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一、小組運用「輪軸組成」設計的知識

(一)「輪軸組成」設計的知識

「氣動車範例」的輪軸是以細竹筷套入吸管中,兩端分別露出吸管約 2 公分,削尖後分別連接兩端輪子。輪子以保特瓶蓋為材料,中心以鐵釘穿孔 後,再將削尖的竹筷插入輪子中心,即製成連接雙輪的輪軸。由於吸管口徑 較竹筷大些,其間尚有些許空隙,因此除了可以提供竹輪軸在吸管內轉動之 外,吸管上層也可以連接車體,使能利用此「輪軸組成」使車子移動。

(二)直接運用

範例呈現的此一機能結構設計,吸引全班八組學生的注意。研究者觀察 每一台小組氣動車產品幾乎都運用與範例相似之「輪軸組成」設計,幾乎沒 有其他任何變通的設計(911101 觀察記錄),學生也認為此輪軸設計良好,

可以直接引用在他們自己的氣動車上,亦即學生皆將此一設計的知識運用在 他們的氣動車中。

T:你們的輪軸是怎麼做的?

S20:用竹筷子套進吸管,然後兩邊作輪子……。

T:這個好像跟氣動車一號的輪軸一樣對不對?

S18:對啊,我們是看氣動車一號的。

T:你們有想要改良一下嗎?

S18:目前沒有吧!覺得這樣子很好。

(啦啦隊 911030 非正式訪談)

(三)原因分析

此「輪軸接合方法」的設計受到學生普遍採用,由於此項設計過於精良,

學生模仿的傾向相對增加,甚至於沒有出現其他類似的設計。研究分析發 現,本競賽活動舉辦之初,教師即提供各組所需材料,其中包括大小竹筷、

吸管等。因此從教師提供材料具有暗示學生從事某項結構設計的傾向,加上 範例「輪軸組成」的設計過於精良,增強了學生運用範例知識的意願,很快 就學到此一設計的知識。

(四)輪軸的其他相關設計即能變通

另外,儘管全部的小組皆模仿範例的「輪軸接合方式」,但在輪軸之其 他相關設計重點如「前後輪軸長短」和的「輪軸吸管粗細」等項,其產品表 現就不是全然模仿範例了。尤其是「前後輪軸長度」的設計,氣動車競賽成 績第一、二和四名的小組皆採用前後輪軸長度不等長之設計,如「曉威隊」

(圖 4-6)擺脫一般車子及範例的輪軸等長的刻板,展現與眾不同的創造表 現。

T:這次比賽你們總共做幾台氣動車?

S04:三台吧。

T:我看你們的輪軸好像一樣對不對?

S04:都差不多吧。

S24:但是長短不太一樣。

S04:因為發的材料有竹筷子也有吸管啊,所以這樣做最好。

T:那你們輪軸組合的方式都和氣動車一號一樣,只有長短不一樣 囉?

S04:嗯..。

(神月谷隊 911108 賽後訪談)

S03:第一台是前輪和後輪是一樣寬,現在後輪比較寬,前輪較窄。

T:這樣放前輪比較窄,氣球會不會卡到氣球?

S03:不會。我們有想過要不要做保護輪子的,但是這樣子氣球會頂 比較高,那這個(兩側擋版)就起不了什麼作用了。

(曉威隊 911108 賽後訪談)

圖 4-6 「曉威隊」之氣動車設計圖—前後輪軸不等長設計

(五)小結

研究者發現,一般情形下學生並不會刻意全然模仿範例設計,而是盡可 能加入自己的創意構想;但由於現有材料的暗示,以及學生對於範例的輪軸 組成的結構設計覺得很好,不需要多加改變,因此模仿的情形相當高。但至 於其他結構設計的模仿情形則不若此「輪軸組成」設計,因為非得要採用範 例設計不可,所以小組仍然會展現出自己的創意想法。