創意和實用兼備的STEM校本產品

這個STEM的最終目的是希望學生能透過活動中學到的知識及解決問題的方法,以後當發現問題(需要)時,能為自己找出解決的方案。

前文我已預告今次會介紹一些「資訊科技」口味較重的三個STEM計劃。這三個計劃均是由同一間學校設計,並於小四至小六各班推展。我會先介紹計劃中的產出,及後再講解該校設計的背後理念。

感溫風扇

在六年級的電腦課中,學生利用Arduino開發模組、溫度感應器及馬達,再加上適當的程式,在預設的溫度下,使風扇自動開啟或關閉。學生又利用由校董會向外界申請送贈的立體打印機,為感溫風扇設計及製造外殼,製作出獨一無二的風扇。

噪音警報器

在五年級電腦課中,學生利用Arduino開發模組、咪高峰及蜂鳴器,加上適當的程式,衣作噪音警報器。在預設的環境噪音(分貝)下,系統會自動發出提示聲音,提醒同學注意自己發出的聲浪。

滅蚊器

在四年級常識課中,學生會製作「吸塵機」。他們先在電腦課中,以立體打印機為「吸塵機」製作外殼,然後加上吸引蚊子飛進的裝置,最後利用「吸塵機」收集被吸入的蚊。

看過以上三個產出,我猜最有可能吸引到大家的是Arduino這字。認識這字的同工,可能會覺得為什麼不用其他類似的產品代替。這些代替產品易用、易裝嵌,製成品又美觀,推廣時亦相當吸引,見得大場面。不太熟悉或不認識Arduino的,更可能會覺得高深莫測,敬而遠之。首先,我想說說為什麼學校選擇Arduino而放棄主流的產品,主要原因正正與我之前的文章提到,要切合學校發展所需的原則。

坊間的替代產品林林總總,不同的外殼,但功能幾近一樣,價格自然也不低。一年內,大大小小的機械人比賽總有十個八個。莫非,我們動用大量人力、物力、財力及學生寶貴的學習時間,就是為了用作比賽?當然,我同意透過相關的學習,學生必定學到一定的知識。但如能利用同樣的時間,並能配合學校的發展方向,這是否對學校、老師及學生來得更有意義,更易見成效呢?Arduino的擴充性大,只要配合適當的感應器便能作相對功能的機械,配合不同需要。價錢只是約100元,相比其他類似產品便宜得多了。

推行活動目的

現在讓我再向大家介紹以上三個活動的目的。第一個是「感溫風扇」:由於校園內有一個蘭花園,經過校長(對種植蘭花具多年心得)及花王的分享下,知道蘭花對氣溫較敏感。學生就以此目標,為蘭花園設計及製作自動開關的「感溫風扇」(模型)來控制溫度,這課程設計正正配合該校以大自然作校本發展計劃。加上電腦組的配合,在六年級的電腦課推展,把編程、電路設計、立體打印等相關教學內容加入電腦科課程內。

第二個活動是「噪音警報器」。該校過半的學生來自深圳,由於生活環境及文化背景關係,他們不論在上課討論或下課活動時,也會產生非常大的聲浪。一方面影響上課秩序,另一方面亦會破壞寧靜的氣氛。同時對學生的喉嚨也會造成損害。五年級學生於是便製作噪音警報器予三年級學生使用。除此之外,五年級學生也會在網上搜尋護喉資訊,跟三年級的學生分享。

第三個設計是「滅蚊器」。學校四面環山,四周草木茂盛,實是人間天堂。但全港夏天均有嚴重的蚊患,該校四周皆是綠草如茵,蚊患問題更是嚴重。在常識檢討會議中,有同工建議為吸塵機改裝成「滅蚊器」。利用立體打印機為吸塵機列印外殼,外殼上加上可安裝LED燈的位置,利用合適的LED燈以吸引蚊子飛近,再用吸塵機的吸力將蚊子吸進機內。學生在活動中透過老師一早已設計的活動,讓學生利用不同色彩的LED,測試哪種LED的光線最能吸引蚊子,再之後又商討捕捉蚊子後的處理方法等。希望能為小一的同學製成個人「滅蚊器」,以改善及提升學習環境。

以上活動,不論活動中最後所產出的作品是否真的能有效發揮原先設計時的功效,但在整個活動中,除能配合學校的課程主幹外,學生亦以身邊的人、環境及需要來作設計產品的核心。活動來得自然,沒有為做而做之感,這樣老師及學生更易投入、更易掌握。這個STEM的最終目的是希望學生能透過活動中學到的知識及解決問題的方法,以後當發現問題(需要)時,能為自己找出解決的方案。除發揮創意之外,也能提升解難能力。為日後離開學校進入中學、投入社會時,作出最佳的準備。

林偉強