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內壢高中AIoT柿餅曬製機

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大學學測在即,考生無不摩拳擦掌。素來看重學歷的華人社會,將升學視為人生大事之一。然而,照著「理所當然」的人生清單完成了大學學業,這究竟只是為了讀大學而讀大學,或者讀大學是為了完成目標的手段之一呢?

 

內壢高中專題製作課的伯樂老師,與一群各賦異稟的學生組合,在這裡看到他們的理想、熱情、友誼、責任等。專題團隊終將解散,但是他們未來還會再找到志同道合的夥伴,繼續在各地發光發熱。

 

文|朱聖恩 攝影|簡瑞廷

 

「老師,我們這個柿餅曬製機的傳動輪軸是採用麥克納姆輪(Mecanum wheel)進行移動設計…」黃彥維眉飛色舞地說明。

「柿餅在外面曬就好了,為什麼要用曬柿餅機?要是我才不想買哩!」指導老師廖經益主任回道。

 

「這個溫溼度感測模組採集資料後,就會傳到核心控制(ESP8266)判斷,然後透過Firebase在遠端控制app…」吳松諭講解柿餅曬製機的感應模組。

「有這些濕度、溫度的功用要做什麼?只是告訴機器什麼時候該回家嗎?」廖老師問。

 

 

內高數理特色班

 

這是桃園市立內壢高中數理科技特色國際教育班(以下簡稱特色班)的專題製作課程,其中名為「科博文行銷企劃」的團隊成員正在向指導老師廖經益主任報告專題進度。乍聽之下,或許會感到老師不時向學生潑冷水,實則潑冷水的背後是廖老師的用心良苦,為刺激學生往更深層一面思考。

 

原本念普通班的黃彥維,在升高二的暑假參加了學校圖書館舉辦的輔助長輩視覺辨識的系統設計營隊。他不只自己去,還邀請了好友吳松諭和許庭瑞一起參加。

 

那個關鍵性的暑假使黃彥維體驗到,讀書不是只將知識填到頭腦,而是能將知識從頭腦應用出來。初嘗製作專題的滋味,黃彥維與好友決定高二轉至特色班逐夢。

高二的特色班有專題課程,除了基本科目,還有設計思考課程,透過跨領域的思考解決事情。廖老師謙稱,自己雖然是專題製作的指導老師,但是只負責大方向,細節與技術的部份都是學生自行處理。專題製作需要用到的東西,很多都是老師不曾教過的。

 

以團隊裡負責行銷的許庭瑞為例,一面和老師討論網頁設計的內容,一面自己主動上網參考Google、Apple等大廠牌的作品,從中學習介紹產品的必要元素,並研究網站的視覺設計。如此,就自然應用了108課綱的精神─自主學習。

圖說:專題課使學生自然應用了108課綱的精神─自主學習。

 

招兵買馬

 

身為客家人,黃彥維自童年就對新竹北埔的曬柿餅文化不陌生,觀察到北埔當地人口高齡化,產柿季節,柿農面臨缺工現象。於是構想研發「AIoT(人工智慧結合物聯網)柿餅曬製機」,以科技解決北埔柿農缺工的問題。

 

黃彥維到北埔的外婆家進行田野調查後,積極延攬團隊成員。許庭瑞對解決科技和人文的議題感興趣;吳松諭從國中就和黃彥維同班,早有相當的默契。許、吳很自然地入隊。另外三位成員,無論是利用波形合成玩數位音樂的奇才─湯忠叡;或是有獨到美感的蕭培生;以及從國小就跟著爸爸寫機器人程式的吳柏宏。結合不同的專長,彼此惺惺相惜。這支「AIoT柿餅曬製機」專題隊伍於焉成軍,他們各自負責的專業如下:

圖說:專案管理-黃彥維(執行長)。

 

圖說:資訊工程-吳柏宏。

 

圖說:機電整合-蕭培生。

 

圖說:企劃管理-吳松諭。

 

圖說:網頁設計─許庭瑞。

 

圖說:機構設計-湯忠叡。湯忠叡繪製。

 

勇於嘗試

 

黃彥維原先是負責機電整合的部分。

 

「當時不知道怎麼畫電路圖,也不知道怎麼去模擬電路圖有沒有問題。」黃彥維聊起實作時的難忘經驗。

 

動力模組直接就接直流電,並沒有接電阻或保險絲。結果,按下遙控器,瞬間發電流過去,他的筆電就這樣燒掉了!

