「賽馬會運算思維教育–全港小學生運算思維比賽2022」季軍團隊︳運用邏輯創作小發明 養成健康好習慣

2022-09-08


不少人都有些不良生活習慣,他們即使明知對健康不利,仍然難以戒除,例如愛吃零食、晚睡和賴床等。你有沒有想過一些科技小發明,也許可以幫助人們遠離壞習慣?由香港賽馬會慈善信託基金策劃及捐助,香港教育大學、美國麻省理工學院及香港城市大學聯合策動的「賽馬會運算思維教育」計劃(CoolThink@JC)早前舉辦「賽馬會運算思維教育–全港小學生運算思維比賽2022」,比賽中分別奪得App Inventor組別及Scratch組別季軍的團隊,其得獎作品正是針對以上問題,以科技提出解決方案。

健康飲食從「影相」做起  計分、留言功能增堅持動力

在比賽中奪得App Inventor組別季軍的瑪利曼小學「CARS」團隊,參賽作品「CARS紅綠燈」是有助人們建立健康飲食習慣的手機應用程式。用家只要在進食每餐之前,讓「相機先食」,亦即拍下食物照片,程式中的人工智能就會分析食物的營養價值。不健康的食物便會顯示「紅燈」,提醒用家避免進食。

▲「賽馬會運算思維教育 – 全港小學生運算思維比賽2022」App Inventor組別季軍得主—瑪利曼小學「CARS」團隊三位參賽同學(左起)葉雅姿、趙日同、李曉暄皆認為,雖然在預備比賽期間曾經停課,但她們每天透過網上會議軟件討論作品的設計,效率更高。

「吃『紅燈』標示的食物及不定時進食會減10分,定時進食則會加10分。」李曉暄解釋,計分目的是讓用家更有動力追求健康飲食,而程式亦會紀錄用家每天攝取的營養數據,指出是否有過量或缺乏,並就此提出建議餐單及食譜,務求協助用家逐步培養健康飲食習慣。

要解決難題,必須從觀察問題出發。「很多同學都會聽從朋友多於聽家長的說話。」三位同學留意到,朋輩的影響對小朋友或年輕人建立良好習慣非常關鍵,為此他們特別設計留言功能,用家可以將拍下的食物照片分享,讓朋友都知道自己吃了甚麼,互相留言鼓勵對方維持健康飲食。

▲雖然比賽經已完結,但三位同學都希望可以繼續發展「CARS紅綠燈」程式,並跟營養師合作,設計新菜單,為用家提供更多健康飲食建議。

編程課堂具創作空間 從興趣出發增學習動機

「CARS」團隊不但在比賽之中得到App Inventor組別季軍,同時亦奪得組別的「最佳編程技能獎」。三位同學指,老師在平日課堂中除了教授編程技巧外,亦給予同學創作空間,例如以程式繪畫出自己的設計,當中同學更學習到如何運用邏輯思維。「老師會教我們逐步完成編程。首先是資料搜集,然後是編程,最後再教我們檢討及分配時間。」

瑪利曼小學為CoolThink@JC首批的聯網學校,一直積極參與由計劃聯合策動機構之一—香港教育大學舉辦的教師培訓及交流活動。是次比賽的帶隊老師陳凱俊指,學校運用了培訓所學的運算思維四步曲教授CoolThink@JC課程﹕先把玩、再思考、後編程、再反思 (To Play – To Think – To Code – To Reflect),逐步引導學生認識編程及運算思維。為了提高學生對編程的興趣,老師會基於CoolThink@JC提供的教材,按學生的喜好製作校本遊戲程式,先讓學生試玩,再鼓勵他們動手編寫程式。

談獲獎心得 從衣、食、住、行中發掘生活難題

「編程教學可以成為基礎,令學生更多接觸電腦世界,甚至是資訊科技的發展。」編程講求邏輯思維,陳老師指,起初學生在課堂上的表現確實會有差異。「除了給予同學提示外,我們也會以小組形式上課,讓同學互相幫忙。」提及學生在比賽中獲獎的心得,陳凱俊老師則強調「發現問題」和「解決問題」的重要性。「生活離不開衣、食、住、行,我向學生表示他們可以從這幾方面發現問題。」

