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分類: 心路歷程

老師變工頭帶你蓋房子

教師實作教學超有感

文∣謝泓儒

講到「協力蓋綠能屋」的起源就要從有次學生的回饋單開始說起,校長看到學生的回饋單後與我們分享她印象深刻的學生回饋,回饋單上面是這樣寫著:二樓的花圃總是圍著危險勿近的黃色警告條,到底什麼時候能修好?什麼時候才能再次的進到這個地方?

這個花圃是全木構的形式搭建而成的,但因為這裡的環境氣候因素導致木構花圃腐爛甚至有斷裂的跡象修復不易。所以在安排處理的過程中以學生的安全為優先考量就先圍起來並且不讓學生靠近。

在討論之後決定開始募款,讓這個破舊花圃有重新的面貌,秀峰扶輪社大力協助下總算能開始重新修復。最終決定此區域能夠結合前方川堂形成整體的空間運用但因為氣候因素所以需要有屋頂,學生在回饋單看到問題我們也希望在修復的過程中讓學生也能學習到解決問題就以協力造屋方式進行。

從問題、拆除、自造、再利用這些過程都帶領的學生參與,健益老師舉辦寒假營隊帶領著其他老師與學生以及六韜團隊共同參與協力造屋。在這過程中學生學習到造屋的過程從柱、樑、牆、屋頂,都是老師與學生用手鎖到手都長水泡所辛苦完成的。其中我與 4 位學生一起到工廠去將之前所拆卸花圃木料進行整理,從挑、 洗、刨、磨這些程序將木頭再利用,綠能屋的正面牆上就是原有花圃的木頭所構成,也利用雷雕將大家記錄在木塊上拼湊成故事牆。

綠能屋就是有基本的通風、採光,減少能源消耗,使用的建材符合環保規範而我們 也將原有的木料進行整理賦予老師變工頭帶你蓋房子教師實作教學超有感新的生命,這也就是這次學生參與綠能屋所體會到不一樣的協力造屋。接下來,我們將會 將綠能屋與原有的川堂空間帶著學生進行通用設計規劃再加上智慧家居將這個區域變成符合學生、學校甚至是社區都能夠使用的通用空間- 多功能智慧劇場。

綠建築實現人天共好

新北市秀峰扶輪社全球獎助金計畫 GG-1865551

青山村民協力造屋 – 翻轉校園困境 SDG11 ∣ 永續城市與社區

文∣謝泓儒、黃健益、丁明豪、張益明、鍾育櫻、歐俊鴻、呂岳軒、白峻豪、吳名訢、陳怡瑾、陳政雄、張光驊、鄭坤華

青山國中小把「蓋房子」當作一個課題,去解決校園花棚的殘破及危險,去引發孩子對環境的覺察及行動,試圖建構一個系統性的課程,重新評估基地的環境條件,導入綠建築的工法及建材,採行太陽光電能源,進行雨水回收灌溉,耕耘有機蔬菜,開啟智慧生活。

藉由物聯網偵測並維護住宅的品質,避免建築物再次成為大型垃圾,也讓師生參與空間的設計與建置,發展一連串的專題與主題探究。「協力造屋」是一個溝通理解的對話歷程,透過它重新連結起人和人、人和環境、人和社會的關係。花棚拆除時,國小老師回憶起,那一隅曾是小朋友最愛歡聚的學習角落,但是時間證明那樣的建築,確實不適合潮濕多雨的汐止氣候。因此,我們希望傳承美好校園生活的價值,並企圖體現新興科技的綠建築工法,在二者之間開啟跨域、跨界的對話,期待讓過往的回憶與現在問題解決、未來生活的想像,都能共存在這個方案裡。緣此,
創造了老建材復甦再利用的機會,實現了永續社區及聚落生活的原型。

在「協力」的過程中,每一位參與者學習以尊重的態度,與自己不同的人、族群與意見進行對話。透過對話,我們探討對房子的想像、對生活的想像,以及對社區的想像。因此,這起「協力造屋」的課程,青山國中小不僅蓋起有形的房子,也在心中蓋起「無形的房子」―青山村。透過教學,夥伴們以雙手彰顯勞動的價值,實踐住者適其屋的夢想。我們相信老祖宗的人天共好,可以運用新興科技來點石成金。

