【STEM】小學發展海陸空工程師校本課程 特設工作室讓學生動手做

撰文:陳樂希
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STEM是以科學 (Science) 、科技 (Technology) 、工程 (Engineering)及數學(Mathematics)四個範疇,培養學生的學習興趣,提升創意和解難能力。
現時大部分學校的發展方向都嘗試把STEM融入常規課程,讓更多學生有機會接觸。有學校就把過往的電腦科改為電腦與科技科,增加「工程」和「編程」兩部分,特別在「工程」方面為小四至小六學生設計了海、陸、空工程師課程。更將電腦室改建為Maker Space工作室,讓學生有足夠的空間和設備製作自己的STEM作品。
攝影:鄧倩螢、部分照片由學校提供

學校今年更將電腦室改建為Maker Space工作室,讓學生有足夠的空間和設備製作自己的STEM作品。

東華三院王余家潔紀念小學兩年前開始,把STEM課程融入常規課程。過往的電腦科改為電腦與科技科,主要分為「基本電腦知識」、「工程」及「編程」三大部份。其中「工程」方面,老師團隊設計了一個融合數學、科技、科學、工程元素的「海陸空工程師」課程。小四、小五及小六的學生分別會學習製作動能車、環保電動船和滑翔機,把理論實踐並進行改良。

實地考察 親身接觸專業人員

資訊科技教育主任謝俊傑主任指,課程最特別的地方是當中有實地考察的環節,讓學生親身跟專業人員接觸交流。四年級的學生會到訪汽車維修中心,了解汽車基本運作原理及內部構造;同時在學校觀察市面上的四驅車模型。參考相關設計後,他們會再利用膠板、電池盒、馬達等物料製作一輛動能車。學生在製作時需要量度車身的長度,確保車軸的寬度與膠板寬度互相配合,並考慮其他物料是否運用得宜,然後在賽道進行測試及改良。

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五年級的學生就會到訪海事博物館,登上拖船參觀駕駛艙,了解各項電子儀器的用途;回到學校就會玩模型機動船,觀察船隻的設計,然後分組進行環保船設計。學生需要自行搜集不同的環保物品來製作電動船,設計時要考慮模型船的載重是否足夠;船身的流線型設計、螺旋槳的形狀大小、放置方向及平衡船身的重量等。完成後,他們就可以把作品帶到水池試行,再修正設計。

最後六年級的學生就會到訪民航處參觀航空教育徑,了解香港航空史、機場的運作、飛機的結構及原理。回校後會親身試玩塑膠模型滑翔機,再在老師指導下親手利用電鋸、熱溶膠槍等工具去將飛機木等物資製成滑翔機。

學生製作汽車時,老師也會透過太陽能板教導他們能源的問題。

加入任務解決生活問題 發展循序漸進

學校第一年首先發展了基本的海、陸、空工程師課程,讓學生動手製作模型船、車及飛機;第二年就實踐STEM解決日常生活問題的理念,於每一課程加入任務,解決日常生活問題。例如學生要把船設計成可以在海上收集垃圾、汽車和飛機都會考慮到能源和碳排放的問題。最後第三年,即明年新學年,課程會加入電路板及傳感器,嘗試於車、船、飛機製作中加入編程。希望課程發展能循序漸進,漸漸整合成一個完整的STEM教育課程。

普及STEM教育 讓非尖子學生嚐得成功感

除此之外,校長劉秀萍指STEM教育一定要普及,「只停留於尖子培訓不是最理想的發展,希望每一個學生都可以享受到STEM。」謝主任就指普及化可讓弱勢學生也嚐得成功感,「有些學生雖然成績未必好好,但拼砌技巧了得。他們參與STEM課程,製作到自己心儀的成品就會很開心。」

黃天諾同學指:「飛機要自己一手一腳磨木磨出來,飛起來的感覺好『爽』好玩好玩。」

幾位對STEM非常感興趣的小六學生,也從海陸空課程中得到不少樂趣。其中黃天諾同學指:「飛機要自己一手一腳磨木磨出來,飛起來的感覺好『爽』好玩好玩。」他又一邊手執飛機一邊向記者娓娓道出製作飛機要注意的地方,以及飛機的滑翔原理,令旁人完全感受到他對飛機的熱愛。另一位同學李嘉晉就比較喜歡造船,「船的製造過程要很多工夫,要小心製作將重量平均分佈;在水池試行時也很考技術,所以非常有挑戰性。」

而為了增添海陸空課程的變化,謝主任計劃來年會將飛機主題改為「纜車」,「飛機有個限制,如果新一年想加入電子零件的元素,在滑翔中意外下墜時有機會傷及學生。而學生經常會問「究竟纜車移動時是自己動還是鋼纜動呢?」所以想在兩棟校舍間設置一條鋼纜,讓學生製作小纜車,自己找出答案。」

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(右)東華三院王余家潔紀念小學校長劉秀萍及(左)資訊科技教育主任謝俊傑主任。

為學生特設安全工作室   未來投入更多資源

劉校長覺得,「21世紀的小朋友確實需要有STEM相關的技能和思維模式,才可以幫他們應付日後生活上的需要」,所以學校在這幾年都會積極推動STEM課程。學校今年更將電腦室改建為Maker Space工作室,讓學生有足夠的空間和設備製作自己的STEM作品。Maker Space猶如小學版的木工室,有熱溶膠槍、電鋸等器材供學生使用。不過小學生畢竟年紀太少,所以老師特意從日本、英國等地購入有特別安全設計的器材,即使學生碰到鋸面或利器都不會受傷;又規定學生進行活動時必須戴上眼罩手套等裝備,以及在每個工作台上裝設監視器,令學生可以在安全情況下發揮小宇宙。

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師資問題一直都是小學推行STEM教育的其中一個困難,但學校增設了不才教師培訓,讓全體教師能體驗、掌握STEM的知識。劉校長也樂見同事們的轉變,「老師由開頭好擔心好驚,到現在大部分同事都會接受,都認同STEM可以幫助小朋友提升學習興趣、思維能力。」而謝主任就希望STEM可以繼續讓學生發揮創意及從中成長,「在製作過程中看到小朋友成長,由失敗到自己想出解決方法,是非常滿足的。希望學生們出到外面的世界看到不同事物會說:「這些我都見過、做過」,不是做一隻井底之蛙。」

除了海陸空課程,學校亦會舉辦不同活動,如STEM DAY、小馬蹄蟹孵化計劃、創意恐龍車計劃、小小發明家計劃等擴闊學生視野,從日常生活中接觸STEM。來年學校更會跟友好中學合作,讓小學生設計自己的椅子,中學生就幫忙完成當中較危險的木工工序。

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