機械人教學

   《今日校園》這次請來了香港機械人學院高級課程發展主任邱嘉俊先生和迦密主恩中學的簡志光老師,分享他們在香港推動機械人教學所遇到的困難和挑戰,並就機械人教學的發展方向作出分析和建議。

 

  從前男孩玩機械人跟女孩玩洋娃娃一樣,大人都覺得是玩具一件,跟學習拉得太遠。時移世易,現在不但女孩子會玩機械人,而且不止於「玩」,也熱衷於一手一腳「裝」。大家不要以為這就跟砌模型沒啥分別,不過是把零件拼湊起來就是了。其實要製作「見得人」的機械人,由選購到組裝零件,甚至編寫程式和機械操控,所有程序都考驗參與者的創意和科技知識。近年香港各界也開始重視機械人教學,繼中文大學於2006年成立機械人及科技教育中心,香港電子業訓練中心亦宣佈於今年九月開辦的中專文憑學程加入機械人學科。然而,機械人教學在香港的發展仍處於起步階段,一些中小學不過把機械人學會納入課外活動的範圍,而大部份學校甚至連這類課外活動也沒有。

機械人原是何物

  機械人是機械科技的一種,屬於機械學。機械人一詞最早出現於1920年捷克科幻作家恰配克的《羅索姆的萬能機械人》中,原文作「Robota」,後來成為英文中通行的「Robot」。現時機械人製作的方法大致可分為:手動機械(有線)、自動機械(無線)和伺服馬達機械三種。

手動機械
指以人手和硬件控制機械,如:「拾球機械」、「運球機械」和「投籃機械」。


 

 

自動機械
根據載入的程式及配置的感應器輸入,作出對應輸出,如:「黑線追蹤機械」。

 

  

 

伺服馬達機械
因它們以腿行走,編程較複雜。除了控制理論和系統整合技術外,還結合機構力學和運動學,如:「機械狗」、「二足步行機械人」。

 

機械人教學不普及

  根據教育局基礎課程(小一至中三)有關科技教育的指引,指出教師在設計學習活動時可以靈活運用各種備有工具和器材的學習資源套,當中包括以機械人協助教學。可是,現時在全港601間小學中,粗略估計只有70、80間學校曾經以課外活動的方式舉辦機械人課程。至於在500多間中學中,活躍參與機械人比賽的學校也不足100間。由此可見,機械人教學在香港的發展仍然裹足不前。

提升科技知識

  由於組裝機械人的過程需要綜合多種學科知識,包括機械工程、電子、物理、電腦程式設計等,是訓練青少年邏輯思維的一個好途徑。一些人以為小朋友年紀太小不適合玩機械人,其實機械人學習的範圍很大,大家盡可按程度選擇適合自己的機械人課程或資源套,從中涉取更多的科技知識。因此,無論大朋友或小朋友都可以學習組裝機械人,如果親子能一起研究就更完美。

改善社交技巧

  機械人教學除了讓青少年學習裝嵌組件、程式設計和電腦操控等「硬」技術,更可以透過小組協作的形式培養他們待人接物的「軟」能力。香港機械人學院高級課程發展主任邱嘉俊表示:「我們會安排學生以小組形式上課,他們會2至3人一組砌機械人,從中可以學習怎樣與別人合作、溝通和相處。我們真的看到一些學生透過玩機械人,社交能力逐漸進步。」

學解難 考創意

  作機械人不可能一踘而蹴,青少年經常要面對很多難以預見的錯誤和失敗。身為香港機械奧委會主席,迦密主恩中學簡志光老師認為機械人教學可以培養學生的解難能力。他解釋道:「學生參加機械人比賽不一定會勝出,即使比賽輸了,也可以從別人身上學到新的東西,加以改良後說不定下次就會成功。最重要的是學生可以透過比賽見多識廣,學習精益求精,培養自己的進取心。」而且當青少年掌握到基本的知識後,便可以嘗試天馬行空創作與別不同的機械人。今年新春期間,青衣城更展出了一些以老夫子概念創作的機械發明,它們都不過是一些中小學生的作品。

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