協力造屋的 15 堂課

  1. 發現問題:學生發現木構花棚損壞,校方圍上封鎖線禁止進入,師生回憶當年最愛的戶外學習角。
  2. 勸募資金:學校與秀峰扶輪合作提出綠能智慧生活教育計畫,向各國扶輪社爭取全球獎助美金 4 萬2 仟元。
  3. 產學合作:寒假營隊由台大 PecuLab 課程指導、藝創木構職人教師,六韜國際系統整合,科技城智慧家庭,跨界、跨域資源整合。
  4. 永續原料:如何處理腐朽木構?讓廢料循環利用,典藏歷史記憶,效法庖丁解牛,細心解構木支架,將拆下木材分類,刨除風化外表,留下木心再利用。
  5. 基地分析:基地位於 2 樓穿堂,評估樓層承載重量,又建材運輸不易,故擇定以輕鋼構為主體。
  6. 建築設計:尋求朝陽科大建築系董皇志教授教學,學生初探住宅設計學門,考量耐震、使用需求、環境合宜,嘗試計算結構安全。
  7. 工具使用:「工欲善其事,必先利其器」,認識各式手動工具, 學習正確操作紀律,確保施工安全。
  8. 環保建材:選用永續綠建材,如:鋁蜂巢板、棕櫚酚醛板、定向纖維板、隔熱磚、纖維水泥板、纖維泥塗料、防潮布、可樂瓦等。
  9. 梁柱牆體:輕鋼構組合屋,立面植筋膠防震;內牆採環保隔熱磚、纖維水泥板,具隔熱、隔音、防水、防潮功能,外牆包覆再生鐵木及雲杉板。
  10. 屋頂地面:採單坡式斜屋頂,設置屋架承重,上方覆蓋棕櫚酚醛板,下方墊上定向纖維板,具有耐燃、隔熱及保溫效果,溫差約 5-8℃。地面鋪設防潮布、鋁蜂巢板及定向纖維板,質量輕化又防水、防潮。
  11. 門窗設置:考量房屋座向及功能, 兼顧室內通風及採光,活動式鋁門敞開可與川堂空間合一。
  12. 家具配置:內裝風格因應師生教學使用,創意組合家具滿足多元功能,空間規劃、室內設計課程應運而生。
  13. 水電安排:排水規劃、舒適的空調與照明設置,關乎家居便利及健康,節電燈具及除溼設備為必須配備。
  14. 能源生成:安裝 3 峰瓩 (kWp,裝置容量的單位) 太陽光電模組計 12 片,日照量越高,發電量就越高。根據 2014 年能源局公布數據,大台北地區日平均發電量 2.63 (kWph/day/kWp),本校設置 3 峰瓩 (kWp) 初估日平均發電量約 7-8 度 (kWh)。太陽光能轉換電能,輸出直流電,加裝直 / 交流轉換器,提供綠宅用電。設置雨水回收系統,雨水從屋簷溝槽經垂直滴水鏈,收集入雨撲滿,引流澆灌水耕蔬菜。
  15. 智慧家庭:未來生活以安心、便利、舒適為核心訴求,透過 AIoT (人工智慧+ 物聯網) 平台應用程式開發,設定各式情境的一鍵功能;環境因子偵測及機電管理智慧化,智慧管家貼心警示。

青山村智慧宅的產學共創

智慧宅 AIOT 未來生活 SDG11 ∣ 永續城市與社區

智慧城市、智慧家庭的微型體現

文∣蔡芸琤、曾隱裳、許惠淑、黃家成、謝泓儒、丁明豪、黃易涵、Sam、張晨昕

科技的發展與應用得以與社會環境的永續發展友善共存,亦是科技領域的課程目標 之一。 科技領域課程係由資訊科技與生活科技兩門科目來實踐課程理念與目標。科技發展與我們的社會生活息息相關。我們的生活每天都在發生變化,而且越變越好,這是由於科技融入了生活,豐富了生活,給我們的生活帶來了方便,帶來了舒適。

智慧城市 (Smart City) 是指利用各種資訊科技或創新概念,整合都市的組成系統和服務,以提昇資源運用的效率,將都市管理和服務最佳化,並改善市民生活品質。國際城市策略師 Boyd Cohen 於 2012 年提出「智慧城市輪」(Smart City Wheel) 涵蓋六大範疇,環境 (Environment)、移動 (Mobility)、政府 (Government)、經濟 (Economy)、市民 (People) 與生活 (Living)。

2019 年台北智慧城市展提出 Smart City 2.0「AIoT Invigorates Smart City 智慧物聯網引領智慧城市再升級」,期藉由人工智慧與物聯網的整合應用,帶給民眾更好的生活福祉!

智慧家庭 (Smart home) 是智慧城市理念在家庭層面的應用和體現,是智慧城市的最小單元,以居家生活的環境為載體,以家庭成員間的親情為連結,利用物聯網、雲端、移動互聯網和大數據等新一代資訊科技,實現健康、低碳、智能、舒適、安全和充滿關愛的家庭生活方式。智慧家庭也是一套跨界的軟硬體整合平台,依據用戶的需求創新定義服務的產品,跨界領域包括: 智能家電、智慧娛樂、智能家居、智慧安防、智慧醫療、智能能源、智慧健康等部分,創新的服務需求包括智慧空氣、智慧水管理、智慧食品加工與配送、情緒燈光與音樂、住家美容、智慧教育與兒童成長等民眾直接感知的創新性產品。

青山智慧生活課程,緣起於「協力造屋」的的 15 堂課,希望引領學生以未來生活更安心、便利、舒適為核心發想,透過教師與科技企業及基金會的產學合作,讓學生體驗到 AIoT ( 工智慧+ 物聯網) 如何應用於校園生活中,例如:設定各式情境的智慧管理功能、環境偵測連動家電智慧化、智慧管家系統貼心叮嚀……等。目前學校透過與台大 PecuLab 合作,爭取到宜鼎國際教育基金會、科技城股份有限公司的產學合作,企業提供人臉辨識技術及智慧家庭系統,由台大師生及青山教師將之轉化為學生對新興科技的學習,產出人臉辨識訪客系統及智慧宅課程教學。

