創新科技

中學生打造 智能功夫機械人

現今教學其中一個難點是如何引發學生的興趣,而在近年訪問中,也注意到很多學生對學習缺乏興趣,而原因在於學生覺得所學是紙上談兵,學無所用。有教師團隊注意到學生問題所在,便以觸發學生興趣為首要任務,繼而引領學生學習知識兼進行實作。取得初步成功後,更將過往數年成果及教學心得匯聚,於新學年為高中學生提供校本STEM科目供學生選修。

製作過程學會解難

除了程式之外,製作機械人需顧及機械組件和物料的配合,學生馮彥証和何文浩主要擔任機械人結構設計和安裝的工作。馮同學表示,製作機械的過程,學會很多知識,例如摩打選用可有多種,小型摩打根本無法負擔起人形手臂的重量,而部分摩打無法停止及單方向轉動也不適合使用。而他個人認為,製作上最大的難點是機械裡的佈線,由於機械人內置六個摩打、兩塊電路板、四個按鈕和電源連接,只要佈線不清晰,就有機會致燒毀組件。

另一位同學何文浩也有類似的觀感,他說製作眼前所見的智能木人樁之前,其實已有多個版本,每次均需謹慎細思和多番進行錯誤修正。他指出,每個版本的機械人,就算小如螺絲的組裝,也需要找出合適方法才能穩妥組裝,對他而言是深刻的學習經歷。

學生興趣發展成科

能引領學生設計出模擬真實度高的機械人,需學校細心栽培指導。該校的STEM教育主任黃廷峰講述發展的歷程,他指出數年前在初中期間,學校選出有潛質及興趣的學生在課外培育。如前所言,學生們提出製作詠春機械人,教師們最初由單手機械臂開始,其後加入仿生元素,製作小型機械人,再逐步提升編程及機械等知識。他坦言,起初發展並不容易,但多番改良和接觸後,注意到很多知識能貫穿多個學習領域,如機械、生物、數學及科技等。更重要的是注意到STEM學習方式能將傳統學術與現代學生興趣結合,學生藉此樂於突破過往很多的學習困境,包括學會自主學習、面對困難且不斷進步,教學團隊相信,只要學生培養出上述的數項能力,於各學科中也能應用。

正因此,學校期望學生能延續學習,因此於新學年將過往所教授的內容整理成高中裡的發展學生潛能的新科目——STEM科。以中四為例,編排80小時課程內容,教授設計概念、機械臂知識、人工智能課程、產品修改及巿場推廣等四個範疇。學校期望隨著學生的知識和學習能力成熟,能如上述在學科裡學會轉化內在知識,如詠春機械人也可以是其他功夫機械人、人工智能是資訊輸入和輸出的分析。通過具體的活動主題式學習,發展學生在生活上的各項技能,這將是培育學生的新方式。