創意也可以自行變化更多實驗唷！)。所有零件都是經過精心設計，尺寸夠大，適合小手抓握，色彩鮮明，能夠加深孩童學習的興趣。有趣的是，有些零件看似相同，但重量和材質卻不一樣，能提供幼兒不同的觸覺、視覺刺激；零件雖然看似簡單無比，卻能夠相互結合，創造出各種不同的科學實驗，帶給孩子驚奇於自然世界的感受，相當有意思。
「教案卡/活動卡」(activity cards) 是【美國Learning Resources教育資源STEM活動組】的價值核心，每一款均附有十張，由淺入深、由簡入繁，值得帶著孩子細細探索。我非常喜歡LR教案卡的設計方式，有以下幾大特色：(1) 每張均從故事述說的方式入手，提出一個「問題」(problem) 讓兒童思考怎麼解決；(2) 藉由「我猜想」(I wonder)、「我假設」(I predict) 的單元引導，鼓勵孩子思考、並試著將想法寫在學習單上 (★ 補充：不會寫字或注音的幼兒可以用畫的)；(3) 每一個實驗主題都與現實生活相關，孩子可以利用零件嘗試實驗，檢驗結果跟自己原本預期假設是否一致；(4) 最重要的是，每一張教案卡背面都有說明該實驗與STEAM教育的連結，跨域整合，並提供更多開放性的問題，延伸小朋友的大腦思考路徑，強化創意發想的能力。
值得一提的是，【美國Learning Resources教育資源STEM活動組】每款均另附有一本「學習手冊」(activity guide)，內容有各種不同的主題學習單，方便家長或教師引領孩童思考時使用。建議可以將手冊裡的學習單複印出來，這樣可以無限重複使用，不需要擔心小朋友會亂畫或寫錯，讓他們更能大膽地勇於嘗試。學習手冊裡面也有針對每一款STEM活動組主題進行介紹，以及相關詞彙的簡介。讓孩子練習寫學習單非常重要，可以幫助他們更有結構的學習、提升注意力、歸納學習重點等，最棒的是，可以做為未來學習歷程檔案的累積。
一、【簡單機械STEM活動組】(Simple Machine STEM Activity Set)
簡單機械在日常生活中處處可見，背後融合了各種不同的科學原理。Learning Resources這套【簡單機械STEM活動組】的學習重點，主要帶領孩子認識各種機械工程的基本元件，像是輪軸、滑輪、槓桿等，讓我們知道這些日常生活的機械工具，是如何巧妙地應用物理科學，來幫助我們的日常生活更加便利、更加有效率。
【影片介紹：簡單機械STEM活動組 (Simple Machine STEM Activity Set)】
【簡單機械STEM活動組】內容物有：附有繩子與吊鉤的滑車 (pulley with ropes and hook)、楔子 (wedge)、平衡板 (lever board)、阿基米德式螺旋抽水機 (Archimedes screw)、四顆有軸心的輪子 (4 wheels on 2 axles)、手推小車 (cart)、四個桶子 (barrels)、十張教案卡 (activity cards)、以及一本學習手冊 (activity guide) 等。有些材料需要額外準備，像是棉花糖、豆子、布尺等，都很容易輕鬆取得或是尋找替代物。
進一步介紹【簡單機械STEM活動組】的10個活動教案，包括：1. A Big Lift；2. Barrel Roll；3. Free Ride；4. Just Down the Road；5. Pillow Power；6. Archimedes' Moving Machine；7. Pulley Power；8. Big Barrel Challenge；9. The Big Show；10. Fulcrum Fun等。這些研究活動是為了帶孩子探討各種常見簡單機械的背後科學原理，像是：工程車吊鉤、手拉車、千斤頂、起重機、吊帶、翹翹板、螺絲釘等。
以下幾個名詞是【簡單機械STEM活動組】的學習重點，包括：fulcrum (支點)、lever (槓桿)、pulley (滑輪)、screw (螺絲釘)、wheel and axle (輪軸)、wedge (楔子)、incline plane (斜面) 等。值得一提，【簡單機械STEM活動組】的學習手冊特別附有「簡單機械分類卡」以及「畫圖列舉」的學習單，小朋友可以從中思考生活周遭的機械設施，將理論與實務連結，奠定良好的機械工程基礎。
