圓玄一中獲DTSL支援推動全民STEM －編程創作實用高

2018-12-212018-12-21 Chris

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。

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。

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。