圓玄一中獲DTSL支援 推動全民STEM - 編程創作實用高

STEM教育愈來愈盛行,學校都各出其謀推廣數理工科,達至全民STEM,然而,學習編程乃STEM教育之始。香港道教聯合會圓玄學院第一中學借助DTSL多個科技產品,從初中開始實行編程教育,課餘亦提拔學生參加比賽,不但榮獲大小獎項,其作品亦非常實用,普及全校,甚至惠澤社群。

圓玄一中簡偉鴻校長(右一)與一眾師生共同展示STEM教育作品與多個創科比賽獎項。

micro:bit編程教育成主流

圓玄一中簡偉鴻校長指出要達至全民STEM,編程教育應從小開始做起,故此該校由中一級起教授micro:bit編程。綜合科技科老師林家俊指出:「我們自去年引入micro:bit,起初只在中一級使用;今年則中一至中三級都學習micro:bit課程。micro:bit介面簡單,初學者十分容易上手掌握,亦有內置感應器如測溫、測光等,適合初中生深入淺出地學習。」他續指,中一級主要學習基本編程知識,中二和中三級就可利用micro:bit知識進行深層創科設計。本年校方要求中二級生設計與體育有關的智能裝置;中三級則需更深入,以項目學習形式進行,進行一些主題習作,如設計有關智慧城市的作品。

圓玄一中學生在學習micro:bit編程。

作品應用於體育科

STEM教育除了教授學生電腦工程知識外,最重要的是啟發他們的創意潛能,真正應用於日常生活裡,圓玄一中以此為教育理念。該校於本學年要求中二生以micro:bit編程制作能應用於體育的智能裝置作品,並已成功使用於體育科。此作品以5個micro:bit為骨幹,導入了感應器,當感應到有接觸時就會亮燈,其數據記錄就能實時傳上雲端。此作品已正式運用於體育課裡。體育科主任鄧焯奇及電腦科老師彭漢輝表示:「以活用學習形式使學生對STEM學習更有投入感,他們能親自使用過才會大感興趣;這亦幫助了體育課,加入了競賽元素能幫助學生在體育課裡更起勁,同時能幫助校隊進行訓練。」

圖為4個micro:bit裝置,啟動了就會有其一亮燈,運動員須跑去接觸以迎接另一個裝置燈。此智能運動裝置能訓練運動員短跑速度和反應。

littleBits讓學生大放異彩

課堂成功推行編程教育,課餘同樣進一步激發學生參與STEM比賽,借助比賽啟發學生潛能。圓玄一中創科比賽團隊於近年憑「智能濾水水質監察器」與「智能課室系統」贏得了多項大獎,可見該校部署得宜。

被問及如何幫助學生建立一支優秀的創科團隊,資訊及通訊科技科主任李彬及綜合科技科老師郭俊廷指出:「我們利用課餘時間對個別學生作進階培訓,課堂裡以micro:bit為主,課餘則教授創科團隊學習littleBits。littleBits有兩大優點:一、感應器比micro:bit多,創作和編程上可更具彈性;二、littleBits提供開源(Open Source)硬件連接模塊,可將不同的電路功能模組化,模組之間運用磁鐵直接連結,創造更多可能性。」被譽為「電子版LEGO」的littleBits,可與IoT(物聯網)的官方網站IFTTT互聯,設計出來的產品裝置可直接收集數據,以IoT方式傳送予實時數據庫Firebase作儲存和分析。

以得獎的「智能濾水水質監察器」為例,littleBits的Arduino Bi t 為主要編程工具,透過littleBits各樣傳感器收集水質的各種數據,如酸鹼值( pH值)、溶解性固體總量(Total DissolvedSolids、TDS)及水質濁度等,當濾芯數值觸動感應器時,就會分別發出「更換濾芯」或「危險警示」來提醒人們。

「智能濾水水質監察器」內置littleBits感應器,連接上雲端,可實時上載實時數據。

設計與實用性贏歡心

創意和實用性固然贏得分數,然而創科比賽同樣講求設計與外觀,獲獎的「智能課室系統」正體現兩者兼備。此作品運用了鐳射切割機和3D打印機,協助他們在製作上更快捷,更準確。參賽成員李梓健同學指出:「鐳射切割機可作平面切割或雕刻,只需數分鐘就能完成產品的部件,以此作品為例,倘若使用傳統人手就不可能每個課室部件都有100%準確度,作品成效就會出現誤差。」林老師認為,學生在設計3D模型的過程中同樣要學習怎樣解決機械力學及結構等問題,在學習設計與力學上有莫大幫助。

DTSL 提供鐳射切割機和3 D 打印機大大幫助圓玄一中的創科團隊。

學校在部署購置多個教學設備之先,宜先審視自身STEM教學理念和目標,咨詢有關供應商後就可以選出最適合的設備及方案,協助學校推動在STEM課程上。

Chris

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Chris Wong,主修新聞傳理,曾任職調查公司,細心發掘數據及真相,所有事情皆由微小因素所連繫。