▲CoolThink@JC聯網學校—瑪利曼小學「CARS」團隊帶隊老師陳凱俊(左)認為,引發學生的興趣及好奇心,是編程教學最重要的第一步。

做運動停止鬧鐘響聲 戒賴床靠「動起來」

「賽馬會運算思維教育 – 全港小學生運算思維比賽2022」Scratch組別季軍得獎團隊—宣道會台山陳元喜小學「馬陳 Team1」所設計的「叫到你飛起鬧鐘」,則是針對人們晚睡晚起的壞習慣而設。用家必須根據程式的指示,完成早操動作,方可令鬧鐘停止響鬧。如此一來,用家便不能隨意關掉鬧鐘及賴床。另外,程式也可以紀錄用家的睡眠時間,幫助他們建立早睡早起的好習慣。

「整套早操動作只需5分鐘,時間不長,用家完成早操便能提起精神上班及上課﹗」黃彥鈞及胡柏豪解釋。他們在設計的過程中,曾考慮過不同的操作模式,不斷討論及修正。「我們曾想過讓用家起床後做數學題,但我們認為做數學題需要思考,容易讓人感到疲累,相反先做早操則可以令人提起精神。」

▲「賽馬會運算思維教育 – 全港小學生運算思維比賽2022」Scratch組別季軍得主—宣道會台山陳元喜小學「馬陳 Team1」團隊三位參賽同學(左起)李鎧傑、胡柏豪、黃彥鈞指,起初鬧鐘輸入時間的數字並沒有限制,後來他們改寫程式,規定只能輸入合乎24小時內的數字,避免用家輸入錯誤時間,突顯三位同學具有發現及解決難題的能力。

不斷調節改良作品 比賽過程擴闊視野

三位同學利用LEGO MINDSTORMS EV3及Micro:bit手帶設計了一個裝在床頭的模擬裝置,並接駁Scratch,偵測用家是否起床。李同學指,偵測裝置與程式連線的不穩定,是他們在準備比賽過程中遇到最大的難題。為此,他們調節了裝置的設計,又重新構想模擬裝置與用作示範的人偶的比例,令偵測效果達至最佳。

今次三位同學在「賽馬會運算思維教育–全港小學生運算思維比賽2022」中獲得季軍,他們沒有因此自滿,反而高興有機會在比賽過程中觀摩其他參賽者的作品,擴闊眼界。疫情下參加比賽,三人都稱,最難忘的是他們每天下午透過網上會議軟件討論及設計作品,分工合作。李同學及黃同學主要負責編程,而胡同學則用較多時間在準備作品解說。在緊迫的備戰時間中,三人發揮出團隊精神。

▲三位同學期望,將來改良設計之後,可以進一步將程式用於健身訓練系統上。

給予學生自主空間 激發自學精神成獲獎關鍵

「最初我以為他們只會做出鬧鐘的部分,後來他們又自發加上其他功能。」帶隊老師蔡子健所指的是紀錄睡眠時間功能,這項功能是由學生自己構思及編程而成。蔡老師表示,整個比賽過程都由三位學生主導,從發掘生活中的難題,到提出解決辦法,及至改良作品,都是由同學不斷思考、嘗試及親手完成,自己的角色只是適時從旁提供意見,例如當學生編程出現難題時,他引導學生尋求解決辦法。

▲「馬陳 Team1」團隊帶隊老師蔡子健(左)指,三位同學在比賽中,態度積極主動。「有時候,我在下午提醒他們要留意一些問題,晚上他們已經解決﹗」

蔡老師認為,今次獲獎對三位同學來說是一項肯定;而他最欣賞同學能展現出自學精神,願意在課堂時間以外不斷搜集資料、透過書本學習,並自行學習編程技巧。「他們對自己的程式十分了解,因為完全是他們自己寫的。」在比賽中,同學的表達能力亦得以提升,對日後的學習都甚有裨益。

 

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