科學玩具自造王：20種培養創造力、思考力與設計力的超有趣玩具自製提案

作者序 化樂趣為動力 ――金克杰
培養小Maker，從「動手做」開始 ――賓靜蓀
如何使用本書，體驗Maker 樂趣
親師如何使用本書搭配3D 列印教學
3D 列印技術介紹
3D 列印注意事項

Part 1新手篇
●迷你彈珠台
有了小小彈珠台，想怎麼玩就怎麼玩，愛玩多久就玩多久。

●3D震動感應迷你桌燈
準備小桌燈來當夜燈，就不用擔心怕黑而不敢睡嘍！

●炫光晴天娃娃
找出閃閃發亮的晴天娃娃掛在窗戶上，大雨小雨不要來！

●黏土露營燈
說到暑假就想去露營，別忘了帶上自製迷你露營燈。

●吸管黏土公仔
動動手啊！動動腳啊！黏土玩偶真是太可愛了！

●電流急急棒
啪滋～電流棒又碰壁了！挑戰下次別再被電到！

●橡皮筋迴力車
碰到塞車？快駕駛迴力車改走捷徑，保證準時抵達。

●3D漂浮裝置
一顆球、兩顆球憑空冒了出來，快來秀漂浮炫技。

●金字塔立體投影裝置
嘿，小精靈現身了？關燈，來看3D影片吧！

Part 2進擊篇
●3D機器人小公仔
一二三木頭人別動！看哪，迷你機器人公仔好酷喔！

●紙飛機發射器
造飛機造飛機來到青草地，看誰的飛機最會飛啊！

●廢材機器人陸上版
東拼西湊的機器人好炫，快參加廢柴機器人路跑大賽！

●廢材機器人水上版
哇，廢柴機器人也可以下水玩，水上奧運會開幕嘍！

●扭蛋機
轉一轉，來扭個蛋吧！看掉出來的蛋有沒有幸運轉出獎勵品。

Part 3高階篇
●3D迷你檯燈
咚咚咚，小檯燈又蹦又跳的出現，喀擦一聲，燈亮了！

●3D迷你光劍
來啊！決戰時刻終於到了，祭出閃亮的光劍迎戰吧！

●鋼鐵人方舟反應爐
啟動發光的核心反應爐，鋼鐵人現身！

Part 4《大人的科學》改造篇
●「極光龍捲風」火箭喇叭
龍捲飛不斷的狂吹，乘著火箭，我要飛上月球！

●「奉茶童子」大變身
貓咪版的奉茶童子騎著烏龜太郎，前往龍宮作客嘍！

●「掃地機器人」孵蛋器    
想讓寶可夢的抓寶進度超前？有移動式孵蛋器簡直太方便了！

附錄：本書使用工具及材料一覽表
 

作者序

化樂趣為動力
金克杰

　　逛逛五花八門的材料行一直是我最大的樂趣，就像是在挖掘寶藏一樣，時時都有驚奇。每當發現新的材料零件時，腦海中便會思考著如何把他們做結合，進而動手做出獨一無二自己喜歡的玩具。

　　坊間的玩具比較無法融入個人的喜好，也缺乏自己製作時的成就感，因此希望這本書能導引各位讀者一同加入動手做的行列。書中採用漸進式教學，由淺入深，在動手做的過程中，慢慢的培養思考與創作的能力。舉例來說，碰到問題時該如何解決、缺少的零件又該如何取得、要怎麼樣才能讓作品更加完善，這些不光只是侷限在做玩具這部分，對以後在創意思考和學習方面，動手做的能力都扮演著非常重要的角色。

　　本書收錄的玩具大部分的材料都能從日常生活中輕易取得，只要花少許時間，就能做出好玩的玩具，不但可以提升思考及創作的能力，還能依據個人喜好改造出獨具特色的外型和功能。在做完新手篇和進擊篇之後，高階篇的玩具也請務必挑戰看看，雖然製作步驟比較多，但完成時的成就感相對的也會大幅提高喔！

　　如果碰到比較複雜的操作部分，也可以請家長和老師協助，一同享受動手做的樂趣吧！

序

培養小Maker，從「動手做」開始    
賓靜蓀／《親子天下》總主筆

　　「動手做」在美國，早已被定調為教育與人才的關鍵內涵。直到近兩年，台灣教育現場才開始颳起這場動手做旋風，如今的全台中小學教育正吹起一股「Maker」（Maker）動手做的風潮，從城市政策、教育方向、暑期營隊、到教師研習，關鍵字都是「Maker」。

