改良水火箭製作 系統學習 STEM 知識

| 三十三 | 04-05-2019 14:22 | |

設計適合學生的 STEM 課程或活動,仍是學校或教師的頭痛問題。不過,運用少許創意,其實一些傳統的小玩意,亦可被轉化為一個頗好玩及供多元學習的課程,「水火箭」便是其中之一。水火箭由於製作簡單,不少學生也製作過及玩過,惟近年卻反而少見。早前,滙基書院(東九龍)便夥同 Innowises 透過在水火箭加入控制底板,設計「動.火箭」課程(下稱︰動火箭),讓學生分階段有系統地學習多元知識。

羅恩瀚表示小學生側重於啟發興趣,讓他們發揮創意。

記錄水火箭數據

傳統水火箭雖然也有涉及火箭外形設計、升空原理、力學,但同學們在製作完成後,便只是按製發射,升高成效如何場往往被同學忽視反而變得不重要,甚至發射後的水火箭也很容易壞掉。動火箭則會加入一個伐門及控制底板,讓同學們透過學習編程,控制閥門的開合,既控制動火箭的發射,也記錄發射的相關數據,如:高度、重量、氣壓等,從而改良動火箭的設計,使火箭更具效率的升空以達至預期目標。

動火箭的機械部分,右邊是可控的閥門,左邊是 Innowises 專門為動火箭製作的底板,較坊間底板處理速度高幾十倍。

加入機械部分,設計動火箭時便要考慮如何保護它,因為動火箭必須試射很多很多次。

尹繼賢解釋,動火箭較之傳統水火箭多了更多的 STEM 學習元素。

定立預期目標

一般玩水火箭皆集中於前期的設計,並講及重心、運動力學、牛頓定理、動量字恆等物理知識。動火箭由於數據的可記錄性,則可涉及更多扛更廣泛的知識,包括:座標系統、三維空間概念、路徑分析,以至傳感器、微處理器等電子範疇,學習層面涉獵更廣,令同學增加求知慾和玩樂性。

早前 Innowises 於教育城內舉行的工作坊,向老師們講解動火箭如何配合 STEM 教學。

Innowises 負責人尹繼賢表示,可為同學定下一些任務或目標,例如︰鬥快升高至 3 米的高度或飛行經過一定路徑,同學便需透過 Design Thinking 的概念及不斷的嘗試,透過收集到數據對動火箭的設計作出微調,期間便可深化各種 STEM 知識,亦更有挑戰性。也因此,動火箭比水火箭也多了一個重點,便是必須可重用,同學們設計以至尋找物料便也要花多點心思。

分階段課程

不過,動火箭只是課程的道具,在對應 STEM 教學的內容上,則分作 6 個階段,包括:理論、設計、製作、編程、測試及報告。正如尹繼賢亦表示,製作動火箭的目標,不是要求學生必定要製作一支飛得直、飛得遠的水火箭,而是期望學生透過課程內容,循步漸進理解當中涉及的 STEM 知識;因而在每階段也會有着特定的知識點,必須讓同學領會理解,才建議進入下個階段。

滙基書院的學生早前便已學習製作動火箭。

此外,滙基書院(東九龍)的羅恩瀚老師表示,動火箭沒特定學年限制,中小學生也可學習,惟在學習時,中學生或許需偏重於編程以至數據處理分析,着重於實作式,小學生則可能會偏重於以老師協助形式的授課,以引起他們興趣為目的,所以即使是初小學生也適合。

製作之後的試射也是課程重點。

展現 STEM 課程本質

不過,羅恩瀚老師補充,以動火箭作為課程只是例子,示範展現出 STEM 課程應有的本質。他認為 STEM 課程就是給予學生一個創作自由的空間,整個 STEM 教學過程開始於老師與同學一起發現問題開始,繼而引導學生定立計劃或設計作品,再動手親自製作。之後經過不斷透過自主學習,為作品測試及改良,走至完成階段,最終以報告形式介紹箇中的成與敗及得著。

學生設計的動火箭。

羅恩瀚強調,正如動火箭最終不一定能升空成功,STEM 學習的成品不是最重要,失敗也沒關係,重要是學生們能否知道在製作過程當中,學懂了甚麼知識。

Source:ezone.hk

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