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STEM教育 科学梦工场 “编”玩边学

小朋友,你想不想凭己之力创造出专属机械人呢?古晋四哩半中华公学经过校方这些年来大力推广,目前该校的机器人俱乐部发展规模稳定,曾多次派出队伍参加各地举办的赛事,且有所斩获。最重要的是,孩子们对机械人技术、科学和工程学增添更多学习乐趣,以创意手工制作机器人,培养出校园“科技小达人”。

透过比赛平台,发挥自己的实力。

发展点滴

古晋四哩半中公机器人俱乐部导师何风玲受访时表示,该校在2017年开始首度推行EV3 Lego Mindstorms机器人俱乐部。

在2018年,校长林蔚妘希望可寻获较廉宜的学习平台,以便让更多学生有能力参加,于是该校开创了Mbot,并和位于One Jaya的电子经济枢纽(Digital Economy Hub)合作启动。

惟基于考量到Mbot平台有限,只能在中国进行各项竞赛,因此校方停下了Mbot,找到了Chumbaka学习平台,对方目前在古晋开启了第一个特许经营。

经过几次讨论,校方同意使用他们的课后计划。

在2019年农历新年后,双方合作启动了电子工具课程,提供小学四至六年级学生参与,还有部分三年级学生。

Chumbaka平台也提供培训予该校8名教师,让老师们成为具认证的培训导师。学生也将可在年底获得该平台颁发的认证徽章和证书。

获得“Top Designer”荣誉,小朋友心里得意,满满成就感。

“今年,我们进入了该计划的第二级,透过Arduino课程,学生们继续探索机器人世界。由于担心年龄较小的学生无法应付高难度的学习,校方仅将该课程限制让四至六年级的学生参与。惟另一边厢,校方建立另一个机器人俱乐部MicroBit Club,它将更适合一至三年级的学生。”

“发挥创意,我在行!”

基于缺乏教师,且需拥有笔记本电脑才有资格加入俱乐部,也需购买硬件,并每月支付50令吉的费用,种种挑战让俱乐部的会员人数逐渐减少,与2019年相较下,今年该校俱乐部只有40名会员。惟目前校方另设有两个机器人俱乐部,为学生提供了更多选择。

荣誉榜

根据何风玲导师分享,该校俱乐部这两年间可谓战绩满满。在2018年,7月8日砂拉越RBTX资格赛,该校有四支队伍进入决赛。8月12日,PetroSains国家RBTX莎阿南挑战赛,该校有3支队伍进入前40名。

9月8日所举行的初级创新者级别,该校赢得一枚金牌,两枚铜牌和一张“通配符”。10月6日的初级创新者州级赛,则获得一份金奖和顶级设计师奖。11月10日在槟城国家级初级创新者赢得第四名。

2018年Petrosains挑战杯总决赛,古晋四哩半中公队伍一路过关斩将。

在2019年,3月16日该校队伍参加婆罗洲会展中心举办的STEM游乐场展览。7月14日RBTX资格赛,其中一支队伍进入决赛。7月24日初级创新者区域级别,获得1银2铜的佳绩。10月5日则参加在婆罗洲会展中心举办的Hackwknd。

对何导师而言,学生们透过这种平台学习了如何使用Google Doc编写文字,以及如何使用Google Drawings创建动画故事。 使用Google幻灯片准备演示文稿,使用Google表单和Google表格研究和编译数据,使用Google协作平台建立自己的主页,甚至启动公司网页。他们还学会了将所有内容存储到Google云端硬盘,以及学习在线与队友进行互动。

她说,通过编码,学生学习了计算思维,也学会了使用逻辑进行故障排除,懂得将复杂性分解为组件,从而将程序编码为各个级别,提高了解决问题的能力。

“他们了解事情的运作方式,坚持不懈地努力,以磨砺自己的毅力和专注力。最重要的是,他们正在学习未来,学会掌握AI人工智能,而非让AI接管他们的未来。他们是创造者!”

