我們如何把大學材料力學實驗室，做成一套「居家版」教具

這個案子，對我們來說是很大的里程碑。它從一段客氣的訊息開始，最後卻延伸成一個幾乎史無前例的專案。整理下來，值得好好記錄。

事情要從我們的成大 STEAM 素養科學跨域認證講師課程說起。第一場上課時，報名名單裡出現了一個成功大學（National Cheng Kung University）的信箱，來的是土木系的一位教授。他沒有我們印象中傳統教授的架子，會來上課，只是為了自己的一雙兒女——同樣是為教育盡心的人。那一刻，我們對自己課程的責任，有了更深的體認。

後來我們合作了一場專為高中生設計的「材料力學兩日專案營」。這一系列高中課程的初衷，本來就是補足高中生在校內無法體驗的缺憾：用兩天時間讓他們深入一個專業領域、親手走過一個完整的專案，試試看自己對這個領域的挑戰是不是甘之如飴。為此我們花了很長時間，和教授了解系所招生的現況、以及學生進來之後會遇到的種種問題，再一起拿捏這兩天要給的體驗——不能簡單得像辦家家酒，也不能難到把人嚇跑。結果證明這個設計是成功的，土木系收到許多真心喜愛這個領域的學生申請，是一場雙贏。

也正因為這場合作，才有了後面這個更深、更大的專案。

那年三月，教授傳來一段簡單的訊息，說想協助學校推廣線上實驗課，讓學生也能在家用簡易教具搭配操作，希望借重我們的實作經驗，給點教具上的意見。沒想到，這一給意見，就滾成了一個超大的計畫。

原本校方針對的對象只有大學生。但這次要拍的主題「材料力學」，其實和高中的力學、地科的地震、生科的耐震都有相當程度的關聯，而且難度不高。所以我們建議教授，把授課對象直接擴大到高中：用深入淺出的原理講解、實驗示範影片，再搭配我們的居家教具，不論是高中老師還是有興趣的學生，幾乎都可以自學；高中老師更能把它延伸到探究與實作、彈性學習、科展等範疇，補上大學與高中之間那段專業內容的落差。

這個案子乍看很單純——拍影片、做教具就好。但只要認真考慮推廣效益，每一塊都得做得更精緻。所以底下分三塊來談：影片拍攝、教具開發、廣宣推廣。

影片：用我們當時能做到的最高規格拍

在這個專案之前，我們已經拍過成大認證講師的一星、二星課程，累積了一些「不太滿意」的經驗——這些經驗足夠讓我們下定決心：這次要用當下能做到的最高規格。

第一件事就是畫質一定要 4K——而且不是手機那種 4K。我們到專業攝影器材店租了專業 4K 攝影機，配上相對應的專業腳架（光一支就八到十公斤），雙機拍攝、三盞燈，一天的器材租金大概就要七千元。再加上讓人耳醉的收音，為了現場驗片，還把 27 吋的 iMac 扛到現場，另外準備 55 吋的 4K 監看電視，隨時檢視畫面細節。以上這些，其實還只是任何專業拍攝現場的基本配置。

真正花心思的，是「怎麼拍原理講解」。我們參考了大量專業教學影片後得到一個結論：畫面要盡量接近真實上課的情境，學生的注意力才撐得久。

如果你搜尋線上原理教學影片，大概會看到兩種常見拍法：

1. 以投影片為主、講師頭像擺在旁邊。 畫面乾淨漂亮，但講師幾乎沒辦法板書，就算用滑鼠寫也又慢又醜，學生很快就飄走了。
2. 直接把老師平常上課的現場錄下來。 最省事，但畫面要塞進黑板、布幕和老師，常常導致板書看不清、人太小；現場又要配合投影開關燈，不是投影模糊就是畫面昏暗讓人想睡。學生再度飄走。

依我們的經驗，讓學生看著老師的嘴型、表情，配上隨板書揮舞的手，最能營造「現場上課的儀式感」。為了做到這件事，我們決定用大型電視加 iPad 手寫：讓整片投影就是老師的背景（連投影片的版面配置，都要配合老師在畫面中的位置重做），再仔細調整老師在畫面裡的比例。最後我們用的是 75 吋 4K 電視，搭配最大的 iPad Pro 加 Apple Pencil。這三樣東西租不到、借不到，只能用買的——但剪接時看到效果奇好，就是舒心。

