香港基督教宣道會宣基小學「創新科技學會」的成員

報紙上經常看到新型機械人的報道，這些機械人不但模仿人類動作，還代替人類做些危險的工作。過去多年科技進步神速，令人驚嘆於現代機械人製作的尖端程度。製作機械無疑亟需專門知識，其實相關知識早就進入校園成為嶄新教學模式。在日本、德國、美國、澳洲一些中小學校，機械人教學已列為課程中的學習內容。香港基督教宣道會宣基小學（以下簡稱宣基小學），從2000年起推動機械人創意電腦編程計劃，現在培育了一班小精英，他們不但酷愛設計機械人，還到過新加坡、北京等地跟來自各地的同好切磋交流，並在國際機械人競賽活動中屢獲殊榮。本期新設專欄「校園連環走」，由本刊記者訪問該校機械人教學計劃負責老師鄭家明先生及一些同學，透過學與教的角度探討是項計劃成效。

宣基小學在1999-2000的學年裡，成功申請優質教育基金，組織了一個機械人學會──創新科技學會，校方希望透過創作機械人這個富於趣味的創意活動，讓學生加強掌握科學知識和技術。

負責創新科技學會的鄭家明老師，
把機械人理念從小組活動應用到正規課程中

初次參賽即勇奪佳績
學會成立不久，鄭老師從宣傳單張上得悉香港舉辦了不同的機械人競賽活動，於是抱著嘗試和汲取經驗的心情，讓學生參賽。結果，第一年參賽，宣基小學的學生就摘下五個三甲名次，成績驕人。宣基小學每年都參加國內外多種機械人比賽，這事並成為創新科技學會的傳統。2002年宣基小學代表香港到北京參加國際機械人奧林匹克運動會，在公開組憑著書包過重提示器奪得全場總冠軍；去年又在新加坡舉行的2004國際奧林匹克機械人競賽（亞太區比賽）中，在小學組軌跡賽事上摘冠。創新科技學會的黃昕鈴同學說：「印象最深刻的一次比賽，就是新加坡的2004國際奧林匹克機械人競賽（亞太區比賽），跟來自世界各地的同學一較高下。在會場上我們看到其他國家學生的作品都很有創意，例如中國隊製作的機械人，用了兩個控制器分別控制上下半身，這些意念大可作為日後創作的參考。」

當問及宣基為何可以在比賽中屢次奪獎，趙淳敏同學回答：「大概是我們報告做得好吧。例如在新加坡比賽時，鄭家明老師建議我們須以普通話和英語報告都準備一份，令我們可以順利地向評審介紹作品。」

參與的同學用Robolab 軟件輸入機械人 動作指令，如果想命令機械人做些 較複雜的動作，要用上更多指令組合， 而機械人的設計也更趨複雜。

學生用紅外線接收器，把剛剛在電腦上 設好的指令傳送到機械人的控制器上， 接著只要按下開關掣，機械人就可以活動了。

學生如何創作機械人
創新科技學會曾經創作不同類型的機械人，有足球機械人、相樸機械人、2008北京奧運會場等。黃浩揚同學介紹機械人製作時表示：「創作機械人的主要材料是樂高積木、齒輪、馬達和電腦控制器。別以為製作過程真的像堆砌積木那麼簡單，如果要組立一台能夠轉彎行走的機械人，那就要精心考慮齒輪、扭力和重心的問題。」事實上，製作機械人要應用的知識很多，學生必須首先解決數學、物理、邏輯、機械、電子和編寫程式等問題，所設計的作品才談得上生動有趣。接著黃同學示範如何設定程式令機械人活動起來（見上圖）。

輔助教學意義重大
學生的創作活動通常依照特定的主題（例如運動會）開展，當他們收到主題，就要因應自己的專長自行分擔各項工作，有的專門找資料、有的負責設計機體，有的負責編寫程式，有的編寫製作報告。為了改良成品，在例行會議上各個同學都提出自己的意見；而當意見分歧時，就以投票方式表決。這時，鄭老師都讓學生自由發揮，他只在適當時候才會提供意見，鄭老師的看法是：「由學生一手一腳完成自行創作的作品，他們才能獲得最大的成功感。」

成功經驗擴及全校
另一個學會的會員陳偉騰同學認為：「製作機械人好比做專題研習，不過這類創作比學科的專題更具趣味性，也更有成就感，而且經常有出國機會，有助擴闊視野。」機械人活動在教學上的意義，就是要學生透過製作過程多參與、多體驗，經歷一些認知、明白、分析、創造的活動，從而發現一些科學道理。他們成功的作品，往往是透過創作過程中的樂趣而得來。

由於創意機械人計劃在創新科技學會取得成效，校方在2002年進行課程整合時，就把電腦科、常識科和機械人教學三方面的知識統整成為「科學科技」的校本課程。五、六年級學生在該課程的其中一個單元中，得以享受製作機械人的樂趣。鄭家明老師說：「我們覺得常識科的好處是，可讓學生容易接觸不同範疇及領域的知識，可是卻很難在某些領域學得深入。只有透過實驗和操作，才可以令學生在嘗試中了解一些艱深的科學道理，因此我們把包含實驗及解難元素的機械人教學，放到正規課程中。」

該校很多同學對機械人教學都評價很高，加上運用機械人軟件簡單易用，小學五、六年級的同學，已經可以掌握運用簡單的程式語言和組件，製作一台跳舞機械人。其實按照鄭老師的想法，這個過程可以帶出一個重要的電腦理念：「電腦已成為學生日常必備的學習工具，當他們看著熒幕畫面，可有想過我們下達的指令是因為程式驅動作用使然？機械人創作的原理跟電腦一樣，也是透過程式來指示動作，分別在於後者的成品是一件實物，加上學習過程比光灌輸電腦程式理念來得有趣、有效，因此我們以機械人活動來教導學生電腦認知。」

小結
綜觀以上各點，可見機械人教學跟常識和科學探究的精神，都是一脈相承的。宣基小學的師生勇於嘗試，敢把這個課題融入正規課堂，成為校本課程，這種極具創見的教學模式，值得其他學校參考。但現實的情況卻是，香港教育當局在相關環節上的資源配套和培訓工作仍有所不足，如果要推廣類以模式，看來還需一段不短的時間哩。

（撰文：甘子威）