智慧生活的 5 堂課

  1. 生活為體科技為用:為響應聯合國永續發展目標 (Sustainable Development Goals, SDGs),實踐綠色家園使命,並落實青山國中小以 SDG 發展青山村為校園創新課程特色規劃,結合智慧生活創新教學,引導青山的孩子們更進一步地想像,未來世界中的生活,如何透過科技的力量變得更有品質,讓科技真實地走入生活的每個居家角落中。
  2. 體驗智慧生活場景:參訪科技城體驗最新智慧家庭生活,因科技城擁有超過
    100 項以上的家庭自動化產品,可對燈光與窗簾控制、電源控制、物聯主機、家電中央控制、多樣化的無線遙控及環境偵測器系列產品;通訊技術包含:RF / RS-485 / Wi-Fi / Bluetooth 等,亦可另與 ZigBee、Z-Wave、Apple Homekit、Google Home 等進行第三方專案合作,實現 IoT 智聯網生活。青山國中小的師生們,只需專注在提早認識與勇敢創新發想,未來的智動化生活,可以有甚麼樣的應用情境。
  3. 設計智慧生活劇場:在台大 PecuLab、科技城與宜鼎的技術協助下,青山協 力造屋的綠宅從綠建築轉化成智慧建築。在轉化過程中,師生開始盤點所有可遙控的電子設備。其中包含:燈具、風扇、音響、布幕、投影機、電視機、除濕機、人臉辨識系統。當所有通電的設備,都能由紅外線遙控器、傳統開關及 WiFi 傳輸交換控制資訊的時候,就能做出物物皆可連的環境。當不同的設備,有著不同的控制選項時,透過不同設備的控制狀態進行排列組合,就能創造出各種不同的智慧情境。
  4. 學生專題發想與製作:
    • 案例1. 當宜鼎的人臉辨識系統通知智慧宅,目前訪客為重要貴賓,需要有簡報的引導時。智慧宅會自動由音響撥出迎賓歌曲、將燈光調暗、布幕放下、投影機開啟、直接投射出活動簡報內容。
    • 案例2. 當溫溼度感應器偵測到環境已讓人感覺到不舒適時,會自動開啟風扇,讓空氣流通。又或者,發現現場已經沒有人員在走動,判定為空間休眠狀態,即切斷各種設備電源,避免不必要的能源浪費。讓孩子們學習到未來的生活中,只要聲控,智慧宅就可以依指令幫您開啟或關閉燈光、空調、居家監控等智慧化系統設備,等同家中有一位專屬的機器人管家。
  5. 智慧生活行動劇展演:打開孩子對未來 AIOT 生活的想像,結合英語教學讓小學生歌唱及國中生戲劇演出,整合出「智慧生活應與行動劇」, 劇中透過 remember me 歌曲重現祖父母時代的電器生活,再透過青山科技課程學什麼?智慧農園、線控車、智慧宅……等,串出對於未來智慧城市生活的各種可能,最後在閃亮木箱鼓的律動節奏中,以動物飛輪驅動 LED 燈條,射出五彩繽紛的火樹銀花,並以 3D 全息投影出 6 隻精靈,象徵青山人用豐富的創造力,迎接科技時代的新生活。

SEP 閃亮木箱鼓專案開發

從聽覺到視覺 鼓動「響、亮」的音符 SDG4 ∣ 優質教育

文∣ 新北市立青山國中小學 林茹姬老師、謝泓儒老師、張益明主任、黃健益老師、張嘉芸老師、國立台灣大學 蔡芸琤助理教授

解開木箱之謎

「青山人也想要製作屬於自己的木箱鼓」D-school 社群工作坊表藝老師晨昕提出這個點子,創客領頭羊家成老師跑出第一棒,先辦校內教師假日培力營;第二棒是生科茹姬老師,號召大家來辦假日學生營隊。寒假,一群師生在生活科技教室裡,組結構、打孔洞、鎖螺絲、上響線、再封板……,學生在多位老師殷勤指導下,運用巧思和手作技藝,終於自造完成屬於自己的木箱鼓。第三棒是晨昕老師的打擊樂教學,讓學生們即時感受到「做了就可用」的學習成功經驗。青山自製木箱鼓,是為了下學期七年級音樂、表藝課的學習,我們策畫五月初百人遠雄博物館快閃!望著孩子跟上樂譜,一邊拍打出節奏,一邊歡欣地搖擺,頓時覺得今年寒冬暖洋洋!

木箱鼓的 4 堂課

  1. 木箱鼓的起源:木箱鼓 (cajon,讀作「卡鬨」), 是一種源自南美洲秘魯的打擊樂器,造型像個木箱,直接跨坐在木箱鼓上面用雙手就能拍打出節奏。拍打木箱鼓不同位置能變化出和爵士鼓相近的大鼓和小鼓音色,不僅容易上手也方便攜帶。
  2. 號召假日營隊:期待已久的青山村首批木箱鼓師生製作團隊終於出現了!不可否認地,坊間樂器行或網路搜尋其製作樣式選材各有優點。感謝去年 11 月科技中心家成主任,力邀林國憲老師到校,親自教授木箱鼓原理與製作,讓今年寒假營隊之一的木箱鼓得以開辦。後續深受歡迎的木箱鼓營隊又加場, 0309 及 0323 二梯周末營隊。
  3. 木箱鼓的製作:木箱鼓主要由小鼓響線和 6 片木板材製作而成。木料選擇用 2 分和 3 分的夾板作為主結構箱體材料,拍打的面材則是選用較薄的 1 分板材。活動前先準備好需要的材料尺寸大小。活動中,學生們再把已裁切好的材料正確地運用不同工具,完成看似簡單實際上又不容易的組裝→膠合→砂磨→漆塗料等各種製作流程。
  4. 表演藝術創價:整場教學活動不僅讓學生們藉由製作木箱鼓的過程,了解木箱鼓構造,教務處更是貼心的邀請晨昕老師教學生們,拍打出屬於自己的節奏,作為這次營隊的完美 ENDING,未來也期待更多老師和同學們,能一起加入「玩」木箱鼓行列。