拍攝前後大約八天，但三十三支影片的剪輯，卻整整花了一個月（還額外噴了不少硬體升級的錢）。流程大致是這樣：

• 毛片整理——影音分開錄、現場又有多個版本，要先對好檔案、決定用哪一版。
• 製作代理影片——毛片都是 4K，當時電腦跑不動，得先做一份低畫質的代理檔來剪，最後輸出再回到原始畫質。
• 音訊除噪、優化——音質是影片能不能看下去的最大關鍵。再好的收音器材都會有冷氣之類的低頻噪音，做基本除噪、再稍微加強老師的低音，就能讓聲音像坐在你旁邊講話。
• 粗剪——單純掐頭去尾，準備上字幕。
• AI 字幕——輸出音檔，丟給專門處理中文的 AI 字幕工具跑出 SRT 檔。
• 字幕校正——最磨人的一關。這是一支充滿專有名詞的專業教學影片，就算有 AI 幫忙省掉對時間軸的功夫，一支三十分鐘的影片校起來大約還是要三小時；還得逐句調整斷句，確認學生能又快又正確地讀懂。
• 加解說動畫、插入實拍影片——為了讓內容更直覺，我們做了標示動畫，甚至額外拍了真實的實驗影片，連在國家地震工程研究中心做的、幾乎一比一的巨型振動台實驗都放了進去。
• 輸出檢查、再修正、最終輸出——這麼專業的影片，字幕和內容再怎麼檢查都不為過。

教具：把百萬器材，做成幾百塊的居家版

既然名字就叫「居家實驗」，那價格、運送、耗材、安全、穩定，每一項都得考慮進去。

我們的開發模式很單純：教授直接說出他要的功能，或給我們他們實際在用的器材，我們就想辦法用替代材料，做出一個功能類似的低價縮小版。

但大學在用的器材——尤其是土木系——大多是重機械，隨便一台造價六位數起跳；一台專業振動台，國家級的直接八位數。而我們為了能大量推廣，得把單品壓在幾百塊。幾百倍的價差，卻要有近乎同等的功能，真的不是件簡單的事。

這批教具原本只有兩大塊：基礎材料力學（拉、壓、剪、扭、軸向變形等）和一台小型振動台。後來又加上縮尺建築與阻尼設計，讓耐震、隔震、制震的實驗內容更完整。

機構設計本身不算難，最難的其實是找材料——一個「便宜、能形變、又能瞬間回復」的材料。光這件事就讓我們煩惱了一個月。最後找到科技廠常用的 EPE 緩衝泡棉，但不同厚度、直徑、硬度，還分圓柱、空心、扁的、方的，我們前前後後買了近三十種樣品，一一測試。

那振動台呢？別以為它只是搖來搖去。要省事，可以直接用往復機構，但這樣造價就破萬，達不到我們的推廣目標價。所以我們重新設計了機構、挑選馬達，才做出現在的成品——甚至還能外接頻率偵測器，顯示當下的振動頻率，精準到小數點後三位。

這一來一回的修正，加上為了組裝簡易性所做的結構優化，十來個教具，最後大約花了我們四個月，把原本應該因為疫情而空下來的整個暑假，填得滿滿的。

推廣：做了好東西卻沒人知道，就等於沒做

這一塊，是一般教育專案不會做的；但依我們的經驗，這反而最重要。

做了好東西卻沒讓人知道，那就等於沒做。 我們需要讓更多真正需要的人，知道有這個資源可以用。

既然已經有漂亮的課程畫面、精緻的教具，那就一定要好好拍照。攝影一直是我們的罩門，但我們也一直清楚：一張好照片勝過千言萬語，能更快抓住眼球，讓人願意停下來聽我們想說的話。於是我們又自己加碼了片頭設計、形象照、產品攝影、產品手冊、高中教案——從頭到尾一整套，讓這套課程隨時能漂漂亮亮地登場。

那年的台灣科學節（Taiwan Science Festival），我們的位置雖然在最裡面，還是有許多人駐足聽我們講解，給了相當正面的回饋，甚至帶來不少後續的合作。因為產品完整度高，異業合作也更容易水到渠成：我們和德國品牌 Hape 搭配，把教案往下延伸到國小也能操作的版本——孩子上完簡單的結構課，現場蓋一棟穩固的建築，再把零食放上振動台，只要能撐一分鐘不掉，那些零食就是他的獎品。

有趣的是，在展場我們最常被一般民眾問到的，是耐震、制震、隔震到底哪個好，RC 和 SRC 哪個比較便宜。看來這方面，還有很多可以發揮的空間。

教育跟行銷其實很像：要先抓到需求，才能給出大家真正想要的供給。 同樣一件事，聽眾不一樣，切入的角度就要不一樣。

寫到這裡，好像說了很多，其實還有很多沒說。這幾個月，我們不只一次驚嘆自己竟然能做到這個地步。但也正是因為我們同時具備教學、開發與行銷的經驗，才做得出真正符合現場需求的教具，也才知道什麼樣的影片符合學生需求、什麼樣的成品符合市場需求、怎麼推廣才能事半功倍。

一條龍走完這整個專案，我們才更確定：把大學實驗室搬進家裡這件事，值得繼續做下去。