小學生設計仿生機械

小學生設計仿生機械

仿生物學從字面已略知一二,以生物為模仿對象,運用人造技術仿照生物特徵加以改良,是一門獨立的系統學問,但有小學以此為概念,引入到學校中教授。

仿生設計因涉及觀念非常多,當中會涉及數學、生物學、電子學、物理學、工程學等相關學科,而應用範圍也可以非常廣泛,這是由於當中既可涉及自學科學,也與社會科學有關。研究方式同樣十分多樣化,有形態仿生、功能仿生、視覺仿生及結構仿生,由外觀到內在均可作為參考研究。

Exocet Chair 是一張仿魚自由形態的椅子。

Exocet Chair 是一張仿魚自由形態的椅子。

科技上能借由紅外線移動探測器,達到仿製效果。

科技上能借由紅外線移動探測器,達到仿製效果。

例子有智利的創新育成中心所設計的 BioNurse ,運用天然纖維製成生物系統,以協助復甦土壤的物理及化學條件,幫助種子根部成長。還有 Exocet Chair 由 Stephane Leathead 設計,參考魚的自由形態作出多變化的功能椅。

仿生學與科技

看到這裡,相信有不少人認為,仿生學如此艱深和複雜的概念,不適合小學生學生。然而聖公會聖彼得小學的一眾老師,就將學習內容化繁為簡,善用上述的觀念,但將之與科學及設計結合。鄧文瀚老師(簡稱 STEM sir )講解仿生學的學習內容,形式是指定動物或植物的照片。然後讓學生們從四個角度回答問題。分別是觀察及理解動植物的特徵,緊接是引導學生,將特徵和環境扯上關連,當中可讓學生搜集資料,也可從中產生更多聯想。

最後就是與日常生活發生聯想,每種動植物在身體上會有各有特徵,而且能與生活連結。以蟒蛇為例,蛇頭一個頰窩位置,與生活上的紅外線溫度探測器相似,以此類型的設計,目前在香港的出入口境岸均有設置,就是一種應用的認知。

以蟒蛇為例,其特徵之一是有頰窩,能藉此探測熱能。

以蟒蛇為例,其特徵之一是有頰窩,能藉此探測熱能。

運用 Micro:bit 動手做

不過,上述的所有描述仍是停留於紙上談兵的階段,該校的劉倩筠老師表示於 4 月份注意到 LABO 的推出,當其時就留意到該物件有豐富的學習元素趣味性,但售價較高。及後與鄧文瀚老師(稱 STEM Sir )、 edTech.hk 的 ChloeNorman 討論時,大家得出可運用紙皮配合 Micro:bit ,製作仿生學機械的構思。

概念很簡單, Micro:bit 基本上已具測光、測溫度、辨別方向等多項功能,配合早前該校所學習的仿生知識,然後加入紙皮這簡單素材,務求讓學生有機會探求動手做的樂趣之餘,也可從當中對知識有更深層次的體會。有參與課堂的助教鄧鎮東(簡稱東 Sir )表示,授課方式是先教授基本程式概念,接著讓學生思考與動物連結的認知。

STEM sir 邀(右一)請教大學生擔任助教,他表示感激教大學生的協助,令學生學習更順利。

STEM sir 邀(右一)請教大學生擔任助教,他表示感激教大學生的協助,令學生學習更順利。

將各種素材結合後,學生們正為仿生機械進行測試。

將各種素材結合後,學生們正為仿生機械進行測試。

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