玩積木啟發 STEM 創意

玩積木啟發 STEM 創意

早前被獲邀請到日本東京大學擔任《第七屆人類機械教室全國大賽》的海外嘉賓,親身目睹日本的兒童如何利用有限的指定積木組件砌出不同的創意工具,比賽極之精彩。

參賽者會運用指定數量款式的積木組件,來完成兩項比賽,分別是「指定任務賽」和「創意發明賽」,故此參賽者首要把積木組件分成兩組來應付兩項不同的賽事。正由於比賽有規限,有助訓練參賽者動動小腦袋拆解問題。

富挑戰性的規則激發參賽者動腦筋。

富挑戰性的規則激發參賽者動腦筋。

拯救車上需要安裝一個光學傳感器,負責讀取指定路線的黑白數據。

拯救車上需要安裝一個光學傳感器,負責讀取指定路線的黑白數據。

指定任務賽需編程

在「指定任務賽」中,參賽者需要設計一台拯救車,在指定路線上拯救吊在高架上的遇難者,並安全把遇難者送往終點基地。高架、遇難者及終點基地均由參賽者利用限定的組件自由組合,完全需要參賽者思考最快及最安全的拯救方案。最後,拯救車沿路線到達目的地後,需要停止活動,故此在拯救車上需要加入一個觸發器,令拯救車接觸到基地而停止摩打轉動。

拯救車要面對高架上的兩項問題,其一是垂吊拯救,其二是用安全車速將獲救者送回基地。

拯救車要面對高架上的兩項問題,其一是垂吊拯救,其二是用安全車速將獲救者送回基地。

到達終點後,最後一項任務是停止拯救車摩打轉動。

到達終點後,最後一項任務是停止拯救車摩打轉動。

實際上任務編程有數個難度,首先是熟悉編程,運用光學傳感器傳來的信息來控制摩打的轉動方向及速度,同時令拯救車能夠在指定路線上行走。另一方面,也要運用垂吊的方式以便讓拯救車快速救援,而且要控制拯救時車速,因此參加者要多次進行計算和測試。

參賽發揮無限創意

另一比賽活動是參賽者需要利用餘下的積木組件去設計一種機械工具,所以要先點算好餘下組件的款式和數量。有部分參賽者都利用了「仿生學」利用不同齒輪組合活動和槓桿運作的關係,仿照動物的活動動作製作出不同的機械動物。

更有部分參賽者會設計新發明,例如有利用橫向齒輪組合驅動前後移動的人型機器人、能沿大廈外牆進行滑動升降的雲梯車、人和機器合作彈鋼片琴、射箭機械人等。

更有部分參賽者會設計新發明,例如有利用橫向齒輪組合驅動前後移動的人型機械人、能沿大廈外牆進行滑動升降的雲梯車、人和機械合作彈鋼片琴、射箭機械人等。

有部分參賽者會選擇仿照一些遊戲用品或生產機械,利用餘下組件製作小型的機械模型,例如老虎機、織布機、機械式編程音樂盒、平衡儀等。

有部分參賽者會選擇仿照一些遊戲用品或生產機械,利用餘下組件製作小型的機械模型,例如老虎機、織布機、機械式編程音樂盒、平衡儀等。

匯報助認識成品

在比賽中參賽者分別有 5 分鐘時間匯報自己的製成品,他們需要簡述製成品的設計目的、用途、所運用的機械原理,同時亦需要作出示範,參賽者透過匯報示範有助加強對製成品的認識,對小朋友來說不單是具挑戰性的任務,還可以增強他們的成就感。

參賽者匯報有助加強對製成品的認識。

參賽者匯報有助加強對製成品的認識。

積木組件真是創意無限,但要引導小朋友透過積木組件去思考或創作,就需要配合有系統的指引和學習方式,同時動手做的過程是必須的,不能只單靠小朋友在腦海中的空想。參照物是一個好方法,在創造之前應先要學懂細心觀察,從物件表面、功能及用途上作出分析,拆解物件當中涉及的科學及機關元素,然後利用有限積木組件配合模仿技巧動手製作相關功能,成功模仿後就能增進知識和技能來作出更一步的改進,這就是創造必經的過程。