閃亮木箱鼓 SEP 專案開發

「有了木箱鼓,是否可以讓它閃亮亮呢?」讓 STEAM 的跨域課程發展,有更多的創意和可能性? 當晨昕老師向泓儒、嘉芸老師提出這個想法,對老師的科技專業成長,又是另一個驚奇及挑戰。適逢 2019-02-14 青山村 (協力造屋綠宅) 入厝慶功宴當天,青山謝泓儒老師,向 SEP 的協力夥伴 PecuLab 許願,希望能創造一組打出閃亮木箱鼓的表演團,為六月的青山村聚落活動 (D-school 揭牌),玩出藝術與科技融合的創意生活。因此,PecuLab 許願池的任務開始展開,言出必行,使命必達。留下許願的證據,等待實踐那天,來回應這一切。我思,我執行,故我在。

2019-03-17,SEP 成員們在半畝塘若水會館一同完成了這個願望。這次的共好夥伴包含台大 PecuLab、范信賢老師、王如杏校長、張益明主任、丁明豪主任、林茹姬老師、林岱瑩老師、張美如老師、張嘉芸老師、謝泓儒老師、黃家成老師、撒菲・伊詩坦達主任、脈樹・塔給鹿敦校長、蔡忠義組長、潘致惠校長、孫宗凰組長、黃珮貞主任、黃慧仙主任、陳思玎校長、李小英老師、孫詠雋、林柏宇、李佑、黃昱翰、郭思妤、邱品瑄,鍾儀叡。范信賢老師為我們這樣的相聚,留下了這段話:

以其半求其圓。我想,其意有二:

  1. 每人都不是全能,大家都分享貢獻一些,有機會成就更大的圓滿。
  2. 面對自然及生態,鬆緩退讓一些,反而迎來更多的圓滿。期待下次許願時,加入更多共同動手實現願望的共好夥伴。

閃亮木箱鼓,並不是一個已存在的套裝課程,而是從老師與學生的需求發想,不限縮許願者的想像力,鼓勵許願者大膽地提出需求,接著,透過專案管理與科技實作的引導,一步步地將閃亮木箱鼓技術轉移至課程中。這就是混種型人才的養成實例,在這個實際案例中,混種人才具備融合科技與非科技的能力。讓許願者能自然地與科技連結,不僅要具備右腦的設計、創新、同理心,更要有左腦的邏輯分析能力。在混種人才身上,不一定每項技能都前所未見,但要像樂高積木一樣,能打造全新組合。要將想法轉化成做法,就必須仰賴以下關鍵思維的建立,並隨時保持動手做與開放式自學與共學的態度。

以建立教學團隊自體正向運作的 closed loop, 使環境持續進步。由教學團隊 (例如:青山國中小師生) 提出需求定義與量化目標與期許,SEP 為教學團隊提供既科學又人文的解決方案,並透過教育建立鑑賞觀點與價值系統。在這個過程中,青山國中小的師生們,自行先開發傳統木箱鼓,並提供給 SEP 團隊木箱鼓的規格,讓 SEP 團隊同時但不同處,將 LED 整體解決方案模組化。待雙方各自完成後 ( 傳統木箱鼓 vs 可透過音效感測器觸發的 LED 燈條閃亮系統),再進行整合與組裝,共同完成,閃亮木箱鼓。

能夠為青山國中小的師生們將傳統木箱鼓加值成閃亮木箱鼓,這關鍵技術除了 SEP 團隊有能力進行軟硬體系統整合開發之外,另外的成敗關鍵,就是專案管理。透過這次的模組化後重組,青山國中小的師生們獲得了重新解構再建構的能力,並真實看到,大家對專案管理與科技實作整合的重視在未來只會更多,並直接擴散到所有產業。這就是真正的「創新」。

人類經濟的成長從來沒有像今天這樣高度仰賴創新,而所有的創新都是獨特的、不 重複的,這些都仰賴專案的形式來達成,所以很難想像,未來的世界,勢必為擁有專案管理能力與實作能力者的天下,這就是我們該給孩子們的能力。

汐止多雨適合太陽能發電嗎?

能源科技青山光電專題探究 SDG7 ∣ 經濟適用的清潔能源

文∣ 新北市立青山國中小學 丁明豪主任、張益明主任、黃健益老師

綠色能源 (green energy) 又稱為清潔能源 (clean energy),是指無污染的能量生產來源,對環境是零威脅是友善而尊重的,爲未來的下一代保留安全而完整的環境。綠能也是低碳燃料 (Low Carbon Fuel), 從取得到利用都排放出較少的二氧化碳,可以減緩溫室效應。狹義的綠能是指再生能源 (renewable energy),如太陽能、風能、地熱能、水力能、潮汐能、生質能等,都是轉化自然界的能量成為能源,並在短時間內 (相對於億年以上才能形成的石化燃料) 就可以再生。