她相信小学生会爱上,是因为他们喜欢修补,喜欢创造可以自主移动的东西。让他们惊讶的是,他们通过编码和构建方式取得了成果。

各项比赛让小学生有机会磨练自己,增广见闻。

根据导师分享,在行管令期间,该校STEAM课程是采取Zoom在线方式进行。每周五分为四节课,每节课程最多可容纳10名学生。在每一堂课的结尾,他们被分配参与特殊挑战,他们需要完成这些挑战,并提交视频。校方为每个获胜者准备了特别奖,获奖人选由家长和老师遴选出来,于是我们可以看见,一个个生动,结合了环保和科技元素的机器人诞生了。

STEM教育融合了机械、传感与控制等为一体,让学生在手脑并用解决实际问题的过程中,有效地提高逻辑思维能力、判断能力、动手能力和创新能力,是实施素质教育的一个重要平台。

结合环保和科技元素的机器人。

遵循STEM教育,科学、技术、工程、数学四位一体的理念,一个称为Arduino的平台,让学生进行机器人创造开发,把学习到的零碎知识与机械工程转变成一个探究世界的过程,使得学生在杂乱无章的学习情境中获得设计能力、合作能力、问题解决能力和实践创新能力的提升。

小朋友在视频前讲解自己的环保机器人作品。
学生们学会了将复杂性分解为组件,从而将程序编码为各个级别。

什么是Arduino?

该课程主要提供小学高年级或初中学生程度的学员,从零基础开始学习。学生在学习该课程的时候必须参与机器人的设计制作,这一实践过程使得学习变得生动有趣。

在不少机器人创意比赛中,古晋四哩半中公学生都有所斩获。

以下我们来看看中小学生学习Arduino的好处:

(一)强化小孩逻辑思考力

写程序最重要的是如何把大问题不断分割成小问题的过程,其中小孩必须去思考如何把代码合理的安排在整个程序中,才能让程序流畅的处理输入、演算、直到输出,这对小孩对事物的逻辑分析能力会有极大提升。

不论校方、家长团都非常鼓励学生们参与校内机器人俱乐部,让孩子们的学习不再单调。

(二)培养小孩专注细心

除错,是每个写程序的人必经的事,不论大人小孩都没有例外。有时候只是少打了一个等号,或是在某一行的尾部少加一个分号,就会造成程序大乱,更别说还有逻辑上分析问题时忽略掉某种状况的陷阱。所以,在学习写程式除错的过程中,是绝对无法得过且过,能有效改正小孩马虎行事的毛病,避免当个“差不多先生”。

只要用心思,废弃盒可以制成超阶进化版的坦克车。

(三)提高小孩耐性

当父母的一定知道小孩耐性有限,怎么也坐不住,就是要跑来跑去到处吵闹、玩耍。这个课程让孩子在游戏中学习,但他们不仅仅玩游戏,还会懂得一个游戏是如何被设计出来的,从而培训他们的耐性。

(四)增加小孩抽象思考能力

其实学写编程就是学习怎么跟电脑沟通。有趣的是,你碰到老外不会说英语还可以比手画脚,但和电脑可不行。这表示孩子在学习的过程中,更需要一种把抽象化为具体的能力,好让不懂得思考的电脑,也能了解与表达抽象的事物。

获奖的学生与导师、家长合影。

(五)提升国际性的沟通能力、竞争力

显而易见,现在哪一门行业不用电脑?电脑语言,已然成为一个重要的沟通工具。小孩在幼时接触的环境,往往跟以后的发展有极大的关联性,如果不想跟世界脱轨,尽早让他了解所谓的编写程序,或是了解编程是怎么一回事将会是他们面对国际竞争时有力的武器。

在行管令期间,古晋四哩半中公机器人俱乐部在线上继续学习。

(六)学习团队合作,学会共同学习

在适当的教学课程设计之下,学写程式就像玩游戏破关一样,同学彼此讨论“破关攻略”,你不会?我教你;我卡关,你帮忙。在互动之中增进情谊,也学到如何用团队力量解决问题。比起老师在台上单方向的讲课,同学之间的研究,将让学习效率大大提高。

通过编码,学生学习了计算思维,提高了解决问题的能力。

(七)训练空间思考能力

在编程控制游戏人物的过程中,是训练空间思考能力一个很棒的方式。小孩手脑一同运转起舞,左转、右转、跳上、跳下,置身于程式的世界中,在游戏之中学习,明白方向感及立体的空间感。

报导/杨丽华

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