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【教案分享】

觀塘區:佛教何南金中學

 

OpenSchool   |   2018-11-26 11:02:39

自行研發機械人
躋身世界前列 建立自信與毅力

STEM教育在學界全速起動,機械人組裝與編程是其中一項熱門發展項目。佛教何南金中學的機械人研發隊已成立超過十年,學生多年來代表香港南征北戰,先後在青少年機械人世界盃及機械奧運會勇奪殊榮,為港爭光!

觀塘區:佛教何南金中學

黃校長認為由學生自行設計及組裝機械人,才能讓他們實踐所學,激發探究精神。

佛教何南金中學開辦之初是一所職業先修學校,不少老師都是工藝及設計專才,而校方也鼓勵學生作多元發展,因利成便就開展了機械人活動。有別於現時普遍學校購買機械人套裝來培訓學生的做法,他們在發展之初,因應老師與學生的設計與工藝底子,所有機械人都是由零開始製作,師生包辦外型設計、結構計算、零件裝嵌、編寫程式等工序,每個完成品都是他們的心血結晶。

師生砌出熱誠與幹勁

黃子正校長認為由學生自行設計及組裝機械人,才能夠讓他們從實踐中鞏固知識,訓練創意思維,並激發探究精神,為完善製成品,熱衷於搜索各種機械資訊。「老師也會親往日本搜購零件,學習當地科技,將經驗與知識帶回來和學生分享。」學生透過參加各種國際性比賽,與其他地區的機械人團隊互相交流心得,擴闊眼界。

隨著教育局近年力推STEM教育,機械人研發隊也加強了科技元素,製作出來的機械人由過往能夠走動、跳舞、踢波等,發展至格鬥、游泳、搶包山及扒龍舟等。李志宏老師特別指出機械人發展的兩大里程碑:「第一個是跳舞,因為要讓機械人全身關節運動,並做出多樣化的動作,是極為困難的事。另一個是格鬥,這除了講求機械人的移動及協調,還要計算步速、拳速等,是高一個層次的知識與技術。」

讓機械人跳舞、格鬥等做出多種複雜的動作,不但涉及科技、工程及編程範疇,也需要科學、物理、數學及化學等知識,「例如讓機械人跑步需計算其移動幅度、平衡等,而不同部份也需要使用不同物料的零件組裝,這些都需要學生掌握各STEM學科知識,再融會貫通綜合應用,才能成功研製出一個可作多角度移動的機械人。」陳國和老師說。

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機械人製作涉及多種STEM 知識,包括科技、工程、數學、化學及物理等,學生在過程中將各科知識靈活運用。

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學生在2017 中國鞍山國際機械奧運會中,奪得機械人舞蹈、足球賽等多個冠軍。

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機械人製作已發展至懂得舞師、游泳及搶包山等,十分多元化。

納入初中必修課程

經過十多年的發展,機械人研發隊已成為熱門課外活動團隊之一,黃校長有感活動發展成熟,近年已將基礎理論及概念納入常規課程。「老師自製了教材、編好了完整課程,將之與科學科融合,成為科學與科技科,讓中一、二學生先學習基礎知識,有興趣的學生再參與課後活動,加入團隊。」研發隊不但在學界及國際比賽中屢獲殊榮,學校也經常舉辦工作坊及小學組比賽,由學生擔任小導師,教導小學生自製簡單機械人,並分享製作心得,將這股熱情與精神承傳下去。 

設計及組裝機械人除了培養到學生科研興趣及創新思維,黃校長指同時提升了學生的自信與毅力。「學生由構思、製作、測試至完成一項作品,需經艱苦的過程及嘗試,對學生是一個很好的磨練,從中培養到堅毅不屈及團隊合作精神,當完成一件作品後,得到的滿足感是不能言喻,同時也建立到自信心。」就連老師團隊也異口同聲表示,在與學生一起製作的過程中,自己也獲益良多,做到教學相長。

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學校發展機械人研發隊多年,在很多大型比賽中屢獲殊榮,在學界享負盛名。

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( 左起) 李志宏老師、張家俊助理校長、陳國和老師帶領機械人研發隊多年,經驗豐富。

改善人類生活

讀者或會好奇,機械人能歌善舞、打波格鬥,好像沒有什麼實際用途,學生學到的技能如何幫助社會發展呢?張家俊助理校長解釋:「跳舞、格鬥是機械人製作的初階應用,幫助學生打穩根基。如果在中學階段能夠好好掌握這些知識,日後升讀大學接受高階訓練,以至將來從事機械工程工作,就更容易吸收創新技術。」而且,學生在參加比賽的過程中,會遇上很多難題,但他們自小學習零件裝嵌、結構設計,建立了觀察力及敏感度,很容易就找到問題所在。「我們堅持要學生自己砌機械人,就是要訓練他們了解每個細節,清楚明白軟件與硬件都同樣重要,一粒螺絲出錯,都足以影響整個作品。」張家俊助理校長補充說。 

科技發展快如閃電,各行各業都多了應用科技工具改善產能,機械人應用也將成為趨勢。黃校長希望學生在機械人研發隊中,不僅學懂創新科技知識與技術,日後懂還得善用所學,設計出能夠改善人類生活的機械人,貢獻社會,改變世界。

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知多點 : 機械人研發隊發展歷程

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學校的機械人活動於2005年開始發展,由理科及科技科老師合作進行,之後逐步編入中一、二級科技課堂,成為初中學生必修課程。而對機械人興趣較濃的學生則於課後繼續鑽研深造,參加各項比賽及為小學開設工作坊,歷年開辦工作坊超過一百場,並四次主辦小學校際機械人比賽。

在過去五年間,團隊的科研水平已提升至國際前列水平,2012年更代表中國參加全球最大型的機械人比賽,並獲得兩項世界冠軍。經培訓的隊員很多都循科技領域升學或就業,繼續發展他們的興趣和潛能,並不時回校悉心協助老師培訓學弟學妹,承傳他們的經驗和心得,直到目前為止,已有超過二百名學生成為機械人比賽隊員。


學校資料

學校名稱:佛教何南金中學

地址:九龍油塘高超道三號

創校年份:1988年

學校類別:資助男女

辦學團體:香港佛教聯合會

校訓:明智顯悲

電話:2340 0871

電郵:enquiry@bhnkc.edu.hk

網址:http://www.bhnkc.edu.hk

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