積木是孩子建構幾何與結構力學基礎概念的秘密武器 @ Tien-tien的樂學工作室

積木是孩子建構幾何與結構力學基礎概念的秘密武器

「從遊戲中學習」是幼兒教育最重要的教學原則之一，強調老師要多提供學前階段孩子自主遊戲的機會，讓孩子在遊戲過程中，不僅能充分體驗到學習的樂趣，也能有多方面的學習，而積木正是符合此一原則且能達成幼兒教育目標的最佳工具之一，因為積木能讓孩子自由發揮想像及創意、滿足其快速堆疊搭建出建築物的成就感，而積木也是孩子探索基礎幾何及結構力學概念的重要媒介）。

　　遺憾的是，因為積木較佔空間、費用較為昂貴，以及市場上強調讀寫算符號的學習、不重視孩子自主遊戲的學習，當今在幼教現場，很少幼兒園在每間教室及園所的資源教室皆規劃了積木角，提供多樣的積木型式，包括：單位積木、大型的中空積木，讓孩子每天都有自由遊戲時間，利用多樣的積木建構出各式房屋、橋樑，從遊戲中學習。

　　一般而言，孩子一開始在接觸積木時，通常事前並無特定構想，而是一邊把玩，一邊探索，利用隨機分類、組合、排列、堆疊…以了解積木的物理性質(例如：積木硬硬的、角尖尖的，形狀大小或長短不同) 及搭建技巧(例如：積木可以怎麼玩？在把玩過程中，發現積木可以用來堆疊、圍堵或架橋等)。

　　隨著對積木物理性質及搭建技巧的熟悉與了解，孩子對積木的探索會進入到另外一個時期—使用積木表徵構想，例如：想要用積木蓋出溜滑梯、天橋、１０１大樓或愛彌兒的園舍建築，且在使用積木搭建出建築物的過程中，會開始關注不同面向的問題，而思考與解決這些面向的問題，會促使孩子在不知不覺中建構了一些攸關數量、幾何及結構力學的基礎概念，雖然孩子未必知道或使用與這些學科概念有關的專有名詞。

　　孩子在使用積木搭建出建築物的過程中，首先最關注的問題，是如何使用積木搭建出與構想中真實物體或建築物外觀造型相似的成品，他們會直接選擇形狀與建築物外觀造型看起來相似的積木作代表，例如：孩子要蓋車子，以一塊積木當成一輛車；之後，孩子會想要搭建出更大型、與物體或建築物外觀造型相似的成品，此時孩子會運用更多的積木隨意組合、堆疊，例如：孩子想要蓋可以坐的大車，於是以大型積木當作車底，不斷往上堆疊，然後跨坐於堆疊的積木上，稱它為「March」。

　　由於孩子很關注積木所搭建出的成品，是否與構想中真實物體或建築物的外觀造型相似，促使孩子對於積木之幾何基本圖形的覺察，以及幾何基本圖形的分解與合成之敏感度會大大提升，例如：不同形狀的積木，組合起來會變成怎樣的形狀？要搭建出March車，需要利用哪些不同形狀的積木組合起來才像？甚至孩子因此對積木的數量及比例也會有所了解，例如：孩子發現四倍塊積木等於兩塊雙倍塊積木，也等於基本塊積木，使用四倍塊積木搭建橋墩不夠時，可以使用雙倍塊或基本塊積木替代。

　　隨著孩子解決搭建物體或建築物造型像不像的問題之後，孩子開始關注結構力學方面的問題—怎樣搭建，物體或建築物才比較穩固不會倒塌？藉由不斷解決倒塌的問題過程中，孩子會發現，大塊積木要放在下面搭建比較穩固，同數量橫放往上堆疊的四倍塊積木，會比直立並排圍堵的四倍塊積木不易倒塌，而搭建101或愛彌兒園舍建築的城牆時，單橫排和雙橫排的積木交錯堆疊上去會比未交錯堆疊上去更加穩固，就如同坊間真實磚牆單橫排和雙橫排磚塊的交錯排。

　　克服了積木成品造型看起來更加寫實、結構更加堅固的問題之後，孩子自然會把焦點轉移到積木成品能怎樣玩才好玩？是否具備特定功能？爲了能玩，要更好玩，孩子會想要搭建出更大型、更立體、具備特定功能的成品，例如：孩子搭建出造型看起來有點像但人無法乘坐的車子，更進一步會想要蓋自己可以坐的March車，再進一步又想要蓋很多人可以一起乘坐的娃娃車；蓋天橋，要如何搭建才能讓人真的可以走上去；蓋棒球場，要如何搭建才能讓人真的可以坐上去；蓋迷宮、溜滑梯或彈珠遊戲，要如何設計與搭建才能讓人覺得有趣好玩…等。

　　孩子爲了要達成讓所搭建的物體或建築物具備特定功能的目標，必須重新整合並延伸先前搭建積木的所有經驗，並思考造型、結構與功能三者的動態關係，重新搭建出理想中的成品。在此更高難度的任務與挑戰過程中，孩子不僅培養出合作學習的態度與能力，對於積木搭建的技巧、數量形與結構力學的學科基本概念有更深刻的體驗與理解，甚至因為積木搭建的主題不同，也培養出其他方面重要的概念或能力，例如：彈珠溜滑梯的遊戲中，孩子經驗了重力、磨擦力的實驗；迷宮的遊戲中，孩子探索了空間方位的概念。