人類將綠能經科技處理,再轉化為電力,不但供應生活所需,也能顧及環境永續。青山國中小協力造屋的 15 門課之一,探討有關能源的生成,蓋一幢好房子,除了被動地選擇節能 (綠) 建材,如何運用陽光、風力等實踐主動生產能源?也是一個重要的課題。因此,考量校園用電總量管控,不希望新增學校用電負擔,又希望實現自給自足的綠能供電系統,於是開啟了「太陽與北風論戰」。到底採行太陽能發電好呢?還是風力發電好呢?汐止潮濕多雨適合太陽能發電嗎?風力發電噪音大會干擾教學嗎?一天中太陽能發電量的生產曲線,對照學校作息用電量的尖峰曲線呈高度正相關,所以採行太陽能比較適合嗎?汐止盛夏日照旺盛,秋冬雨多風強,若採行太陽能風力發電互補能源整合系統可行嗎?權衡上述利弊得失,最終以教育目的及經費考量,擇定安裝太陽模組,規劃設計12 片矽晶太陽能電池安裝在中庭,最高發電功率為3 峰瓩 (kWp),1 日最高可供 7-8 度 (kWh) 用電),讓師生可以親眼目睹光能轉換電能,太陽能電池輸出為直流電,室內加裝 1 組直 / 交流轉換器,可以提供綠宅教學用電。

透過太陽光電系統,在汐止青山國中小綠能宅的實驗方案,希望喚起親師生共同關心與我們社會、環境息息相關的能源議題。

太陽光電的 7 堂課

  1. 發電原理:太陽電池 (solar cell) 是以半導體製程的製作方式做成的,其發電原理是將太陽光照射在太陽電池上,使太陽電池吸收太陽光能透過圖中的 p- 型半導體及 n- 型半導體使其產生電子 (負極) 及電洞 (正極), 同時分離電子與電洞而形成電壓降,再經由導線傳輸至負載。簡單的說,太陽光電的發電 原理,是利用太陽電池吸收 0.2μm ~ 0.4μm 波長的太陽光,將光能直接轉變成電能輸出的一種發電方式。太陽電池產生的電是直流電,若需提供電力給家電用品或各式電器則需加裝直 / 交流轉換器,將直流電轉換成交流電,才能供電使用。所以太陽能發電是利用電位差發電,並無電磁波產生。
  2. 系統大小:1 峰瓩 (1kWp,裝置容量的單位) 4 片太陽能板 (1kw),每片尺寸約 170 * 100 公分,所需 8 平方公尺 (約 2.5 坪),本校裝置容量為 3 峰瓩計 12 片。
  3. 發電多少:太陽能系統設置位置的日照量越高,發電量就越高。根據能源局 2014 年公布的數據顯示,大台北地區日平均發電量 2.63(kWph/day/kWp),本校設置 3 峰瓩 (kWp),所以初估日平均發電量約 7-8 度 (kWh)。
  4. 方位角度:全年裡吸收最大能量產出最多電量,太陽能模板需避免遮陰,面對正南邊。為使光電板在冬天接受較大陽光,以緯度加上 10~15 度作為傾斜角度,台灣緯度 23 度則需傾斜 33~38 度。
  5. 保養維護:太陽能板的每個組件所用的矽晶片,它的電特性要基本一致,否則將在電性能不好或被遮擋的區塊,產生所謂熱斑效應 (電阻),影響發電效能,平日雨水自然清洗,也要防止落葉塵土推積。
  6. 太陽能車:宜鼎國際教育基金會及二信高中攜手贊助青山太陽能模型車社團,學生學習設計組裝自己的模型跑車,應用太陽電池模組,並挑戰在不同天候下光電轉換的待答問題。
  7. 玩 LED 燈:相較於傳統燈具,LED 燈的壽命是 7.5 倍,又可節電 70%,對環境友善不含汞,無 UV 紫外線更健康,低溫舒適、高能源效益。師生運用 WS2812B 燈條及 arduino 板程式設計,玩出閃亮木箱鼓、飛輪驅動燈光藝術等生活科技特色教學。

跨校學童體驗 coding 玩創客

資訊科技展開孩子學習新視野

文∣ 新北市立青山國中小學 徐銘基主任、黃家成老師、許惠淑老師、詹景安老師、蔡家銓老師、張益明主任

新北市 106 年6 月於青山國中小成立全國首座「程式教育體驗中心」定期辦理偏鄉學童體驗雲端物聯網 coding 課程。迄今已有大鵬國小、中角國小、東山國小、長安國小、三和國小、北港國小、萬里國小……近 250 名小學生來參加營隊,透過雲教授程式體驗課程,學生操作平板電腦與 acer 雲教授配對後,下載雲端上的積木程式進行改寫,就能操控所有相連在 arduino 開發板上的各式感測器。藉由各種輸入、輸出的感測器應用,學生不僅可以創作 LED 夜燈、隨身涼風扇等 I0T 智慧生活小發明,同時也觸發他們學習新興科技的興趣和潛能,青山教師社群為讓學習活動與生活經驗更緊密結合,經常配合節慶活動來設計模組化的體驗課程,例如:聖誕樹燈飾、新北兒童卡紀念公車……等。希望透過程式教育體驗中心的教學活動,來培養更多偏鄉學童對科技解決生活問題的感知,並為孩子創造出更多元的新興科技學習機會。

萬里區大鵬國小的唐永安校長非常支持新北市程式教育體驗中心,他親自帶領師生來青山雲教室,陪同學生體驗勝利女神影像 App 互動裝置藝術、雲教授 AIOT 教學,結合聖誕燈飾及程式燈控,感到非常新奇有趣!尤其親眼見證教室裡展示多款青山學生科技專題研發作品,包括「AI 智慧宅」模型、BB8 機器人、自動給水機等,其中黃家成老師指導林聖亞同學「太陽能自動曬衣架」還獲得 2018 年 IEYI 世界青少年創客發明展- 綠能科技類 銀牌獎,讓現場所有小朋友大開眼界,開心地認真學習,創造出跨校合作移地學習的教育新型態。