 

「沒關係!我們就是勇於嘗試,只是那次的學習很痛!」黃彥維笑著說。

 

圖說:「勇於嘗試」的團隊。

 

在愛裡說誠實話

 

專題課程不僅需要專業開發的能力,亦需懷抱熱忱作為自主學習的動力,除此之外,還要有鳥瞰的眼光作全盤性的思考,避免閉門造車。為了讓科技融入人文,指導老師此時就會「在愛裡說誠實話」。

 

「若少了人文的部分,科技人的腦袋瓜有時候就像水泥。」廖老師笑著形容。

 

起初,團隊向廖老師的報告幾乎都拘泥在技術層面。

 

「老師,為了讓滿載的柿餅曬製機能移動,我們用電壓12V的步進馬達…。」團隊報告。

「老人家沒體力曬柿餅,用烤箱烘乾不是更省事嗎?」廖老師拋問題。

 

廖老師透過一道道「犀利」的提問,幫助團隊作更通盤的思考。

 

柿餅機不只是柿餅機

 

廖老師在專題課程也帶著學生透過參賽見世面─從高科大全國電子設計創意競賽、中亞聯大人工智慧創意發明競賽,乃至最近的三星創意提案競賽。AIoT柿餅曬製機專案從第一代到第二代,看到明顯的成長。

 

例如:溫溼度感測模組如果只是告訴機器什麼時候該收工,就大材小用了。長期溫度、濕度的資料收集,形成精緻化曬柿餅的密碼,可以向消費者預告每一期柿餅不同的風味。

 

還有,柿餅機為什麼沒事要弄個展開的曬架呢?把柿子一併烘一烘不就好了嗎?廖老師語重心長表示,有時候科技摧毀了文化的傳承。如果把所有的東西都交給科技,人文就消失了。展開的曬架涉及了文化傳承與食農教育的部分。每逢柿子採收季,黃澄澄的一片是曬柿餅特有的壯觀景象,如果柿子都收進烘爐裡烘,這個柿餅文化也隨之消失。

 

圖說:指導老師廖經益主任引導團隊往更深層面的思考。

 

再者,將半生不熟的柿子在陽光下曬製,也是延續古法,將先人的智慧以綠能的型態應用在柿餅機上。

 

聽廖老師娓娓道來,不難理解本身是數學老師(也是圖書館主任)的他卻被冠以「被數學耽擱的人文學家」之稱。

 

然而,廖老師丟出困擾團隊良久的問題,卻意外地使冰冷的機器更有人的溫度。

 

「柿子季節很短,只有三個多月。其餘淡季的時間柿餅機就放在倉庫生蜘蛛網嗎?」

 

直到2020年5月,COVID-19疫情升級三級警戒,令黃彥維突發奇想。

 

淡季沒有遊客,何不參酌國外的遊行活動,加上讓柿餅機導覽地方觀光工廠?同時兼備防疫功能。參考國外地方創生的作法,利用柿餅機結合觀光、創意行銷,創造就業機會讓青壯人口返鄉,繼而達到地方創生。

 

會跳舞的柿餅機

 

黃彥維為這個在疫情期間冒出的想法感到不可思議!團隊構想,以類似四軸飛行器利用物聯網作排列飛行的技術,應用在柿餅機上。寫好程式,機器和機器之間透過物聯網彼此交換資訊,使柿餅機在跳舞時不會相撞。另外,柿餅機展開的曬架猶如舞者舞動手臂。淡季時,就讓這些柿餅機表演跳舞,透過媒體吸引觀光前來。雖然目前的技術還不成熟,但一想到柿餅機跳舞的趣味畫面,大夥兒開心地笑了起來。

 

圖說:與志同道合的夥伴逐夢,夫復何求!