　　什麼是Maker？

　　他們透過動手做學習並解決問題

　　他們主動學習，能清楚解釋作品的來龍去脈。像這樣喜歡動手做的孩子，被稱為「小Maker」（young maker），是目前美國教育最希望培養的未來人才。因為他們主動學習，能把自己的點子做出來，能清楚解釋作品的來龍去脈，科技是他們的玩具。他們不用考試成績定義自己，而用動手做的專題、模型，來展現解決問題的能力和自信。

　　美國人喜歡在自家車庫或廚房裡DIY，今天，他們利用網路、3D列印機、雷射切割機等新工具、新科技，變身為「Maker」。他們創新、發明、自己製造、雲端創業，不僅再度擦亮「美國製造」招牌，也創造新的工作。

　　創新、發明的基礎在「STEM」，也就是科學（Science）、科技（Technology）、工程（Engineering）及數學（Mathematics）等領域。根據美國聯邦教育部統計，未來十年需求最多的工作機會都和STEM相關，但只有16％的美國高中畢業生精熟數學，並對STEM有興趣。

　　美國總統歐巴馬（Barack Obama）因此提出「教育創新」十年計畫，編列預算4億美元（約合新台幣120億元），培養、訓練十萬名STEM老師，提升美國學生的科學和數學的能力。他建議老師們取法Maker精神，透過動手做的實際任務，整合知識，讓科學更有趣實用。

　　歐巴馬甚至破天荒在2014年6月18日舉辦第一屆「白宮Maker市集」（White House Maker Faire），並明定這天為「全國手作日」（National Day of Making）。全美150所大學、125間公立圖書館，以及90位市長都宣示，將採取行動，支持動手做教育、成立社區Maker空間、市集，目標是讓美國成為「Maker大國」。

　　學習，重新被定義

　　動手做，讓學科知識連結真實世界

　　「想得出來，就做得出來」的Maker精神和主張，影響所及絕不僅僅是重視科學教育，也將重新定義對學習的看法。

　　21世紀需要創新、發明的人才。全世界的Maker和發明家都強調一件事：發明不會發生在理論的研讀中，而是發生在實際動手做的過程裡，利用各種科目的理論和內容，解決真實世界的問題，有意義的發明才會產生。

　　動手做必須成為教育內涵與過程中的關鍵元素，已經成為美國人的共識。但在台灣，「動手做」是一種被低估的學習活動和能力，只有成績不夠好、要走職校體系的孩子，才會接觸到動手做的學習經驗；像是各國中為學習成就低的孩子開設「技藝班」，或是「非主科」的美術、音樂等術科，才有機會跟「動手體驗」產生關聯。

　　然而，這世界變化得太迅速，沒有人能預測未來。全世界都在問同樣的問題：「中小學要教什麼？如何教？」動手做的學習，提供了新密碼。因為透過動手做，培養了21世紀最需要的四個能力：創新的能力、獨立自主思考的能力、主動的動機與解決問題的能力。而這些能力，也正好和Maker運動所強調的精神相符合。

　　為了讓更多孩子有機會把自己的點子動手做出來，現在Maker風也吹進台灣校園。在行政院「vMaker計畫」下，v代表虛擬 （virtual）、冒險 （venture）和勝利 （victory），由政府搭起平台，整合教育和maker社群；6台國教署的3D列印行動貨櫃車，將在這兩年，陸續開進全台497所高中職。

　　無中生有的3D列印「魔法」，讓每一個「嘗鮮」的學生都睜大眼睛。「把玉米、澱粉、甘蔗合成的塑膠粉末放進去，它就會按圖一層一層列印出來，這種成品是可分解的，不會變成萬年垃圾⋯⋯」、「國外已有技術，可以放細胞進去，列印出人體器官來⋯⋯」台灣的中小學生，終於得以加入這場全球的「Maker運動」，重新定義學習。

　　這一批受到Maker精神感召、相信動手做強大力量的老師們，已經在自己的教室和學校推動Maker課程。例如，新北市板橋高中擁有全台灣第一個設立在公立學校的「Maker空間」，老師帶領學生從一開始接觸3D列印做鑰匙圈、公仔，到透過工作坊、選修課，帶領學生做更深刻、有助社會的設計。

　　不只在高中，台灣的小學生也積極投入動手做的Maker學習。像是台北市建安國小美術班，老師教小朋友利用吸管、回收材料和接環零件，做出一個「會動」的玩具，並鼓勵孩子多方經驗交流，因為「兩個腦袋就多一個想法」！

　　家長，學習放手

　　順應孩子「用手思考」的天性

　　也許你會問，動手做固然美好，但台灣還是得考試、比成績，美國的月亮圓，與我何干？

　　儘管，動手做不是唯一、也不一定是最好的學習方法，就連美國大部分的學校也還處於為標準化測驗教學的狀態。但家長應該要有個共識：「動手做」並非要取代教育的一切過程，講課、閱讀、研究仍然有其重要性，可是每個孩子與生俱來動手做的需求、用手思考的經驗也不應被剝奪，「大人必須要放棄一些原有的控制感」！

