【STEM】小学发展海陆空工程师校本课程 特设工作室让学生动手做

撰文: 陈乐希
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STEM是以科学 (Science) 、科技 (Technology) 、工程 (Engineering)及数学(Mathematics)四个范畴,培养学生的学习兴趣,提升创意和解难能力。现时大部分学校的发展方向都尝试把STEM融入常规课程,让更多学生有机会接触。有学校就把过往的电脑科改为电脑与科技科,增加“工程”和“编程”两部分,特别在“工程”方面为小四至小六学生设计了海、陆、空工程师课程。更将电脑室改建为Maker Space工作室,让学生有足够的空间和设备制作自己的STEM作品。摄影:邓倩萤、部分照片由学校提供

学校今年更将电脑室改建为Maker Space工作室,让学生有足够的空间和设备制作自己的STEM作品。

东华三院王余家洁纪念小学两年前开始,把STEM课程融入常规课程。过往的电脑科改为电脑与科技科,主要分为“基本电脑知识”、“工程”及“编程”三大部份。其中“工程”方面,老师团队设计了一个融合数学、科技、科学、工程元素的“海陆空工程师”课程。小四、小五及小六的学生分别会学习制作动能车、环保电动船和滑翔机,把理论实践并进行改良。

实地考察 亲身接触专业人员

资讯科技教育主任谢俊杰主任指,课程最特别的地方是当中有实地考察的环节,让学生亲身跟专业人员接触交流。四年级的学生会到访汽车维修中心,了解汽车基本运作原理及内部构造;同时在学校观察市面上的四驱车模型。参考相关设计后,他们会再利用胶板、电池盒、马达等物料制作一辆动能车。学生在制作时需要量度车身的长度,确保车轴的宽度与胶板宽度互相配合,并考虑其他物料是否运用得宜,然后在赛道进行测试及改良。

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五年级的学生就会到访海事博物馆,登上拖船参观驾驶舱,了解各项电子仪器的用途;回到学校就会玩模型机动船,观察船只的设计,然后分组进行环保船设计。学生需要自行搜集不同的环保物品来制作电动船,设计时要考虑模型船的载重是否足够;船身的流线型设计、螺旋桨的形状大小、放置方向及平衡船身的重量等。完成后,他们就可以把作品带到水池试行,再修正设计。

最后六年级的学生就会到访民航处参观航空教育径,了解香港航空史、机场的运作、飞机的结构及原理。回校后会亲身试玩塑胶模型滑翔机,再在老师指导下亲手利用电锯、热溶胶枪等工具去将飞机木等物资制成滑翔机。

学生制作汽车时,老师也会透过太阳能板教导他们能源的问题。

加入任务解决生活问题 发展循序渐进

学校第一年首先发展了基本的海、陆、空工程师课程,让学生动手制作模型船、车及飞机;第二年就实践STEM解决日常生活问题的理念,于每一课程加入任务,解决日常生活问题。例如学生要把船设计成可以在海上收集垃圾、汽车和飞机都会考虑到能源和碳排放的问题。最后第三年,即明年新学年,课程会加入电路板及传感器,尝试于车、船、飞机制作中加入编程。希望课程发展能循序渐进,渐渐整合成一个完整的STEM教育课程。

普及STEM教育 让非尖子学生尝得成功感

除此之外,校长刘秀萍指STEM教育一定要普及,“只停留于尖子培训不是最理想的发展,希望每一个学生都可以享受到STEM。”谢主任就指普及化可让弱势学生也尝得成功感,“有些学生虽然成绩未必好好,但拼砌技巧了得。他们参与STEM课程,制作到自己心仪的成品就会很开心。”

黄天诺同学指:“飞机要自己一手一脚磨木磨出来,飞起来的感觉好‘爽’好玩好玩。”

几位对STEM非常感兴趣的小六学生,也从海陆空课程中得到不少乐趣。其中黄天诺同学指:“飞机要自己一手一脚磨木磨出来,飞起来的感觉好‘爽’好玩好玩。”他又一边手执飞机一边向记者娓娓道出制作飞机要注意的地方,以及飞机的滑翔原理,令旁人完全感受到他对飞机的热爱。另一位同学李嘉晋就比较喜欢造船,“船的制造过程要很多工夫,要小心制作将重量平均分布;在水池试行时也很考技术,所以非常有挑战性。”

而为了增添海陆空课程的变化,谢主任计划来年会将飞机主题改为“缆车”,“飞机有个限制,如果新一年想加入电子零件的元素,在滑翔中意外下坠时有机会伤及学生。而学生经常会问“究竟缆车移动时是自己动还是钢缆动呢?”所以想在两栋校舍间设置一条钢缆,让学生制作小缆车,自己找出答案。”

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(右)东华三院王余家洁纪念小学校长刘秀萍及(左)资讯科技教育主任谢俊杰主任。

为学生特设安全工作室   未来投入更多资源

刘校长觉得,“21世纪的小朋友确实需要有STEM相关的技能和思维模式,才可以帮他们应付日后生活上的需要”,所以学校在这几年都会积极推动STEM课程。学校今年更将电脑室改建为Maker Space工作室,让学生有足够的空间和设备制作自己的STEM作品。Maker Space犹如小学版的木工室,有热溶胶枪、电锯等器材供学生使用。不过小学生毕竟年纪太少,所以老师特意从日本、英国等地购入有特别安全设计的器材,即使学生碰到锯面或利器都不会受伤;又规定学生进行活动时必须戴上眼罩手套等装备,以及在每个工作台上装设监视器,令学生可以在安全情况下发挥小宇宙。

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师资问题一直都是小学推行STEM教育的其中一个困难,但学校增设了不才教师培训,让全体教师能体验、掌握STEM的知识。刘校长也乐见同事们的转变,“老师由开头好担心好惊,到现在大部分同事都会接受,都认同STEM可以帮助小朋友提升学习兴趣、思维能力。”而谢主任就希望STEM可以继续让学生发挥创意及从中成长,“在制作过程中看到小朋友成长,由失败到自己想出解决方法,是非常满足的。希望学生们出到外面的世界看到不同事物会说:“这些我都见过、做过”,不是做一只井底之蛙。”

除了海陆空课程,学校亦会举办不同活动,如STEM DAY、小马蹄蟹孵化计划、创意恐龙车计划、小小发明家计划等,扩阔学生视野,从日常生活中接触STEM。来年学校更会跟友好中学合作,让小学生设计自己的椅子,中学生就帮忙完成当中较危险的木工工序。

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