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為兒童打造的開放式虛擬工程實驗室
給每個孩子的免費工程實驗室
孩子們用虛擬零件設計機器、電路和機器人，執行工程模擬，看到真正計算出來的結果。遇到失敗時，他們會找出原因——再把它改得更好。
- 不需要昂貴的套件
- 以入門款手機和電腦為目標
- 設計成可以離線使用
- 多種語言
MEKALUMI 是什麼？
虛擬的實驗室，真實的工程點子
MEKALUMI 是一個開放的教育專案。它結合了 2D/3D 互動實驗室、工程模擬，以及老師可以製作和分享的課程。
-
用虛擬零件組裝
齒輪、導線、梁、邏輯閘、感測器、馬達等等：選擇零件，把它們連接起來，打造屬於你自己的裝置。
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模擬與測量
啟動模擬，實驗室就會計算出會發生什麼事——力、電流、運動和訊號。你看到的是計算結果，而不只是動畫。
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從錯誤中學習
如果橋往下垂，或是燈一直不亮，這些都是有用的資訊。改變一個地方，再測試一次，弄懂其中的原因。
-
用檔案分享課程
老師將能夠製作課程，並以 .mekapack 檔案的形式傳給別人，即使沒有網路連線也可以。
如何運作
每位工程師都會反覆進行的五個步驟
工程是一個循環，而不是一條直線。每繞一圈，都能學到新的東西。
- 01
想像
想出一個能解決問題的裝置：起重機、小夜燈、橋、機器人。
範例：一座人行橋 「我想做一座小橋，能撐住一輛很重的玩具卡車。」
- 02
搭建
選擇虛擬零件，把它們連接起來。這裡沒有昂貴的東西，也沒有東西會真的弄壞。
範例：一座人行橋 把梁架在空隙上，再把它們接在一起。
- 03
模擬
啟動模擬。實驗室會一步一步計算力、電流或運動。
範例：一座人行橋 把卡車開上橋。
- 04
發現
仔細看看結果。哪裡彎了？有多少電流流過？什麼東西動了，動得多快？
範例：一座人行橋 橋的中間往下垂得太多了。
- 05
改進
修改設計，再測試一次，並說明新版本為什麼比較好。
範例：一座人行橋 加上三角形，橋就變得不容易彎曲。現在你知道真正的橋為什麼要用三角形了。
然後帶著更好的點子，回到起點。
迷你實驗室
試試三個小實驗
這些小模型直接在你的瀏覽器裡執行，頁面載入後，即使離線也能繼續使用。它們是簡化的教學模型，不是 MEKALUMI 的模擬引擎。
簡化模型 在瀏覽器中執行
提示：拖曳左邊的齒輪，就能用手轉動它。
齒輪組
改變每個齒輪的齒數，看看轉速和轉動力量會怎麼變化。
- 齒輪比
- 1 : 2
- 輸出轉速
- 15 轉/分 · 馬達轉速的 1/2
- 轉動力量
- × 2
- 轉動方向
- 與馬達相反
小齒輪帶動大齒輪時，大齒輪轉得比較慢，但力量比較大。絞盤、腳踏車和時鐘都運用了這個原理。
模型：理想齒輪，沒有摩擦，也不會打滑。馬達轉速：每分鐘 30 轉。
保護好 LED
選擇電池和電阻，然後接通開關。電流太小，LED（發光二極體）就不會亮；電流太大，真正的 LED 可能會燒壞。
- 電流
- 11.4 mA
- LED
- 安全地亮著。
電阻會限制電流。歐姆定律能告訴你電流有多大：電流 =（電池電壓 − LED 電壓）÷ 電阻。
模型：理想電池；紅色 LED 的壓降固定為 2 V，電流在約 20 mA 以內是安全的。
邏輯閘
把輸入切換成開或關，再選擇一種邏輯閘。燈會顯示輸出的結果。
- 輸出
- 燈滅（0）
AND（及閘）：只有 A 和 B 都是 1 時，燈才會亮。
| A | B | 輸出 |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
邏輯閘遵循精確的規則，所以這個模型的表現和真實的數位邏輯一樣。
為什麼重要
天賦無所不在，設備卻不是。
-
為什麼免費？
機器人套件、實驗桌和高效能電腦都很昂貴。虛擬實驗室消除了這道門檻，讓孩子的機會不再取決於家庭收入或住在哪裡。
-
為什麼要實作？
讀到槓桿的原理，和親手移動支點、看著重物升起來，並不是同一回事。實作能把公式變成真正的理解，也能培養勇於嘗試、失敗、再嘗試的信心。
-
為什麼要開放？
MEKALUMI 以開放專案的方式開發，讓學校、老師和社區都能使用它、調整它，並為它增添新內容。
為真實的使用環境而打造
為入門款手機和不穩定的網路而設計
許多孩子用的是多人共用的平價 Android 手機，行動數據也很有限。MEKALUMI 在設計時就把他們放在心上。
- Android 版已在 2 GB 記憶體的模擬器上測試過。
- 在 2 GB 記憶體的真實手機上測試，仍有待進行。
- 工程計算直接在裝置上執行。
- 課程可以用檔案分享，不需要網路。
如實的現況
MEKALUMI 目前的進度
- 8 已開發的工程領域
- 80 已在內部建立並檢查的課程
- 2D / 3D 互動實驗室
- Android 版已在 2 GB 記憶體的模擬器上測試
- 給老師使用的 Creator Studio 已經存在，並仍在持續發展中。
- MEKALUMI 尚未公開發布，所以目前還沒有任何東西可以下載。
- 能否在低記憶體的真實手機上運作，目前尚未確認。
用你的語言
學習，從你用來思考的語言開始
MEKALUMI 正在為多種語言做準備，並特別關注非洲語言。每一種譯文都會標示真實的狀態，母語人士也可以協助改進。
- 49 種語言已有翻譯頁面
- 名錄中共有 181 種語言
- English
- Acoli
- Afrikaans
- Akan
- አማርኛ
- العربية
- الدارجة
- مصرى
- Ichibemba
- Bamanankan
- বাংলা
- Deutsch
- Duálá
- Eʋegbe
- Español
- فارسی
- Fulfulde
- Français
- Hausa
- हिन्दी
- Bahasa Indonesia
- Igbo
- Italiano
- 日本語
- Taqbaylit
- Kikongo
- Gĩkũyũ
- 한국어
- Krio
- Luganda
- Lingála
- Dholuo
- Malagasy
- Mooré
- मराठी
- Bahasa Melayu
- isiNdebele
- Nederlands
- ߒߞߏ
- isiNdebele
- Sesotho sa Leboa
- Chichewa
- Afaan Oromoo
- Naijíriá Píjin
- Polski
- Português
- Ikirundi
- Русский
- Ikinyarwanda
- Sängö
- ⵜⴰⵛⵍⵃⵉⵜ
- chiShona
- Soomaaliga
- siSwati
- Sesotho
- Kiswahili
- தமிழ்
- తెలుగు
- ไทย
- ትግርኛ
- Setswana
- Türkçe
- Xitsonga
- Chitumbuka
- Twi
- Tamaziɣt n laṭlaṣ
- Українська
- اردو
- Tshivenḓa
- Tiếng Việt
- Wolof
- isiXhosa
- Yorùbá
- ⵜⴰⵎⴰⵣⵉⵖⵜ
- 简体中文
- 繁體中文
- isiZulu
一起參與打造
開發者、老師、譯者、設計師和科學家都能貢獻一份心力。參與管道正在準備中。