【STEM】小學生電腦堂學編程 砌機械人搞足球比賽

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電腦室內,三十多個小學生齊齊上課,學的並不是打字、Powerpoint等基本電腦操作,而是大人都未必通曉的coding。位於佐敦的男校德信學校很多男孩子年紀小小就對機械人、科學、甚至coding充滿好奇,學校為配合政府的教育計劃,把STEM融入學科,另設有機械人、coding等興趣班,整間學校近乎完全沉浸於STEM的氛圍中。

背後推手正是德信學校校長郭超群和一班STEM團隊的老師,郭超群表示十分認同STEM背後的精神,「小朋友要逐步逐步解決困難,解難已經植根在小朋友的心中、乃至生活上。」

攝影:陳嘉元

電腦堂走出課室機械人操作比拼

電腦堂不再是單單望着沉悶的螢光幕,而是走出課室,在操場上透過機械人互相比拼。德信小朋友要先砌好mbot,然後嘗試遙控機械人上下左右移動,學會加速、轉彎,接下來就要編寫一些程序命令機械人做不同任務。小朋友輪流操控,不時歡呼拍掌,玩個不亦樂乎。小六生蘇晉騫和劉政弘笑言比較喜歡現在的電腦堂,「以前都是學powerpoint、word,今個學期第一次接觸機械人,我覺得更好玩。」電腦科科主任梁穎欣表示電腦科希望編程和機械人兩者兼顧,不同年級的小朋友會有針對性課程,小四學習micro:bit,小五學進階編程,小六會砌機械人mbot。

mbot是可編程教育機械人,有45件組件需要小朋友動手組裝,可連接圖像編程軟件Scratch ,透過編程讓機械人移動及完成不同任務,亦可用手機藍牙遙控。

只要搖晃micro:bit,LED燈亮起的數字便會轉換。

小四生每隔一星期都要上micro:bit課程,課堂上小朋友完成編碼後,電腦連接手上的micro:bit,配合不同的編碼令晶片上的LED燈做出多變的花樣。比如小朋友向記者示範,只要猛力向左搖晃,LED燈便會由數目字「1」轉換成「2」,再搖就會變成「3」。同學禤朗天剛接觸micro:bit幾個星期已經得心應手,他希望自己未來有能力的話,可以操控更大型的機械人。

電腦堂要小朋友學會用圖像編程軟件Scratch。

除了課堂學習外,學校亦在小息舉辦足球機械人比賽,小朋友要操控形狀仿如推土機的機械人,把小足球推至對手龍門,而機械人全部由同學一手一腳砌出來。

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除了電腦科外,常識科更是不遑多讓,滲透大量科學內容,不同年級會有不同的科學活動,例如要小六要製作電動爬山車,而考慮到小一學生年紀較小,也會讓他們先製作較為簡單的不倒翁,學習受力原理。

顯示屏會顯示感應到的溫度,再令風扇轉動。

製作風扇自動感應溫度 或可應用於未來家居

學校設有STEM校隊,每年派出小朋友參加不同STEM或機械人比賽,增強他們對STEM的興趣和成就感。小六生陳盈亨與同學製作模型參加「智能家居創作大賽」,模型安裝了感應器,假若感應溫度高於25度,迷你風扇便會自動運轉,高於30度便會增至強風,LED燈亦會變色,如果用家想手動開關風扇亦可按下手掣。千萬別小覷小朋友的創意,假以時日或可應用到生活上。

年紀小小的陳盈亨已經參加不同機械人比賽,對coding、科學、電子工程都充滿好奇。

小六的梁皓程(左)和鍾榮壹(右)同學。

Mbot比賽通常要參賽者鬥快讓機械人到達目的地,或者要繞過障礙物,相當考驗小朋友對機械人的認識,有些比賽加入問答形式,如小六的梁皓程和鍾榮壹砌出用Wi-fi連接手機操控的遙控車,參加「X-car電動車比賽」,小朋友不但要先編寫程序,操控電動車到不同的任務區,然後回答關於coding、歷史文化、地理等問題,務求小朋友在邏輯解難和人文關懷上都有一定的認識,很有難度。

比賽有嬴自然有輸,黃專祖因機械人走得不夠快而失落獎項,他笑言「想換走自己的組員囉!」但他灰心之餘亦反省團隊合作,「組員默契很重要,最好找些互相熟稔的組員,不要不同年級的組員,否則很難磨合。」

眾STEM「精英」為什麼會對機械人和編程產生如此濃厚的興趣?小朋友即七嘴八舌地說自己喜歡打機,尤愛玩Minecraft,甚至有小朋友自己喜歡拍片剪片,想當Youtuber。有小朋友不打機,但會回家自動自覺看科學書和繼續玩Scratch。

德信STEM精英:黃專祖(左一)、陳盈亨(左二)、禤朗天(中)、梁皓程(右二)和鍾榮壹(右一)。

學校推行STEM困難重重

德信學校今年活用政府撥出的十萬元,致力推行全校性STEM教育,常識、數學和電腦堂都有加入STEM。

困難一 : 政府欠長遠的配套

德信校長郭超群坦言現時學校要推行STEM面臨很大挑戰,政府撥出十萬元讓小學於3年內推動STEM教學,「我們今年有很多精彩計劃,買了很多機械人、推動coding、常識科亦滲入STEM元素,十萬元瞬間就會花掉,明年怎辦呢﹖後年又怎辦呢﹖」政府仍然欠缺長遠的計劃,但是他看到小朋友對新計劃十分熱衷,會在家鑽研coding,變得愛動筋,就算一個水火箭,小朋友都樂此不疲地研究如何飛得更高,令校長覺得學校這一步是走對了。

德信校長郭超群。

困難二 : 小學老師大多非工程、科學專業出身

縱使如此,政府近年才於施政報告中提出STEM教育,比起已經推行十多年的外國仍然是不成熟,香港大學教育學院助理教授黃家偉致力於STEM研究,並與德信學校合作課程安排,黃家偉表示師資也是個很大的難題,小學老師大多不是工程、科學專業出身,故他們難以運用自己的知識投入教學,「唯一的方法是增加培訓,但老師又要兼顧教學工作」,教育政策和教師訓練仍處於矛盾階段。

困難三:坊間存在迷思

「有些人會有錯誤觀念,覺得STEM是學習解難,數學科都學到。」黃家偉表示工程學其實有獨特的思考方式,比如要搭橋,要用什麼物料?可承受多少重量、風力?要在一切限制下設計不同方案,是工程學特有的解難思維。

香港大學教育學院助理教授黃家偉。(鄧詠瑤 攝)



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