香港的 STEM 教育經常都有提及要培養學生融匯貫通的解難能力,但究竟要如何入手才能夠協助學生建立解難能力呢?那需要先由培育學生聯想能力開始,訓練同學如何從單一事件的小節中,找出與其他事件相同或相似的關聯。
聯想從身邊的小物件開始,以每個家庭都總會擁有一台電風扇為例,它的功用主要是透過扇葉的高級轉動,把扇葉附近的氣壓降低,引導扇葉後方的空氣流入扇葉產生氣流,加上透過扇葉面微曲的設計就能夠把所衍生出來的風推向扇葉的前方,製造流動的風。利用同樣的原理,把風扇從屋內向屋外吹,就能夠把屋內的空氣推往屋外,只不過是使用的方向不同,這就可以把風扇變成廚房或浴室中所使用的抽氣扇。
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加入其他元素深化聯想
在事件中加入其他元素,能夠把原有的功能深化,另一個例子是風扇前放置發熱線等改變溫度的裝置,當風扇的風吹向發熱裝置時,發熱裝置就能把經過的空氣溫度提高造成暖風,此乃是暖風機的機械原理。在發熱裝置前加裝管道,以收窄出風口,令熱風更集中於單一方向吹出,這就可以令風扇變成能夠吹乾頭髮的風筒。
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轉換組件加強聯想
轉換一些重要的組件,不單能夠強化原有的功能,有時亦能改變原來的功能變成另一種附有其他新用途的工具,試想一下把風扇上原有的扇葉拆掉,換上一組扇葉形的刀片,再加入杯狀容量,這就會捨棄原有吹風的功能,轉化成另一種的新功用,變成一台能夠攪拌水果等食物的攪拌機。
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以上物件的設計背後的共同原理都是圍繞著不同程度的旋轉運動,由電風扇開始聯想至抽氣扇、抽油煙機、暖風機、攪拌機、電動鉛筆刨、電動按摩器等⋯⋯以單一摩打的轉動原理就演變出十多種附有不同用途的物件,這正是「舉一反多」的聯想能力。
在 STEM 教育中老師的角色是一位引導者,主要任務就是要替學生建立能夠讓他們多聯想的思考平台,只要能夠聯想每件物品之間的關係就能協助他們慢慢建立融匯貫通的解難能力。