以教育部訂立十二年一貫課綱的學習重點,彙整出自然科目的知識系統,作為教具的知識基礎。
科學機械首波產品「攻城系列」,著重於物理科學習,學生實際摸索古代的攻城利器―投石器、
連弩車、衝車、木牛流馬與指南車後,即可貫徹學科中所提及的物質、尺度與量測、力與運動、功與能等單元。
我們的目標是:讓孩子透過結合動手做與主題式教學的 STEAM 教育,在玩過科學機械系列教具之後,就同時學會小學一年級到國中九年級的自然科學習重點。
| 物理主題 | 物理單元 | 彈力投石器 | 連弩車 | 指南車 | 衝車 | 木牛流馬 |
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| 物質 | 物質各具特徵 | ● | ● | | | |
| 物質各具性質 | ● | ● | | | |
| 水的性質與三態變化 | | | | | |
| 空氣的成分與性質 | | | | | |
| 尺度與量測 | 認識量測工具 | ● | | ● | | |
| 評估尺度變化 | ● | ● | | | |
| 長度與體積的測量 | ● | ● | | | |
| 質量與密度的測量 | ● | | | | |
| 力與運動 | 力的測量 | ● | ● | | ● | |
| 力的作用 | ● | ● | | ● | ● |
| 摩擦力 | | | ● | | ● |
| 壓力 | | | | | ● |
| 浮力 | | | | | |
| 萬有引力 | ● | ● | | ● | |
| 表面張力 | | | | | |
| 毛細現象 | | | | | |
| 連通管原理 | | | | | |
| 虹吸現象 | | | | | |
| 時間與單擺 | | | | ● | |
| 位移與路徑長 | ● | ● | | | |
| 速率與速度 | | | ● | ● | |
| 加速度運動 | ● | | | ● | |
| 牛頓第一運動定律 | | | ● | | |
| 牛頓第二運動定律 | ● | ● | | ● | |
| 牛頓第三運動定律 | | | | ● | |
| 圓周運動 | ● | | | ● | |
| 功與能 | 能的型態 | | ● | | ● | |
| 動能與位能 | ● | ● | | ● | |
| 功能轉換 | ● | ● | | ● | |
| 能量守恆 | ● | ● | | ● | |
| 力矩和轉動 | | | ● | | |
| 槓桿原理 | ● | | | | |
| 靜力平衡 | | | | | ● |
| 簡單機械 | | | ● | | ● |
| 能源的種類 | | ● | | | ● |
| 能源的應用 | | ● | | | ● |