 

世有伯樂,然後有千里馬

 

在經歷過三次科技競賽後,柿餅機專題在技術上進步,在人性上更有溫度。同時,高三的他們很快就要面臨學測。

 

「你讓這批學生好好念書,不要分心,搞不好他們的成績還不錯哩。」

 

帶學生比賽、專題製作,廖老師受到不少質疑。接收到這樣的聲音,廖老師的態度是保留的。

 

「如果我放你們回去,都不要作專題了,你們的功課會變好嗎?」廖老師問。

 

成員們以會心大笑回應老師的問題。

 

廖老師認為,當老師就是要當學生的伯樂,把不同的千里馬找出來。

 

回想黃彥維二年級轉進特色班,當時如果就要求他定下心把書念好,恐怕是忠言逆耳。但是,當廖老師帶著團隊去比賽,他們發現了自己的價值,會為著一個目標努力不懈,為完成專題所需的知識去主動學習,相對地,所具備的專業知識也隨之提升。有了目標,就有強的學習動機。

 

現在科技競賽告一個段落,學測也逼近了。

 

「該回防念書囉。」廖老師溫馨提醒。

「OK,沒問題。」黃彥維一口答應。。

 

廖老師給回饋時是刀子嘴,看見學生的成長,喜悅點滴在心頭。

 

圖說:伯樂老師與千里馬學生。

 

專題?課業?孰重孰輕

 

同為高中生,一天只有24小時,團隊成員如何在專題和課業之間分配時間呢?

 

蕭培生原本希望專題和課業兩者兼顧,實行起來發現兩邊都顧不來、兩邊都學不好,效率不佳,也跟家人有了小摩擦。他考量如果就此不顧團隊,專題恐無法完成,所以先把重心放在團隊,而課業是自己可以再個別努力的。經過與家人的溝通,家人也很支持蕭培生的想法。

 

黃彥維的家人也是支持他想做什麼就放手去做,從不過問他的成績。

 

「我媽只會問我有沒有睡覺。」黃彥維說。

 

家人的信任反而使黃彥維要求自己兼顧專題和成績,高二時拚了命兩者兼顧,但身體不堪負荷,暈眩症發作,躺了一個星期。和家人討論該如何取捨,家人讓黃彥維自己決定。回過頭來和廖老師請益是否該設個停損點,老師的一句話茅塞頓開:「留得青山在,不怕沒柴燒。」

 

未來的路上,還有許多類似的選擇題。孰重?孰輕?如何在有限的時間和體力規劃、分配,藉由作專題的過程預嘗未來更多的選擇題。

 

放學後廖老師依舊陪著學生預備科技競賽。他笑道,感謝有太太一路的支持,還到學校送晚餐。廖老師表示,遇上毫無學習動機的學生,老師教得很累。帶到有學習動機的學生同樣也會累,但是那個累是一種開心的累。每當看到學生上課打瞌睡,對比專題報告時學生發亮的眼睛,會感到這種累是值得的!

 

 

不要只為念大學而念大學

 

三星創意提案競賽已告一段落,湯忠叡正進行大學特殊選材面試,其餘的人預備即將到來的學測。對於念大學,他們已很有想法。有人計畫朝工業設計方向走;有人有感專案管理不能只熟悉技術層面,所以規劃專業與管理並行;也有人覺得不如專精在專業領域上。無論如何,他們都有自己的洞見,並不是學校給什麼就照單全收。

 

從AI輔助剎車系統到AIoT柿餅曬製機,這是廖老師所帶的第二屆專題製作,高三生只剩一學期就要畢業,雖然團隊成員將四散在各校,但他們已經擁有專案管理的珍貴經驗、解決問題的能力、團隊合作、對鄉土的關懷等,這些都是無法用成績衡量的。

 

迎向未來,套用奧斯卡最佳女主角得主娜塔莉.波曼(Nathalie Portman)對哈佛大學畢業生的致詞來表達廖經益老師對高三生的祝福:「我已等不及看你們發光發熱。」 ( I can’t wait to see how you do all the beautiful things you will do.)

 

 

資料來源:伊甸園電子報2022.01.20 NO. 419

關於作者與本篇文章

伊甸基金會

已故劉俠女士(筆名杏林子)於1982年12月1日創辦了屬於身心障礙朋友的伊甸園-「伊甸基金會」。
伊甸針對兒童、身心障礙者、老人等不同服務對象,提供直接與專業的社會服務,從成年身心障礙者職訓、就業輔導、心靈重建開始,進而延伸至發展遲緩兒的早期療育服務,以及高齡老人居家照顧。
伊甸秉持著「全人全生涯關懷」,提供服務使用者身、心、靈的支持。此外,更將服務推廣到海外,不僅在越南成立服務中心、四川災後重建

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