【創科教育】保良局李城璧中學 智能蜂箱便利城市養蜂

2022-07-14 07:00

「年輕學生的創意及熱誠,定能打敗我們這些研究了(科技)很多年的成人。」首屆香港創科展(下稱創科展)得獎隊伍的負責老師有感而發。近年各校的STEM(科學、科技、工程及數學)課程百花齊放,大大小小的創科比賽更給予學生實踐創意的機會,把天馬行空的想法化成實在的設計。創科展「初中組」金獎團隊來自保良局李城璧中學,該校的創科發展雖屬起步階段,但今年開始把STEAM(STEM加上藝術)納入校本課程,配合富趣味的課外活動,拉近學生與科研的距離;銀獎得主為荔景天主教中學團隊,該校一直大力支持學生參加各項科研比賽,並透過跨學科專題研習,助他們全面掌握各項STEM技能。

由香港創新基金舉辦的首屆香港創科展於上月底舉行,除了特設三個互動區及多達一百二十個中、小學作品攤位,更從逾四百份來自全港一百四十所中、小學的創科作品中,選出「小學組」、「初中組」及「高中組」優勝隊伍。作品分別圍繞 「智慧城市及智能家居」、「醫療及保健」、「可持續發展」及「奇思妙想」四大範疇而設計,主辦單位期望學生構思創新科技產品,為人類解決生活難題。

 

保良局李城璧中學 智能蜂箱便利城市養蜂

保良局李城璧中學三名中三級學生林若愚、李逸軒及謝浚鎧,於首屆香港創科展(下稱創科展)憑藉作品 「Inno-Beehive」(智能蜂箱)獲得「初中組」金獎,期望此設計可讓蜜蜂與人類在城市共存。

 

保育生物人蜂共存

三名男生談及為何選擇以蜜蜂為主題,原來他們在蒐集資料時,留意到一則國際新聞。李逸軒解釋:「透過英國廣播公司的新聞報道,我們得知全球正出現蜂群崩壞症候群(Colony Collapse Disorder,CCD),嚴重影響蜜蜂族群數量,便想找辦法保育牠們。」林若愚補充,相對於大象、獅子及老虎等動物,蜜蜂很少受到關注,但牠們同是受人類發展影響的生物之一,故三人期望透過研發智能蜂箱,提高在城市養蜂的可行程度。他續說:「同時希望增加市民對蜜蜂的認知和減少誤解,了解蜜蜂對生態環境的重要。」

蜜蜂存亡間接影響糧食供應,故三名學生認為保育蜜蜂刻不容緩。
蜜蜂存亡間接影響糧食供應,故三名學生認為保育蜜蜂刻不容緩。

 

實地考察改良設計

在創科路上不能只有空談。林若愚表示智能蜂箱的設計概念是在傳統蜂箱注入現代化元素,為蜜蜂提供舒適的居所。由於三人完全沒有養蜂經驗,為了改善設計,他們多次到訪永和蜜蜂場實地考察,向資深養蜂人取經。三人憶述首次到蜜蜂場時,其設計馬上被養蜂人否定。謝浚鎧稱:「(養蜂人)認為蜂箱(內部)太細,有太多電子零件影響蜜蜂生活。」養蜂人亦不認為智能系統對他有太大幫助,「所以我們決定把產品改成為養蜂新手而設,令一般市民也可(在城市)使用。」 智能蜂箱先後共有兩個版本,李逸軒指參考養蜂人的意見及傳統技術,兩款箱子的外殼均用上杉木為主要材料,並回收傳統蜂箱的杉木板改造而成。「蜂箱側面使用透紅色亞加力膠板,讓市民可觀察蜜蜂的生活,進一步了解其習性。」他解釋,蜜蜂對紅色色盲,採用紅色保護膠板可避免蜜蜂變得暴躁,而蜂箱底部設有蓄水槽,能防止昆蟲爬入蜂箱,保障蜜蜂安全。李逸軒又說,蜂箱頂部有兩個微型花槽,可按季節種植不同植物,「養蜂人告訴我們,蜜蜂喜歡吃菊花及羅勒的花蜜,我們栽種這些花,除了可吸引蜜蜂入住蜂箱,也為牠們提供備用糧食,形成『蜂菜共生』的新概念。」

為方便向大眾解說,智能蜂箱暫時使用透明膠板代替透紅色膠板和杉木。
為方便向大眾解說,智能蜂箱暫時使用透明膠板代替透紅色膠板和杉木。

 