程式設計體驗中心的課程,也曾數次安排學童參訪 acer 總部及acer 雲端科技基地 BeingLab 智聯跨界創新平台,還有 2018 年台北世貿南港展覽館智慧城市與雲端物聯網展覽,青山主任、組長帶領各校師生們參與許多新興科技展場,並鼓勵學生在各個展攤中觀摩體驗學習,例如: 智慧商店、智慧家庭、自駕車……等,我們相信孩子的科技學習應該透過跨校多元的學習策略弭平城鄉差距,打開所有孩子學習的視野及場域,才能更有效地提升學生的科技素養,讓每個台灣孩子都能享有公平優質的教育資源。

實驗教育策略聯盟

跨校科技課程 – 培養孩子做中學

文∣新北市立青山國中小學 徐銘基主任

跨校實驗教育從青山開始,這是一個新的嘗試與體驗。本校於 106 年成立了新北程式設計教育體驗中心,環顧汐止區內的學校這無非是一個創新的教育議題,青山初心將資訊教育之軟硬體資源共享,讓汐止區的學生互惠共好,故開啟了跨校連結的契機。

實驗課程是正式課程外的延伸與精進,本校針對汐止區三~ 六年級國小生於每週三、五下午時段分別開設 60 人 / 2 班的課程,提供免費的程式設計學習。此訊息一發布立即在各校間引起廣大的回響,報名人數破表,僧多粥少的情況下,只好採
取抽籤方式,決定錄取與否。

草創之初中年級的課程聘請「來一課未來教室」共同創辦人周子鈺老師與校內資訊楊楚崧老師進行協同教學,以 Micro:bit 為主軸讓學生精熟組件功能並學習簡易程式編程,透過程式語言控制機器人、創作機器人。

高年級的課程則聘請新北資訊輔導團退休教師謝東森老師與校內資訊楊楚崧老師進行協同教學,以智高 S4A 程式積木與 Scratch 程式編程結合作為教材,學生在老師提供的心智圖代替流程圖設計的學習單引導下,學生從主題、問題、背景、角色、變數四個架構下構思如何將問題化為語詞造句,串連成一段短文,再透過基本程式語法,如初始化、選擇如果否則、循環重複迴圈等,搭配變數,解決問題,完成課程作品。透過主題式教學法,利用智高 S4A 程式積木讓每位孩子學習組裝一個不同的自動化機械或是執行特定功能的機器人,內容包含機械結構的組裝、電腦程式的編寫與感應器的應用,讓孩子「做中做、做中學、學中覺」,啟發孩子的科學腦與創造力。

在觀課過程中,隨機訪談學生學習心得,多數學生們都認為課程的內容充實有趣,透過程式編修、機器人組裝,發現原來寫程式也可以那麼容易,另外在課程中也學會了團隊合作、分享,並透過邏輯推理順序來解決問題。

設計思考翻轉教育

看見藝術小苗在新北汐止的成長 – 談人文遠雄博物館藝育術苗計畫

文∣人文遠雄博物館 游冉琪館長

人文遠雄博物館在汐止成立以來,一直期許能紮根於地方,將藝術能量深入社區,因此,提出與學校合作的展覽。自 2016 年起與汐止區各級學校逐年展出「拿手好汐」、「遊汐物語」、「聯汐夢想」和「藝汐高飛」等師生聯展。四年來,博物館與學校合作策展更加緊密,博物館不斷突破特展教育活動形式,學校內藝術領域的 教學資源也豐富成長,同時也在家長群體間形成話題,已可觀察到此展覽對在地學校、社區產生正向影響。

博物館是以保存人類珍視的人文或自然物件為核心,並負有向大眾提供其相關知識之場域。如何提升博物館的公眾性,增進與利用者、觀眾或相關社群的關係,是今日博物館的重要課題 (黃貞燕,2011)。藝育術苗計畫即是藉由館內藝術資源提供學校做為培育學童藝術教育的沃土。實施策略從建立聯展平臺開始,由館方預先設定主題及規劃數項詮釋構面,透過種子教師工作坊、融入學校美術課程,激盪發想創 意作品,再歸回博物館的展覽設計,推出聯展。

在長達約一年的過程中,教師打破教科書框架,將主題發展為議題,學生大膽發揮創意,磨練觀察的能力與表達方法,學校與博物館密切互動,形成一套在玩樂接觸藝術的籌展過程。以「2019 藝汐高飛」特展為例,展覽主題鼓勵孩子們發揮想像與創意,展翅高飛;展覽構面分為「大自然的羽翼」、「天空中的翱翔」、「展翅飛舞的心」三個單元,引導孩子們自觀察自然環境中會飛的動植物元素,進而找尋生活中與人類連結的飛行運動,再到體會心靈的抽象感受,讓孩子們在創作過程中,懷抱想飛的心情,創造未來無限可能的想望。

推動四年以來, 學校對於藝術教育的企圖心,不論從美術老師教學設計擴增媒材種類,或從展覽主題與學生們共同討論作品形式,都落實在多元豐富的展品面貌以及呈現藝術教育亮點的聯展平臺中。因此 2019 年起,博物館將這項活動發展為藝育術苗計畫,寓意藝術教育的育苗行動,做為持續執行的軸線。

未來,藝育術苗計畫將使在地學子經過密集使用博物館的過程,發展出厚實的博物館經驗,為學子們奠基博物館學習基礎,策進博物館公共價值觀;更重要的,成長的小苗們將繼續創作出新北汐止的藝術家園藍圖。

