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小一 STEM 教育初探

在文檔中 School Mathematics Newsletter(SMN) (頁 115-123)

聖公會聖十架小學:陳寶儀主任、潘慧妍老師 源起

我校自2016 年遷進啟德新校舍,便配合社區環境,每年進 行以航空為主題的三天專題研習活動。

一年級的主題在這三年換了三次,不是因為學習內容太深,

便是活動稍欠跨學科學習元素。今年我們累積了以往的經 驗,設計了以「航空遊樂場」為主題的專題研習活動。一 年級的學生以自己居住的社區啟德作為研習的背景,了解 社區由舊機場發展至現在的歷史。透過遊公園的活動認識 區內的設施,例如啟晴公園是以航空為主題設計,也是全 港唯一的航空遊樂場。我們安排小一學生化身成為啟晴公 園遊樂場設計師,為啟晴公園規劃以 Bee-bot 帶領的巡遊 路線,為遊人作導航。

STEM 教育元素

「航空遊樂場規劃」包含了小一數學科及常識科的核心學 習元素,配合電腦課應用編程,發展學生的計算思維,配 合中文科,提升學生的匯報及說話能力,配合英文科提升 學生聆聽及跟從指令的能力。

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有關的學習元素如下:

學科 核心學習元素

數學

■ 順數、倒數

■ 長度和距離

■ 方向和位置:「左」、「右」、「前」、「後」

科學 (常識) 公園

■ 物料的測試 工程 (常識)

■ 設計:「航空遊樂場」模型

■ 測試及改良:是否能正確依既定的路

線巡遊

科技 (電腦)

■ 編程:計算思維

■ 計算所需動作的次數,來決定應執行

移動命令的次數

■ 能在平面圖上讓 Bee-Bot 走到預定的 目標/方向

■ 增加或減少移動命令模塊來改變序列

的步驟

■ 更正錯誤來完成程式 語文

■ 導賞 (中文說話)

■ 聆聽指令(英文方向)

■ 詞彙 (中、英公園設施)

視藝 ■ 設計

■ 繪畫

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發展共通能力

透過「航空遊樂場規劃」,提升學生共通能力:

1. 協作能力:

了解自己的角色,主動思考、分享意見、與組員協作構 思設計並製作成品。

在實驗過程中,分工協作完成測試及紀錄。

2. 溝通能力:

運用適當的語言及態度與組員進行討論、量度數據和分 析結果。

3. 創造力:

透過應用不插電編程的基本概念,發展計算思維能力以 作新的跳飛機遊戲。

4. 明辨性思考:

學習分析及判別優劣,從而找出合適路線的設計。

5. 解決問題能力:

透過反覆測試,驗證預測成效。

6. 自我管理能力:

自我評估,訂定目標。

7. 研習能力:

根據思考、討論、分享完成研習日誌。

8. 運用資訊科技的能力:

發展計算思維。

9. 運算能力

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過程

小一學生遊啟晴公園後,在設計 Bee-Bot 巡遊路線前,須 有以下的輸入:

目標 教學活動 學生任務

1. 認 識 方向 (左右)

活動一 – 齊齊做個小士兵 1. 向學生介紹左右方。

2. 根據老師指令,請學生舉起左 手、右手、左腳或右腳。

3. 全班學生完成一個指令後,須 復原站姿。

4. 重複步驟 2 和 3 進行比賽。

5. 如有時間,可每組派出表現最 佳的學生,在黑板前進行全班 最佳小士兵(淘汰賽)。

聽 取 指 令 來 完 成 任 務。

2. 認 識 Bee-Bot 指令碼

活動二 – 我是 Bee-Bot

1. 介 紹 課 室 的 四 個 方 位

(分別在四個方位貼上 1-4 的 數字,黑板(1)、窗(2)、壁佈(3) 及門(4))

2. 學生先面向黑板(1)

