【STEM】小学生电脑堂学编程 砌机械人搞足球比赛

撰文: 邓咏瑶
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电脑室内,三十多个小学生齐齐上课,学的并不是打字、Powerpoint等基本电脑操作,而是大人都未必通晓的coding。位于佐敦的男校德信学校很多男孩子年纪小小就对机械人、科学、甚至coding充满好奇,学校为配合政府的教育计划,把STEM融入学科,另设有机械人、coding等兴趣班,整间学校近乎完全沉浸于STEM的氛围中。背后推手正是德信学校校长郭超群和一班STEM团队的老师,郭超群表示十分认同STEM背后的精神,“小朋友要逐步逐步解决困难,解难已经植根在小朋友的心中、乃至生活上。”摄影:陈嘉元

电脑堂走出课室 机械人操作比拼

电脑堂不再是单单望着沉闷的萤光幕,而是走出课室,在操场上透过机械人互相比拼。德信小朋友要先砌好mbot,然后尝试遥控机械人上下左右移动,学会加速、转弯,接下来就要编写一些程序命令机械人做不同任务。小朋友轮流操控,不时欢呼拍掌,玩个不亦乐乎。小六生苏晋骞和刘政弘笑言比较喜欢现在的电脑堂,“以前都是学powerpoint、word,今个学期第一次接触机械人,我觉得更好玩。”电脑科科主任梁颖欣表示电脑科希望编程和机械人两者兼顾,不同年级的小朋友会有针对性课程,小四学习micro:bit,小五学进阶编程,小六会砌机械人mbot。

mbot是可编程教育机械人,有45件组件需要小朋友动手组装,可连接图像编程软件Scratch ,透过编程让机械人移动及完成不同任务,亦可用手机蓝牙遥控。
只要摇晃micro:bit,LED灯亮起的数字便会转换。

小四生每隔一星期都要上micro:bit课程,课堂上小朋友完成编码后,电脑连接手上的micro:bit,配合不同的编码令芯片上的LED灯做出多变的花样。比如小朋友向记者示范,只要猛力向左摇晃,LED灯便会由数目字“1”转换成“2”,再摇就会变成“3”。同学禤朗天刚接触micro:bit几个星期已经得心应手,他希望自己未来有能力的话,可以操控更大型的机械人。

电脑堂要小朋友学会用图像编程软件Scratch。
除了课堂学习外,学校亦在小息举办足球机械人比赛,小朋友要操控形状仿如推土机的机械人,把小足球推至对手龙门,而机械人全部由同学一手一脚砌出来。
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除了电脑科外,常识科更是不遑多让,渗透大量科学内容,不同年级会有不同的科学活动,例如要小六要制作电动爬山车,而考虑到小一学生年纪较小,也会让他们先制作较为简单的不倒翁,学习受力原理。

显示屏会显示感应到的温度,再令风扇转动。

制作风扇自动感应温度 或可应用于未来家居

学校设有STEM校队,每年派出小朋友参加不同STEM或机械人比赛,增强他们对STEM的兴趣和成就感。小六生陈盈亨与同学制作模型参加“智能家居创作大赛”,模型安装了感应器,假若感应温度高于25度,迷你风扇便会自动运转,高于30度便会增至强风,LED灯亦会变色,如果用家想手动开关风扇亦可按下手掣。千万别小觑小朋友的创意,假以时日或可应用到生活上。

年纪小小的陈盈亨已经参加不同机械人比赛,对coding、科学、电子工程都充满好奇。
小六的梁皓程(左)和钟荣壹(右)同学。

Mbot比赛通常要参赛者斗快让机械人到达目的地,或者要绕过障碍物,相当考验小朋友对机械人的认识,有些比赛加入问答形式,如小六的梁皓程和钟荣壹砌出用Wi-fi连接手机操控的遥控车,参加“X-car电动车比赛”,小朋友不但要先编写程序,操控电动车到不同的任务区,然后回答关于coding、历史文化、地理等问题,务求小朋友在逻辑解难和人文关怀上都有一定的认识,很有难度。

比赛有嬴自然有输,黄专祖因机械人走得不够快而失落奖项,他笑言“想换走自己的组员啰!”但他灰心之余亦反省团队合作,“组员默契很重要,最好找些互相熟稔的组员,不要不同年级的组员,否则很难磨合。”

众STEM“精英”为什么会对机械人和编程产生如此浓厚的兴趣?小朋友即七嘴八舌地说自己喜欢打机,尤爱玩Minecraft,甚至有小朋友自己喜欢拍片剪片,想当Youtuber。有小朋友不打机,但会回家自动自觉看科学书和继续玩Scratch。

德信STEM精英:黄专祖(左一)、陈盈亨(左二)、禤朗天(中)、梁皓程(右二)和钟荣壹(右一)。

学校推行STEM困难重重

德信学校今年活用政府拨出的十万元,致力推行全校性STEM教育,常识、数学和电脑堂都有加入STEM。

德信校长郭超群坦言现时学校要推行STEM面临很大挑战,政府拨出十万元让小学于3年内推动STEM教学,“我们今年有很多精彩计划,买了很多机械人、推动coding、常识科亦渗入STEM元素,十万元瞬间就会花掉,明年怎办呢﹖后年又怎办呢﹖”政府仍然欠缺长远的计划,但是他看到小朋友对新计划十分热衷,会在家钻研coding,变得爱动筋,就算一个水火箭,小朋友都乐此不疲地研究如何飞得更高,令校长觉得学校这一步是走对了。

德信校长郭超群。

纵使如此,政府近年才于施政报告中提出STEM教育,比起已经推行十多年的外国仍然是不成熟,香港大学教育学院助理教授黄家伟致力于STEM研究,并与德信学校合作课程安排,黄家伟表示师资也是个很大的难题,小学老师大多不是工程、科学专业出身,故他们难以运用自己的知识投入教学,“唯一的方法是增加培训,但老师又要兼顾教学工作”,教育政策和教师训练仍处于矛盾阶段。

“有些人会有错误观念,觉得STEM是学习解难,数学科都学到。”黄家伟表示工程学其实有独特的思考方式,比如要搭桥,要用什么物料?可承受多少重量、风力?要在一切限制下设计不同方案,是工程学特有的解难思维。

香港大学教育学院助理教授黄家伟。(邓咏瑶 摄)