從菜園到餐桌探索食農議題

一米田智給智足 – 生活科技專研

文∣新北市立青山國中小學 黃家成老師、劉瓊雲小姐、許惠淑老師、謝建陸老師

青山國中小自三年前與宏碁 (Acer) 雲教授的合作開始,就以運算思維為主軸,進行各項主題式的課程開發,並且以「問題解決專案思考」模式,資訊、生科教師帶領學生各項專題的研發與探討,不僅讓學生能解決問題,更從解決問題中學到各項科技新知及技術,過去曾經透過雲教授開發 AI 智能宅、智能雨棚、自動給水機以及 BB8 抒壓球,從程式設計進入到 AIOT 的領域。107 學年度上學期青山創客社群正式成立、運作,領域教師從 Arduino 課程開始微控制板程式設計,並且透過台大的師資進行一系列課程新知的分享與學習,讓校內老師將程式設計從專案型的課程,內化成普遍型的課程,進入到課堂上的實施。

食農教育—智給智足為讓學童能瞭解「食」與「農」之間的關聯,藉由到農村體驗生產至銷售的過程及學校課堂上的學習,認識食物生產的過程、在地農業及飲食文化、四章一 Q 的意涵,進而強化對國產農產品的認同,拓展食農教育理念,提升大眾注意健康飲食,支持國產農品,辦理各項食農教育推廣課程及活動,近期開
始推廣「食農加上智農」的概念,不僅止於傳統農業的耕種模式,更結合科技教育,達到便利、省力的智慧耕種。因此在寒假開始了智慧農園營隊,招募七年級學生進行一週的營隊課程,從一顆燈到自動化共包含 7 個主題式的課程,而學生需要學習如何將各主題串接為專題。開學後,營隊成員轉為智慧農園社團,成為每一個班級的智慧農夫,我們開始將自行研發的智慧警示澆灌系統,裝置在各個班級的後陽台花圃上,開啟了班班都有「一米菜園」(square foot gardening) 的精彩學習。

智慧農園的 7 個主題課程

  1. 我的農園學習從翻土、施肥、播種開始,簡單的動作卻是孩子的第一次嚐試,收獲要從勞力的付出開始。
  2. 亮第一顆燈透過亮燈,讓學生從最基本的課程學習 Arduino 語言,包括高低電位來傳遞訊號,控制 LED 燈的亮、暗,達成第一個程式課程。
  3. 土壤濕度感測器『看的到』提升學生學習動力, 土壤濕度感測器透過 VCC、GND、A0 接線,程式寫好後,能從序列埠視窗看到感測頭偵測到的電阻,轉化為 0~1023 的數字,不同的濕度偵測到的數值會不一樣,並且開始將主題二、主題三串起來,如何在「特定的濕度」讓「LED 閃爍」。
  4. MP3 播放模組學習 DPFPlayer 播放模組,並結合主題二、主題三,當土壤濕度達到需要澆水的程度時,播放音效、並且亮紅燈警示。
  5. 溫濕度感測器+LCD 螢幕顯示用 DHT11 的溫濕度模組,讓學生可以看到身邊週圍所感受到的溫濕度,轉化為數字的過程,並且由 LCD 可以顯示出來。
  6. 模組化測試整合主題二到主題五,並且測試設定的土壤濕度,啟動抽水馬達 (電晶體),將整體做包裝、整線。
  7. 從農園到餐桌從農園到餐桌不是盡如人意,這次春天種菜面臨「蟲蟲危機」,在各班的菜圃裡見到成群的台灣紋白蝶翩翩飛舞,場面非常壯觀。這些紋白蝶正在為牠的幼蟲找尋可口的食物,然後把卵產在上面,牠的幼蟲孵化後,啃食十字花科植物為食,白菜、青江菜、高麗菜、蘿蔔等食用蔬菜,被吃到只剩葉脈。從卵→幼蟲→蛹→成蟲,經歷完全變態,總共約 45 天,這些小巧的紋白蝶真讓人又愛又恨哪!最後,學生將有機蔬菜收成後,嘗試學習烹飪技巧,經過一番手忙腳亂,如願以償享受了三道佳餚,最健康的莧菜吻仔魚湯,最美味的沙茶空心菜,最可口的香菜吻仔魚炒蛋,師生歷經了近三個月的努力,終於邁出了青山智給智足快樂小農的第一步。

人文與科技纏綿繾綣的愛戀

灘音光影轉瞬間 – 設計思考家鄉情

文∣新北市立青山國中小學 張晨昕老師、謝泓儒老師、張嘉芸老師、陳美如老師、黃家成老師、丁明豪主任、張益明主任

設計學習在青山有了電光火苗,這是嘔心瀝血得來不易的星星之火,雖不足以燎原,但是,我們十分期待它能不斷地分享及薪傳下去,如同亙古之前的老祖宗,是他們的智慧發現了火,並且代代相傳,迄今發揚光大。我們的故事從參加廣達設計學群開始,以「家鄉的?味」為主題,去發想一系列引導學生設計學習的課程。歷經了整個學期,從萌芽、成長、到結實的教學歷程,一群夥伴挽起袖子拓荒,一路披荊斬棘、甚至宵旰焦勞,方能開展出這半畝從「拓點」、「引線」到「織面」的天光雲影共徘徊。