學校後山建研究場地

在科研技術的運用上,蜂箱的智能結構及功能包括智能加濕系統,當蜜蜂進入蜂箱,超聲波感應器便會啟動,噴出水霧。李逸軒解釋,蜜蜂在乾燥環境中活躍度下降,影響牠們的存活數量。「其次是智能滑軌收納系統,運用Arduino編程令巢礎自動伸縮,降低用家取蜜的難度,減少被蜜蜂螫傷的可能。」他補充,另一功能是雨天智能收軌系統,晴天時自動推出巢礎,以便蜜蜂外出採蜜,當蜂箱上方的感測裝置偵測到雨水便自動收回巢礎,避免造成損壞。蜂箱的2.0版本更可透過應用程式控制,並設有太陽能充電板,只要通過手機便可以遙距控制微型花槽灑水,並實時監察箱內蜜蜂數量。在整個科研過程中,令三名學生最為深刻的是學校的支持。謝浚鎧謂:「我們在學校後山親手建造了一所蜜蜂研究場,並成功把蜜蜂由傳統蜂箱轉移至智能蜂箱生活,牠們甚至(在裏面)築起蜂蠟。」林若愚指比賽過後,該蜜蜂研究場將獲保留,來年更計畫與生物科合作,讓同學有機會觀察蜜蜂如何生活。三人不約而同表示,比賽令他們學會如蜜蜂默默耕耘,計畫最終才能開花結果,他們將繼續努力追尋創科研發的夢想。

蜜蜂研究場由三名參賽學生建成,以真正的蜜蜂為智能蜂箱作實測。
蜜蜂研究場由三名參賽學生建成,以真正的蜜蜂為智能蜂箱作實測。

 

初中培養創新思維

三名得獎學生能實踐創意,學校的初中課程可謂他們重要的啟蒙。保良局李城璧中學校長馮雅詩表示,學校在創科教育方面仍在起步階段,「學校正處於新舊交接的分水嶺,如今年引入了智能垃圾桶及智能燈等裝置,讓學生有機會動手拼砌,了解科技如何改變生活,不要覺得(創科)是遙不可及的事。」是次創科展優勝隊伍的指導老師劉達理(Darlie Lau)以初中設計與應用科技科(D&T)為例,中二級開始學習使用感應器,並與電腦科配合,教導學生編程及人工智能等,「學生學懂應用機器後,老師便要引導他們思考,(過程中)學生主要學習創新思維。」

「數學及科學週」邀得「火博士」科大陳鈞傑助理教授,向學生展示與火焰相關的科學原理。
「數學及科學週」邀得「火博士」科大陳鈞傑助理教授,向學生展示與火焰相關的科學原理。

 

中三設STEAM專題研習

該校今年首次在中三下學期增設校本STEAM課程,馮雅詩指老師分別在中一至中三上學期的科學、數學、設計與應用科技、電腦及美術等課堂滲透創科知識,替學生打好基礎。「中三下學期的STEAM課程採用專題研習形式,(把學生)分成不同小組作跨學科學習。」馮雅詩表示,經過中一至中三上學期的學習,學生在中三下學期已齊備實行專題研習所需的知識和技巧,但她發現部分學生在表達能力上有不足,將來或考慮加入中、英文科協作,「例如在STEAM課程內,教導學生準備短講的方法,或如何令內容更有趣吸引。」她笑言STEAM成為校本課程的優勢,是可按學生的興趣、能力及需要,作出不同剪裁和變化。劉達理補充,在此新增課程中,學生要把過往學習的所有STEAM知識結合,學以致用。他以本年專題研習為例,不少作品與日常生活息息相關,「很多學生設計了與寵物相關的智能產品,如遙距餵食機,以及透過太陽能板控制衣架伸縮。」

保良局李城璧中學校長馮雅詩稱學校的STEAM Lab於去年九月啟用。
保良局李城璧中學校長馮雅詩稱學校的STEAM Lab於去年九月啟用。

 

多元科學活動提升興趣

同屬本學年新增的還有「數學及科學週」,馮雅詩期望透過一連三天的趣味活動,令學生對科學產生興趣。「我們邀請了香港科技大學的『火博士』(化學系理學教育助理教授陳鈞傑)為初中生開設講座,他在禮堂現場示範有關火的科學,以趣味角度吸引學生。」全校活動則包括攤位遊戲、科學及數學常識問答比賽和老師分享,讓學生知道科學不只是書本上的知識,也可以好玩、新奇、有趣。

學校鼓勵學生參與科研,如中五學生透過「新時代太空經濟計劃」 學習製作立方衞星,並利用空間技術和數據創造商機。
學校鼓勵學生參與科研,如中五學生透過「新時代太空經濟計劃」 學習製作立方衞星,並利用空間技術和數據創造商機。

 

保良局李城璧中學設有創科學會,劉達理說學會每年設有不同主題及活動,本年主題圍繞「Cyberpunk」(未來科技),例如元宇宙。「我們(為此)購入VR(虛擬實景) 眼鏡,學生可穿梭於虛實之間,也與學生分享現在比較熱門的議題如NFT(非同質化代幣)。」他補充,學會更設有「學長計畫」,由表現出色的學長指導中一及中二的學弟妹,如三名憑藉Inno-Beehive獲獎的學生將拍攝影片,教導同學如何操作得獎設計,「這些學長也會在STEAM Lab留守輔助老師,並把其知識及經驗與低年級學生分享。」

文:黃正怡

圖:朱永倫、蔡建新、受訪者提供

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