中學生深度學習機械與編程

中學生深度學習機械與編程

學界將機械人放入 STEM 課程漸見普及,但大部分學校都向外購買成品類型的機械人套件作教學,讓課程比較著重編程部分。然而獲得多個國際機械人比賽獎項的佛教何南金中學,則認為機械人的結構與編程同樣重要,今次就向大家分享機械結構與編程之間關係的看法。

前身為職業先修學校的佛教何南金中學,有著各種專業工具器材,其中的
何德心創新科技中心更是機械人研發隊的主要據點,歷年來獲獎的機械人就在此地誕生。負責 STEM 及機械人研發隊的佛教何南金中學(下稱何中)老師, STEM 及化學科主任李志宏( Tim Sir )及科技領域主任陳國和分享他們十幾年對機械人的執著及經驗歷程,了解機械人研發隊的辛酸史。

機械加入視藝 STEM 變 STEAM

環觀整個何德心創新科技中心,除了專為設計與科技科而設的工具器材外,還擺放著各種機械人,其中包括:用線控器控制三個齒輪箱的踢球機械人、由木材或亞加力膠組成的六足格鬥機械人、爬欄杆機械人及爬梯機械人等。

爬欄杆機械人的設計看似簡單,已涉及到重力及摩擦力等原理。

爬欄杆機械人的設計看似簡單,已涉及到重力及摩擦力等原理。

用五桿線控器,就能控制三個齒輪箱的踢球機械人了。

用五桿線控器,就能控制三個齒輪箱的踢球機械人了。

機械人設計需先明白理論,加以因應環境製作各類型的變種機械人,但 Tim Sir 表示課堂理論太多的話,學生未必能完全掌握,讓他們從實踐中學習能吸收得更多。何中透過初中每星期特設的兩節 STEM 課堂,把綜合科學及科技融合起來,從運用鋸床處理木材,到使用熱熔膠槍等工具,都要同學親自操作,製作機械人的過程需要經過多次測試及修改,讓他們以公平測試去改良機械人到最好。

他更指現代的產品大部分一體成型,無法拆解再組合,加上近年學生對 2D 轉 3D 的概念及想像力較弱,學生需以數學邏輯去判斷該圖形有幾多個面,在課堂也加入視藝元素,分別是中一學習手繪立體圖,在有意念時立即得心應手地畫下來;中二學習用電腦繪畫平面圖,再用激光機製作出來;中三學習用電腦繪畫立體圖,讓他們盡早熟習使用繪圖軟件。

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