拓點―百年風華照片展

汐止是一個在快速成長也快速消逝的城市,問到學生汐止有什麼? 答案也只剩下淹水。一群汐止在地深耕的士紳們,積極的用一己之力希望喚醒居民對土地的連結,但是百年風華照片展卻走不進年輕學子的生活裡。而同時有一群熱血教師透過對汐止家鄉的踏查後,發現水返腳之美勇敢誇下海口,向協會提出百年風華照片展 2.0 的想法,讓照片展走進校園,並成為學生設計思考的起始點。

引線―孩子的光影劇團

學說故事開始,學生從一張張的照片尋找屬於自己、屬於家鄉的故事。有學生告訴我們,汐止早期東皇戲院是媽媽小時候同學家開的,媽媽笑著回憶:如果當初跟他打好關係,或許可以多看幾部電影呢!孩子覺得遺憾現在的汐止沒有戲院了,未來的汐止有可能再有戲院嗎?將這過往的美麗風華,透過素描、剪影的概念,以傳統 式投影機來投射,學生用肢體表現對家鄉回憶,化成一幕幕的電影片段。

織面―聲光灘音建築展

透過策展的過程中,學生發現家鄉許多建築物已不復存在,學生只能從老照片中窺知一二,而面臨也即將凋零的建築物,我們又該如何行動?學生藉由策展歷程逐一發現問題、解決問題,將歷時悠久的建築物透過雷雕技術,重現舊時風華;再透過手作 2.5D 建模,將想像中的未來城市創造出來。用科技再現老建築,用傳統實現大未來,希望於此告訴學生,即便科技再進步都不該忘記傳統之美,科技之於人的 關係,應該是讓人更加便利,卻不忘根本,就如同家鄉一般不該被遺忘。光與時間一樣,都是不斷在前進,透過自走車上的光,緩慢推移,空間中出現一棟又一棟,汐止曾經風華美麗的建築剪影,像是在述說時代更迭的美麗與哀愁,經過時光隧道,照射出的又是一棟棟具有汐止特色的未來建築物,在不停的新舊時光中,串起的是對灘音的情感。

灘音光影的 10 堂課

  1. 設計思考 1.0:教師群針對家鄉元素進行設計思考,排列出「過去―現在―未來」。教師帶領學生實際到國立臺灣博物館,透過對台灣文物的導覽解說後,實際以設計思考進行對文物的策展。
  2. 說一個故事:說明點子筆記本的使用方法,邀請學生在筆記本上以圖、文方式紀錄自己每個瞬間的想法。並透過訪談家人或鄰舍尋找家鄉的故事。
  3. 設計思考 2.0:教師群針對家鄉元素進行第二次的解構與重建,排列出「感動的瞬間- 延續的力量-交錯與融合」。學生以小組為單位,運用汐止老照片,解構重組百年風華照片展 2.0。
  4. 畫一幅瞬間:學生在學習討論歷程中,發現汐止在地的老建築因著不被重視正在快速凋零,甚至已消失不見,學生利用素描方式畫出在地特殊建築。
  5. 演一段回憶:從校史室找出 15 年前的復古投影機,並搭配學生的畫作與剪影,以前後光源雙投影的概念,搭配學生豐富的肢體,呈現家鄉回憶的故事。
  6. 光影家鄉 1.0:將素描作品重新描繪成線稿,以雷射雕刻的方式,將百年建築重現紙卡上,並以自走車投射光源在白幕上,學生透過實務操作更加深自然課中,光源與物體、呈像的概念。
  7. 家鄉的解構:每位學生將家鄉具有特色的元素擷取三樣出來,並針對這三樣元素進行論述,透過小組討論與分享,更了解他人對家鄉的感受。
  8. 家鄉的建構:將解構出來的家鄉元素重新建構成新的建築物,可以是消失的元素再現、可以是現存而未來也該被繼續保存的,將這樣的概念重新建構繪製出來。
  9. 光影家鄉 2.0:利用手作 2.5D 建模,透過光影的投射半立體的未來城市想像,將光影 1.0 展擴增為 2.0 版本,隨著偵測器感應到自走車的行進,音樂、燈光與風扇馬達,自由切換在新舊時光的交替。
  10. 我的家鄉大未來:學生以積極的分享,將對家鄉的感受與情懷,透過導覽串聯更多在地居民的認同,透過導覽連結更多資源的可能性。灘音光影如夢似幻,在科技敘事中釀造出文化底蘊,暗室裡,師生佇足在時光凝止的當下,回首望穿百年前的紅磚洋樓、有巴洛克藻飾的立面、有日治神社、鳥居、狛犬、有清領時期的拱北殿……,在在讓人流連忘返。遠眺幻想百年後的天空之城、瀑布華廈、星空纜車、飛船自駕、浮空光塔……,幕幕引人無限遐思。科技加速讓時空快轉,灘音的前世、來生在此扭結,觀眾置身展場有如時光旅行,瀏覽著先民及後代的聚落風貌,開啟了數位時代的無邊想像。循火車與飛船的運轉,創造出光與影的交會,也浮現出虛與實的對比,刻劃了師生對故鄉、對生命的記憶及省思。

應用設計思考策略,實踐素養導向教學,這一次的跨域課程實驗,讓硬底子的學科知識解放在學生的創意發想中,創造出一種真實與虛擬若即若離,邏輯與感性交錯共振的時空。在這片無疆無界的創作時空中,住著許多學生 / 觀眾 / 藝術家的哲學探問?在所有奇幻影像背後,是不離日常中的平凡,有著蓄意與隨機的摸索。樂音與光影交織而成的黑盒子裡,留下許多獨白的驚嘆聲!對於科技藝術,對於灘音家鄉,這仍是個未知的嘗試?