佛教何南金中学Robot in STEAM课程提倡动手动脑 启发创科新思维
早在2005年已成立机械人研发队,并于多个世界机械人赛事上屡获殊荣的佛教何南金中学,自2015年起将机械人研发纳入初中常规课程,融入科学、编程及工艺知识并且独立成科,科目名为“Robot in STEAM”,每星期两节课。课程除了可培训学生的科研基础及编程知识外,更有助培养其创造力、协作能力和解难能力,而对初中生发掘兴趣、生涯规划也有一定帮助。学校早前更升级科技工场的设备和环境,打造成全港最大的STEAM Lab之一,持续推动科研普及化。
摄影:欧嘉乐
为初中生而设的“Robot in STEAM”课程以制作齿轮箱机械人为主轴,中一至三期间分别学习制作蹦跳、格斗及拳击机械人,逐年由浅入深地学习徒手、2D及3D电脑绘图等技巧。除了学设计、绘图及编程知识,学生更会一手一脚进行制作及组装,焊接、锯床、钻床等工序都要落手做。由制作一件小零件开始,持续反思及改良其设计。佛教何南金中学校长马宝红指出随著经济转型,传统工艺科亦有升格至高阶科技教育之必要,故自2015年起便开始构思将研发机械人融入于课程之中,以普及科研,让科技教育不再是“拔尖生”的专利。当时仍未有STEM概念提出,何南金中学便率先将编程、科学、工艺等元素汇聚成一门独立科目“Robot in STEAM”。
至今STEM、STEAM科目愈来愈盛行,数码科研亦成新学习趋势,马校长直言教学不宜留于理论层面,故课程坚持保留“动手做”的元素。“编程理论好抽象,藉著(研发和制作期间)不断反复尝试和失败,学生能即时看到成效,学习体验便更立体、更深刻,许多学生也坦言玩得开心、好享受。”将科研知识提早至初中课程,马校长认为有助发掘学生的潜能:“既在学生身上种下科研种子,也培育更多对编程、科学感兴趣的尖子。除了加入机械人队,更有同学对科技编程感兴趣,继而参加其他有关智慧城市的比赛。”而更重要的,是为初中生的生涯规划带来重要影响,透过“Robot in STEAM”,突破以往至升读高中、大学后方有机会接触创科知识和学系的关口,让学生尽早了解自己的兴趣,减低选科错误的机会。现时初中生可先尝试、再体验,感兴趣的话便开始规划选科,思考要朝哪方面发展:“语文、学术科目太多了,教育要多元化,方能照顾不同能力、兴趣和需要的学生。”
为配合课程发展,学校设备亦须改良。佛教何南金中学特意建STEAM Lab,大大提升其功能性和安全性,期望可为学科带来更佳的教育效果。现时面积逾4千呎的STEAM Lab由数个旧课室组成,比以前的实验室及工场足足大了一倍以上,清楚划分设计、研发及制作区,同时加强教室光线,方便学生进行研发和实验。佛教何南金中学助理校长李志宏(Tim Sir)忆述:“以前制作区只得一个角落,站在工台旁就无法使用机器,现在空间充足,同学便更易于操作钻床、锯床等工序。”
是次改建STEAM Lab由“Homify‧乐居”负责,其业务涵盖建筑设计、顾问及工程、ESG及再生能源科技、教育及电子设备等范畴,致力为中小学校、NGO、环保机构及工商业客户提供优质的一站式服务。Tim Sir坦言喜获“Homify‧乐居”支援翻新及改装旧工场,如以往因电掣插座大多在墙边,学生进行电烙铁焊接会面向窗户,十分危险,现时为确保安全,“Homify‧乐居”为何南金中学的STEAM Lab铲起所有原有地砖并拉线,于每个座位下安装防水电掣插座,令每位同学都可面向老师,在其监察下完成工序。除此之外,Tim Sir结合智能家居的元素,升级STEAM Lab为全智能教室,盼让学生走近、体验科技之便利,继而激发学习兴趣——STEAM Lab的科技设备具有声控功能,同一灯掣更可操控全教室的灯,按一键即可升降投影幕及窗帘等,便利老师教学。除此之外,更在储物室安装具备人体感应器开关的智能灯掣,以节省用电:“我们常常教学生应用物联网(IoT)技术,但顶多单靠书上的资料或影片,他们未必能想像到(科技带来)的效果。故我期望可借助课室设备,让他们了解如何应用科技至现实生活,也紧扣著我所教的AI或智能家居课题。”而为配合智能系统及灯掣的需求,技术人员亦须重新拉线及接驳零火线,工序众多。
即看全港最大STEAM Lab之一的环境及设备:
Tim Sir带领校内机械人研发队出外参赛多年,足迹遍布美国、韩国、墨西哥等,2019年更于韩国国际机械人大赛囊括全能赛的冠、亚军。他指参加机械人比赛不但能增进学生知识和技能,更能锻炼心态:“到海外比赛有助学生扩阔视野,既认识不同商业级的创新科技,也透过接触各地的工程师,了解别人如何付出其心力,做得更专、更精,这份追求极致的心态是无止境的。若他们能具备这份追求卓越的心,不止于STEAM,对其他学科都会有帮助。”
由构思、绘图、制作至编程一站式训练,学生们不但练就了专业知识和优越手艺,Tim Sir亦留意到历经多次比赛后,同学们于团体合作、抗压力上也有提升——出赛时有队员病了便各自补位,机械人突然于赛场上断脚,便即时拿剪钳、工具出来修补和改装,赢得现场其他队伍的掌声。这亦显示了平时校内的训练经验充足,方能于踏上世界舞台时仍临急不乱,“我们的团队气氛好好,会互相扶持,大家常常说(比赛)只为一起赢。我常常教他们,比赛输了并不可耻,输了就不玩才最可耻。即使跌倒也别怕失败,要有抗逆力,也要有追求卓越的心。”这份心态从读书延伸至比赛,甚至职场也受用。Tim Sir续分享,不少曾参与机械人研发队的学生毕业后仍朝工程、科研相关学系发展,部分更任职于中电、港铁等机构,常常为做得更好而加班至深夜,彼此笑言这是比赛种下的“祸”:“比赛教晓我们,以为自己进步了许多,以为够赢,但进步永远也不够多。”