智能植物補光燈

3. STEM 教學內容綜合性 STEM 的綜合學習

內容綜合

科學 (S) •認識不同環境對植物成長的影響

科技 (T) •應用測量光度的工具

•應用 Micro:bit 裝置作簡單的量度

工程 (E) •製作植物補光燈

數學 (M) •量度及比較植物的成長情況：高度

教學綜合

•活動配合學校每年舉辦的「一人一花」真實情境作引入，令 學生把個人經驗和學習活動聯繫

•透過多感官及探究式活動，讓學生認識植物發芽的條件、植 物的不同部分及各個主要部分的作用

•透過種植實驗，讓學生探討水和光線對植物生長的重要性

•教師介紹不同的光源和 Micro:bit 感光器的用途，讓學生透過 探究活動中的公平測試尋找課室內光線最充足的位置（ 即窗 旁 ）來放置盆栽

•教師引發學生思考陰天時陽光不足，或會影響窗旁植物生長 的問題，並啟發學生可利用陽光以外的其他光源作為補足

• 教師帶領學生進行合作學習，為植物設計及製作「智能植物 補光燈」，並利用補光燈協助植物生長，從而驗證補光燈的 效能

學習者綜合

•學生為中度智障小學五年級生，大部分更是自閉症兒童，故 教師在教學期間善用視覺策略，將抽象概念視象化和具體化，

讓學生從直接觀察和比較，理解植物與環境的關係

• 視覺策略更可讓學生明白自己在分組活動中所參與的任務和 對小組的貢獻

• 各小組均有不同能力的學生，教師會按學生的多樣性安排其

「動手做」任務，包括：組合燈帶和燈罩、調教及美化燈的 支架、組裝用作測光後會自行啟動和關閉的電源裝置

4. 探究學習的建構

1. 學生按其生活經驗，先估計和比較課室內幾個指定位置的光度

2. 透過公平測試，學生應用 Micro:bit 感光器測量課室幾個指定位置的光度 3. 確定窗旁為課室內最光的位置後，收集和記錄在不同天氣狀況下，顯示窗

旁光度不同的數據

4. 從數據得知陰天令窗旁光線不足，引導學生思考可利用陽光以外的其他光 源作為補足

5. 組內不同能力學生分擔不同責任，以合作學習模式，為植物設計及製作「智 能植物補光燈」，並利用補光燈協助植物生長，從而驗證補光燈的效能

5. 具研究性教學策略—為智障學生調適 STEM 學習活動

按學生能力分配不同的任務 學生按教師委派的任務進行學習 一般能力

•組裝員 A： 組合燈帶和燈罩

•組裝員 B： 調教及美化燈的支架 較高能力

•組裝員 C 及測試員：組合 Micro:bit 感光器，

接駁顯示屏和移動電源，測試裝置能否在光 線不足或足夠時相應地自行啟動和關閉

拆解工作任務 • 分析各部分的工作步驟，降低複雜任務的難 度，讓學生較容易掌握設計及製作「智能植 物補光燈」的程序和目的

• 透過任務視覺提示卡，並為每位學生提供專 屬的工作盤，裝上個別的任務卡、組件和工 具，讓學生了解自己在設計及製作補光燈時 的任務及貢獻

提供輔助工具 •已 設 定 的 Micro:bit 感 光 器 只 顯 示 兩 個 標 示，透過明顯的視覺提示，幫助學生分辨 光線的強弱

•提供 18 厘米以內的特製數尺，輔助學生量 度植物的高度，以便學生閱讀和記錄數據

基本的學科知識建構 在 STEM 活動前的知識建構

• 認識光的不同來源

• 認識光對植物的作用

• 認識光的測量方法

提供安全預防措施 • 事前教師親身進行種植實驗和製作裝置，辨 識過程中所發現的潛在的風險，排除可能造 成危險的因素，並採取適當的預防措施

• 慎選工具的物料，如：使用雖輕巧但堅固的 塑膠花盆取代既笨重又易碎的陶盆；另外，

選用以膠帶包裹著小燈泡的燈帶，而不挑選 易碎的獨立燈泡，讓學生設計及製作補光燈 時，可安全地扭曲膠燈帶，捲繞在燈罩內，

而不會弄傷手

• 購買外置充電器和充電線時，選擇由信譽良 好的品牌原廠生產，以及設有短路保護裝置 的產品

• 「智能植物補光燈」必須裝置於遠離水源的 地方，並存放在陰涼和乾燥處，也要避免被 太陽直接照射

• 利用定時開關的插頭管理裝置的操作時間，

避免長時間過度使用，以防發生短路而引起 火災

• 安排適量教學人員協助課堂，並編配每位人 手的工作崗位，觀察及向學生解說任務內容 和安全須知