【STEM】小學生大玩高爾夫球工作坊 揉合科學概念提升運動表現

撰文:陳樂希
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STEM教育是指以科學(Science)、科技 (Technology)、工程(Engineering)及數學(Mathematics)四個範疇,培養小朋友創意及科學興趣。後來有人加入美術(ART)範疇,令STEM變成STEAM。但原來除了Art,A也可以是Action。
上星期,120名來自八間本地小學的小三至小五學生,參加了香港高爾夫球及網球學院(HKGTA)的「STEM + A」體驗日,透過不同工作坊了解高爾夫球所涉及的物理學概念,結合科學和體育,改善運動技巧和表現。
攝影:陳樂希

當天的兩個工作坊都是以「能量的轉換」為主題。首先,小朋友透過動手砌出一個近似「牛頓擺」的發球小模型,學習牛頓第二運動定律。他們用木棒砌出發球架,V字型綁上玻璃珠,再用飲管製作出球座。之後小朋友可以反覆測試用玻璃珠碰擊薄荷糖和另一枚玻璃珠,讓他們觀察用同樣擊球工具和角度碰擊不同質量的物件時,會有什麼樣的結果。小二的葉沛嘉同學測試後,便說:「薄荷糖比玻璃珠飛得遠。」當中的原理是什麼呢?

控制質量能控制距離

策劃課程的張瑪珊博士解釋,小朋友自製的發球架固定了鐘擺的角度,用同一個擊球力度和角度,薄荷糖質量較小、重量較輕,可以有角度地飛彈出去,着地點較遠;而玻璃珠跟用作擊球的玻璃珠一樣重,質量也一樣,很快就掉下,飛彈不遠。這個小實驗讓小朋友了解到,發球時控制質量就可以控制距離。雖然打高爾夫球不能控制球的質量,但這個原理在不同運動中可以看得到,例如打棒球投球可以投很遠,但用同樣力量推鉛球不能推出一樣距離。

完成了小模型,下一部分就是把模型放大,進一步學習擊球角度的重要性。小朋友踏進另一個課室,便看到4個發球器和兩條賽道。他們要來個比賽,把球發射到對方最遠的區域(藍色區為兩隊間的界線)的為止勝出。小朋友要透過轉換不同高度的底座,調較撃球角度,控制球的距離和高度。

擊球角度影響動能位能

這個部分講解的原理是能量的轉換,動能和位能的關係。若果發球器擊球時的能量不變,大部分能量轉成位能的話(即把球打得很高),便會有高而不遠的效果,少了向前飛的動能。這情況跟踢足球一樣,要踢出又高又遠的波,要有一定的角度和技巧,在位能和動能之間取得平衡。

有學生成功找出最坐發球角度,打出最遠發球,親身體驗擺動、撞擊角度與力度等物理學概念。(由主辦機構提供)

除了工作坊,在室內運動場中也有15個循環訓練小站,讓小朋友透過不同的小遊戲鍛鍊身體。每個小站都有其作用,例如用魔術貼球擲向標靶,可以訓練小朋友的手眼協調,而模擬打高爾夫球的小遊戲可以訓練上下半身的協調。

遊戲中體驗運動所需的身體協調

HKGTA Jack Nicklaus高爾夫球學院總監Billy Martin指,這些小站都是以遊戲方式進行,因為小朋友在玩遊戲的過程中會學習得更快,他們能自己體驗和感受得到打高爾夫球和網球的原理,不用大人刻意跟他們解釋。另外,他也提醒我們不要輕看一個簡單的跳躍動作,其實小朋友能夠跳躍得好,是證明他能協調和控制好上下半身。而他有一個小秘訣令小朋友保持新鮮感,就是要求小朋友每一分鐘換下一個訓練小站。

運動和科學是不可分割的。
生態教育及資源中心科學事務經理 張瑪珊博士

這個體驗日是源於由生態教育及資源中心及HKGTA共同策劃的「STEM+A」課程,當中張瑪珊博士十分強調運動和科學的關係,指「運動和科學是不可分割的」。她指其實運動背後有很多科學原理,學習擊球角度與發球距離的關係、了解高爾夫球所涉及的能量轉換,再有效運用它們的話,便可以提升運動表現。例如球員了解到擊球的角度,便會知道45度是最佳角度令球飛得最遠。而且現時還有有運動科專科,除了改變技術,亦可學習避免受傷的方法。

課程預計將於新學年全面推出,分為初小、高小、初中、高中四個階段,設有各式各樣科學與運動並重的工作坊,適合小一至中四學生參與。小學部分着重提升小朋友對運動和科學的興趣,而中學則主要以不同實驗深化他們在書本上學到的知識。課程為期一個學期共10節課,8節工作坊會在學校進行,2節實踐課會到HKGTA進行。

另外,HKGTA亦提供資助計劃讓中小學申請。機構會全額資助20所中小學,每所8位學生,讓他們每個星期都能到學院參加高爾夫球和網球課程,希望能幫助有天份但缺乏資源的學生發揮潛能。表現理想的學生有機會加入機構代表隊,參加不同比賽。

學生練習推杆入洞技巧及手眼協調。(由主辦機構提供)