　　在未來，每個孩子勢必要有勇於面對改變、跨出舒適圈、動手去解決未知問題的能力。那麼身為父母，該如何支持家中的小Maker，讓他們的創造欲得以燃燒、學習更主動？

　　1.滿足孩子拆解東西的好奇心。

　　探詢每位Maker、發明家的成長歷程，會發現他們幾乎都有個喜歡拆東西的童年和好奇心。鼓勵上幼兒園的女兒拆解小家電，再將內部零件分門別類、重新組合成自己的創作品。「練習使用螺絲起子等工具，不但訓練孩子的大小肌肉，也讓女孩不怕拿起工具，以會修理家電為榮，而且也學會將小零件分類整理，」柏克學校Maker坊老師珍妮．郝蘭德（Jenny Howland）表示。

　　廢物回收利用也是舊金山Maker運動中的一個創意表現。當今最夯的一個動手做活動，就是拆解舊的填充玩具，把裡面的電池取出來，再創造新玩具。一個會讓熊熊肚子叫的電池，裝上另外的裝飾，就會變成一隻小貓咪。不僅展現環保意識，更展現孩子的創意，同時也學會簡單電學。

　　2.當孩子的「彈藥庫」，隨時補貨。

　　喜歡動手做的孩子，需要多樣豐富的媒材、物品或器材的刺激，實現隨時都會湧現的創作靈感。

　　有三個兒子的作家彭菊仙最常去的幾家店，就是文具用品行、五金行和量販材料店。她在《孩子有想法，我們就想辦法》一書中詳述，老二凱凱是手做達人，看完電影常突發奇想要做電影中的神槌、五連發彈力木槍、鋼鐵手套、五彩籌碼……她和先生每三週就去店裡報到，購買木材、金屬、鋸子等配備。

　　3.Hold住想幫忙、想教的衝動。

　　看到孩子無助、搞不懂的時候，很多父母會直覺、衝動的衝上前去幫忙。對此，舊金山探索館動手做計畫主持人麥克．沛翠克（Mike Patrich）提醒，動手做是個讓你慢下來試試看的過程，孩子需要卡住、碰到問題的經驗，「只有想辦法讓自己通過這個卡住的部分，真正的學習才發生。」他建議，父母不要太快介入，不要立刻幫忙，試著提個建議、給他一把新鑰匙，讓孩子自己建立自己的理解架構。

　　4.忍受沒有秩序的混亂。

　　有動手做經驗的人都知道，不論製作現場是家裡或教室，必然亂糟糟，而且不會太安靜。因為孩子在全心發想、製作時，一定不會把心思放在維持環境整潔之上。限制他不准把環境弄亂，無疑是綁手綁腳的束縛。彭菊仙建議父母：「我們要做的不是在過程中嫌他髒亂，而是在完成之後，教導、示範，要求孩子把環境還原，並且制訂家規做為懲處。」

　　5.當孩子的頭號粉絲。

　　因為真心讚嘆、訝異孩子的努力和成果，彭菊仙只能像頭號粉絲一般讚賞、展示、收藏孩子的作品。同時，記者出身的她也像「狗仔隊」一樣，定期追蹤孩子的每個製作步驟、拍攝動作、材料和細部。讚美之外，也不斷提問題，幫助孩子改變思考方式，試探不同可能性，讓他從學習問「為什麼」和「怎麼做」中不斷進步。

　　6.跟孩子一起動手做。

　　皮克斯動畫工作室檔案管理部總監湯尼．迪羅斯（Tony DeRose）全家人都是Maker，每年都在Maker市集擺攤展示全家的作品。他觀察，面對需要動手做的場合，小孩會一頭栽進去，大人卻常以為「我不會、我不喜歡做」，可是一旦也開始跟著做，竟然發現自己也成了Maker，更可以和孩子分享。「動手做，提供了一種新的親子連結，」迪羅斯笑著說。的確，幫助、陪伴孩子「動手」打造他自己的人生，應該是父母最大的滿足和快樂所在。

　　除此之外，父母的心臟還要夠強大，面對5不怕，支持家裡的小Maker：

　　1.不怕寶貝危險：引導使用剪刀、刨刀等工具。

　　2.不怕寶貝弄髒：鼓勵孩子玩沙、玩土、玩泥巴、玩所有事後需要仔細清洗的遊戲。

　　3.不怕寶貝搗亂：不需禁止寶貝翻箱倒櫃、搬上搬下。

　　4.不怕寶貝製造麻煩：給他充分時間自己做生活上的大小事情，如吃飯喝湯、繫鞋帶等。

　　5.不怕寶貝吵鬧：不用電視、手機當保母、玩伴。