3. 提示學生每次轉向只能轉向 一個新數字,不能跳過其他數 字(如1 只能轉向 2 或 3)。

根 據 指 令 左 轉 或 右 轉 一 個 直 角*,向前 進或後退。

*小一學生不 須 使 用 「 直 角」一詞

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目標 教學活動 學生任務

4. 老師發出指令左或右轉向另 一個新方位。

5. 重複步驟 3 和 4 ,使學生熟練 直角左轉及右轉。

6. 重複指令

老師可加入向前行一步及向 後退一步的指令。

(老師發出指令時,須留意學 生的活動空間,注意安全)

3. 學 生 能 發 出

口 述

Bee-Bot 指令

活動三 – 領取軍糧

每組派出兩名組員及帶上同色的 色帶(一位擔任指揮官,另一人 擔任人型Bee-Bot)

1. 指揮官及人型 Bee-Bot 必須先 完成跳飛機任務,進入秘密基 地,才能開始領取軍糧的任 務。

2. 老師在指定地方放置軍糧(小 欖球)。

3. 指揮官發出口述指令(左轉、

右轉、向前,向後),指示 Bee-Bot 到達糧倉,領取糧食

(小欖球)。

*提示 Bee-Bot 只能在軌道(階 磚隙)上行走

發出指令,

指 示 同 學 到 達 目 的 地,完成任 務。

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目標 教學活動 學生任務

4. 交換角色,重複步驟 3 。 4. 學生

能輸入 Bee-Bot 指令

活動四 – Bee-Bot 取花蜜 1. 約三人一組。

2. 老師派發 iPad,學生使用 Bee- Bot 軟件

3. 輪流透過輸入 Bee-Bot 指令,

完成不同的關卡。

輸 入 正 確 的指令碼,

指 示 Bee-Bot,完成 任務。

學習成果

學生應用常識及數學科所學,配合編程設計智能導航員,

透過手腦並用的探究活動,引起他們學習的興趣及好奇心。

一年級學生設計的航空公園,充滿創意:

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檢討

在數學課堂中,讓學生學會從觀測者的角度以「上」、「下」、

「左」、「右」、「前」、「後」和「之間」描述物件的相互位 置,進行專題研習活動時,學生便能正確地應用方向編碼 指示 Bee-bot 向特定方向移動,在所設計的情境中鞏固他 們對方向及數數的概念。當然,還有小部分空間感較弱的 學生仍未能掌握,須個別跟進指導。

在期考中,整體學生在方向的作答表現較往年有所提

升,可見引導學生從「做中學習」,進行探究性活動,這種

互動的學習模式,不但能提高學生學習數學的興趣,也能 加強學習的效能。

延伸及期望

透過進行一連三日的專題研習日,讓學生能夠接觸多元化 的跨學科主題學習活動,當中包括應用 Bee-bot 編程深化 學生已有的知識,讓初小學生能夠運用資訊科技進行學習,

逐步發展學生對科技探索的興趣及好奇心。從初小開始培 養學生發展計算思維的能力,與時並進,增加學生對處理 資訊的能力及運用科技的觸覺,日後能夠運用數碼科技技 術改善生活質素,發展智慧城市。

學生的學習成果反映這種情境化的學習,能讓學生綜合應 用學科所學,讓學生掌握共通能力,並培養勇於嘗試的學 習態度。因此,在課程規劃上,將持續推動跨學科學習的 學與教模式,綜合運用數學科所學的數學語言及概念,透 過電腦科技工具應用於常識科中解決日常生活中的問題,

期望學生能繼續從多元化的學習活動中「多動腦筋」、「多

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動手做」,以深化學生的學習體驗,幫助學生自己建構知識。

總結

計劃的推行須經過不斷的檢討,持續優化改善,過程中最 重要的是團隊的合作精神,上下一心朝著同一的方向,為

培育下一代共同努力,透過STEM 教育,以助學生掌握二

十一世紀所需要的重要技能和素質。

(註:陳寶儀老師為行政長官卓越教學獎(2018/2019)獲嘉許狀老師)

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14. Exploration and Development of Effective Strategies

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