二、【磁鐵STEM活動組】(Magnets STEM Activity Set)
磁力是平日生活經常見到自然現象，也是臺灣小學三、四年級自然與生活科技課的學習主題。從家家戶戶常見的冰箱磁鐵、指南針、電視、收音機、鉛筆盒蓋等，磁力的應用場景相當廣泛，無所不在。【磁鐵STEM活動組】的學習重點，即是透過實際觀察、親身體驗的方式，讓小朋友認識磁力現象、磁鐵種類、磁力特性與應用等，進而懂得運用磁力來解決日常生活的各種問題。
【影片介紹：磁鐵STEM活動組 (Magnets STEM Activity Set)】
【磁鐵STEM活動組】內容物有：附有馬蹄形磁鐵 (horseshoe magnet)、磁鐵柱 (magnet post)、圓圈磁鐵 (ring magnets)、棒狀磁鐵 (bar magnets)、瓢蟲磁鐵 (magnetic bugs)、迷宮盤 (tray with maze)、線繩 (string)、兩台小車、十張教案卡 (activity cards)、以及一本學習手冊 (activity guide) 等。有些材料需要額外準備，像是迴紋針、紙盤、裝水容器等，都很容易輕鬆取得或是尋找替代物。
進一步介紹【磁鐵STEM活動組】的10個活動教案，包括：1. Which Way is North；2. Chain Train Gang；3. Super Stronghold；4. Amazing Maze；5. What Do Magnets Attract；6. Magic Water；7. Bumper Cars；8. Floating Magnets；9. Breaking the Attraction；10. Magic Magnetic Swing等。這些研究活動目的是帶領孩子認識磁力是什麼、磁力的特性、以及日常生活運用磁力原理的物品，例如：研究那些東西會因磁力吸起、如何製作指南針、同極相斥異極相吸、有哪些不同的磁鐵種類、如何用磁鐵玩碰碰車等。
以下幾個名詞是【磁鐵STEM活動組】的學習重點，包括：magnet (磁鐵)、magnetic (有磁性的)、magnetic force (磁力)、magnetic field (磁場)、magnetic pole (磁極)、attract (相吸)、repel (相斥) 等。值得一提，【簡單機械活動組】的學習手冊獨家附有「T形圖」(T-Chart)、「認識磁鐵種類」、「測試那些物品可以被吸起、哪些不可以」、「分類卡」、「磁鐵棒」等學習單。磁力是小學中年級自然與生活科技的重要學習領域，如果能從幼兒階段開始引導觀察，搭配實際操作體驗，會是一個很好的生活科學啟蒙。
三、【力和運動STEM活動組】(Force & Motion STEM Activity Set)
力學是物理科學 (physics) 的基礎，也是科學歷史中最悠久的研究主題之一，因為它與人類生活的關係最為密切。從最早古希臘阿基米德的浮力研究、亞里斯多德的作用力觀察、到文藝復興後伽利略的自由落體、牛頓的三大運動定律等，已為力學這門學科奠定紮實的基礎。【力與運動STEM活動組】即是透過各種實驗教案操作，帶領孩童認識力學的規律，建立力學的概念，這將有助於未來小學四、五年級的自然與生活科技的學習。
【影片介紹：力和運動STEM活動組 (Force & Motion STEM Activity Set)】
【力與運動STEM活動組】內容物有：附有雙面軌道 (double-sided tracks)、2台車 (cars)、4塊積木 (blocks)、可拆式梯子 (Ladder with 2 removable bars)、擺錘 (pendulum ball )、十張教案卡 (activity cards)、以及一本學習手冊 (activity guide) 等。有些材料需要額外準備，像是布尺、吸管等，都很容易輕鬆取得或是尋找替代物。特別的是，【力與運動STEM活動組】經常會使用到布尺來進行數據量測，能同步鍛鍊孩子數學應用的能力。
