樹心學堂．樹心集 Treellege

　　今天因為儒宗老師公務繁忙，所以，我代儒宗老師上了一堂課(其實常常看到儒宗老師上科學探索課頗有趣，我已經技癢很久了^_^)。

　　前面幾堂課儒宗老師主要圍繞「車體結構」來介紹，第一堂課談車體的承重力學結構(需要質輕而能承載重量的車身)，第二堂課主要談流體力學(如何做出能讓風阻降低的流線形車身)，第三堂課則是讓孩子有車體組裝的基本概念(完整車體←系統←次系統←零件)。

　　儒宗老師希望我這堂課能夠帶領孩子回顧先前所學，並讓孩子開始思考車子的動力裝置(畢竟這個學團的目標仍是“動力”車嘛！)，於是，這堂課，我透過「概念車」(已經設計出來但尚未上市，表達某一種「理想」的車型)為主題，以真實的汽車為例，串聯上述的學習目標。

　　課堂一開始，我先用動畫和孩子介紹汽車的心臟──「引擎」的結構，以及現有「石油引擎」的運作原理：1.石油和空氣混合以後進入汽缸，此時活塞拉開以吸氣；2.之後活塞往上壓縮氣體，接著火星塞點火；3.混有石油的氣體爆炸，爆炸的力量把活塞快速撐開(這個步驟提供了活塞運動的動力)；4.之後活塞運動再往上，把氣體排出。如是，周而復始這四個步驟，就是汽缸的原理。

　　一般汽車引擎有四個汽缸，每個汽缸分別輪流執行不同的步驟，不同的汽缸透過曲軸連結每一個汽缸的活塞，之後帶動飛輪和齒輪而能轉動輪子。油門則決定了進入引擎的氣體中汽油的含量，汽油含量變多，爆炸力量就會大，輪子就會轉動得越快，這就是油門的原理。這時候，有孩子問我，那煞車呢？我說，煞車通常是直接讓輪子停住，這時候引擎通常還在動。我聽到有孩子說：「酷耶！」

　　孩子的驚嘆聲，突然讓我想到，在我自己小學時候，爸爸買來了圖解汽車構造的書籍，我常常翻閱它，並把它視為我的珍貴蒐藏，我想，孩子的心情應該和我那時候一樣吧。在解說引擎的原理時，我可以看見每一位孩子的專注，有別於傳統對性別既定的刻板印象，我注意到UQ對於這些工程原理也有很高度的興趣和熱忱，就像她告訴我的吧：「雖然我是女生，但我喜歡比較Man的東西，不喜歡太娘的東西。」真是個蠻酷的小女生。

　　談完石油引擎的原理之後，我稍微解釋了世界目前的石油危機，並介紹了幾種替代能源，從這裡，開始切入目前設計出來，能夠使用石油之外其他能源的「概念車」，並讓孩觀賞了相關的新聞和短片。透過影片，我們粗略比較了瓦斯車、電動車、氫氣車、太陽能車、風力車等不同動力來源的車子。能源問題，是目前概念車型所想努力解決的第一大問題。

　　第二大問題則是停車位的問題，我們看了通用汽車設計出來的概念車能夠讓車身只剩目前的1/5；還有一種三顆輪子的概念車，在人員下車後，車身能自動縮小；還有經過特殊設計的輪軸，可以輕鬆讓車子停入狹小的停車位。

　　為了解決停車問題，除了改良自用車之外，也有改良公共交通工具的案例，比方荷蘭友與超級跑車概念結合的「超級巴士」，乘坐非常舒服而快速，也有不用怕塞車的隧道型巴士。

　　麻省理工學院還設計出一種「公共自用車」，每台車硬體都一樣，但刷卡上車後，車子的外觀、內裝、駕駛設定則會變成個人卡片上特殊的款式(透過LCD技術)，下車後則會復原成原本的樣子，於是，我可以把車子停在西門町，坐捷運來市政府，再從市政府開另一台車到博愛國小，而車子都會變成「我的車子」的款式。(我有將課程用到的部分影片連結po至媽媽樂社團。)

　　接下來則給孩子看了很多與現有科技結合的概念車，比方與網際網路和自動感應器結合，而可以自動駕駛的汽車，也有與智慧型手機結合的智慧型車種，還有能讓後座小朋友直接從窗外景色學英文單字的互動式觸控透明車窗。

　　介紹完這麼多的概念車，我公布了孩子接下來的回家作業(雖然是回家作業，我看大部分的孩子都蠻喜歡的)，我希望他們設計出一台能夠符合未來需要的「概念車」，於下周上課時繳交。