現在，進一步介紹【力與運動STEM活動組】的10個活動教案，包括：1. Moving Midway；2. Fall Back；3. A Windy Day；4. Force Field；5. Wreck-It Right；6. Winding Road；7. Friction Fun；8. Ramping up for Speed；9. Weighty Issues；10. Collision Course等。這些操作活動目的是讓孩子觀察、體驗、發現、認識力和運動的客觀規律，像是：坡度與速度的關係、賽車在順風與逆風行駛的流體力學、作用力與反作用力、自由落體與地心引力、擺盪周期與單擺的運動規律等，內容非常豐富。
以下幾個名詞是【力與運動STEM活動組】的學習重點，包括：能量 (energy)、force (力)、friction (摩擦力)、gravity (重力)、斜面 (inclined plane)、push (推力)、pull (拉力)、weight (重量) 等。值得一提，【力與運動STEM活動組】的學習手冊獨家附有「T形圖」(T-Chart) 以及「生活中的運動圖卡」的學習單。補充說明的是，過去曾有研究論文指出，關於臺灣小學階段的力學知識，建議應多舉生活上的實際例子，並搭配實驗讓孩子操作，具體豐富的內容更容易讓孩子建立概念，這樣的想法值得家長參考。(註1)
四、【沉體與浮力STEM活動組】(Sink or Float STEM Activity Set)
最後，來介紹的這組【沉體與浮力STEM活動組】，非常適合4-5歲幼兒開始入門，因為這個年紀的孩童特別喜歡玩水，在實驗活動中可以感受到極大樂趣，落實玩中學、學中玩。建議家長帶領小朋友遊戲時，不妨先放手讓他們自由探索，感受流體無限變化的樂趣。最有趣的是，潛水艇還是可以拆解的，實驗完後還可以當作日常玩具遊戲唷！
【影片介紹：沉體與浮力STEM活動組 (Sink or Float STEM Activity Set)】
【沉體與浮力STEM活動組】內容物有：附有可拆式潛水艇 (submarine)、筏 (raft)、星星海綿 (star sponge)、塑膠星星 (plastic star)、六角形砝碼 (hexagon weights)、圓圈 (rings)、重量較重的藍球 (weighted ball)、重量較輕的紅球 (hollow balls)、十張教案卡 (activity cards)、以及一本學習手冊 (activity guide) 等。有些材料需要額外準備，像是硬幣、碼錶 (可用手機代替計時器) 等，都很容易輕鬆取得或是尋找替代物。
進一步介紹【沉體與浮力STEM活動組】的10個活動教案，包括：1. Deep-Sea Dilemma；2. Skimming the Surface；3. Set Sail；4. Super Submarine；5. The Sea Inside；6. Dive for Treasure；7. Raft Tipping；8. Below Sea Level；9. Sub-merged；10. Soak, Float, Repeat等。這些活動的學習目的，是透過科學實驗來認識各種不同的物體在流體中所受到的力，以及物體的沉浮條件 (★ 補充：流體包括液體跟氣體，LR活動組以討論液體為主)，像是：潛水艇如何潛入海底、為什麼同樣大小的球一顆會沉一顆會浮、為什麼竹筏可以漂浮在海面上等。
以下幾個名詞是【沉體與浮力STEM活動組】的學習重點，包括：漂浮 (buoyant)、密度 (density)、浮起來 (float)、沉下去 (sink) 等。值得一提，【沉體與浮力STEM活動組】的學習手冊特別附有「沉沒速度計時卡」、「沉浮實驗單」以及「沉浮分類卡」的學習單，小朋友可以透過親自動手操作、觀察發現，歸納出那些材質的物體會浮在水面、那些會沉在水底，了解浮力的特別之處，並得到一個科學的結論：當浮力大於重力時，物體會漂浮；當浮力小於重力時，物體會沉沒。
註1: 陳義勳，《國小五年級學生力學概念分析之研究 》，台北市立教育大學自然科學教育學系暨科學教育研究所，94 年 12 月 16 日。
