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隊長:麥馨文;隊員:周琦瑋、夏韋宜及羅麗櫻

現就讀庇理羅士女子中學中五,選修全理科。

於第四十三屆校科學展覽中奪得全場總冠軍、最佳攤位設計冠軍、最受歡迎攤位冠軍及應科院創新科技大獎。

勇氣,是茫茫大海中的一盞明燈

“以你們的力量是沒可能完成的。”

“趕快想想另一個設計吧! 這個構思是好,但也需考慮其可行性。”“設計是好,但完成一比一模型的機會是近乎零。”

一句又一句的冷言冷語,一個又一個不信任的背影就像大海中一個接著一個無情的海浪,狠狠地打向我們。因爲對科學的熱情,我們參加了比賽;因爲對生活的關心,我們想到了這個構思;因爲四人心中堅持的勇敢,我們完成了比賽。

 四個當初連直流電與交流電都未能清楚分辨的中學生,因爲勇敢去想,想出了“聰明拖板”的構思。看著那猶如外星文的電學原理,我們想過放棄;盯著那就如鬼畫符的電路圖,我們想過放棄;拿著電鑽,看著那只有幾毫米寬的零件,我們想過放棄……。但因爲勇敢去學,勇敢去試,勇敢去失敗,在無數張廢紙、一個又一個弄壞了的拖板過後,我們嘗到了勇敢的果實。

如果有人問我們獲勝的要訣是什麽,我們四個一定會異口同聲地告訴他:“那是勇敢。”

感情,是明燈不可或缺的助燃器

有人說,科學是無情感的,特別是工程。

整個暑假,學校的物理實驗室就猶如我們的另一居所,每天面對的不是不同顔色的電線,就是不同款式的零件。

對於四個中學生而言,一個吃喝玩樂的假期想必總比當個“科學怪人”有趣吧!說對了一半,這樣說吧,若果四個“科學怪人”一起過暑假,那便是另一滋味了。

實驗室中的每個角落、每顆零件、一桌一椅都充滿著我們的笑聲。困難在我們面前不再算得上些什麽,笑聲好像能溶掉一切似的。我們四人之間的友誼一點一滴地累積,成爲了我們勇往前進的最佳助燃器。

友誼,才是我們從比賽獲得的最大獎勵。

 

 

 

 

 

 

 

 

反思問題(最後一題為必答題、其餘均屬自選題)

1. 閱讀文章後,相信你會認同勇氣及感情是科研/科創兩大不可或缺元素。以你之意見,進行科研/科創還需具備何種特質呢?

2. 你期望於今屆創新科技月及創新科技嘉年華可看到什麼?

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范偉基 (Fan Wai Ki, Louis)
現任香港機械奧委會主席

Technology - 科技」在近半世紀成為常用的名字,而「Innovation - 創新」在近年常被冠在「科技」之上,反映出人類對改善生活素質的期望。

我在1981年開始在中學任教科技科目,直到今天我學校的工場(科技室)設備沒甚改變,沒有雷射切割機、更沒有數控車床。我常與學生玩笑說:除了要尊重我這個老人家,亦要尊重愛護工場內的物件,因它們年紀也不小。可能大家會問:你不是教大家設計和製造機械人的嗎?不是要用先進的機械儀器才可造出機械人的嗎?

 

在機械人的研究初期,科學家一直希望造出一個和人類相似的機械人,他會有人的外貌、如人般行走、用語言與人溝通、有人類的智能……但一直沒有多大的進展,直至有科學家從食物鏈底層生物開始研製。由昆蟲進到人型機器人、由只懂前進到有表情觸覺,甚至會跑步跳遠,這幾十年的進展神速,叫人驚訝。

 

我在機械人的研製過程,同樣遇到上述的難題,由最初的四足步行機械,到無線操控的潛水打撈機械人,一直都很順利;但當研究自主機械人的時候,便受到器材、技術、財政上的障礙。在推動科技普及教育時,常被器材、工具種種因素所限制,通常舉辦機械人工作坊的地點,不是在小學裏便是在商場,既沒有工作枱,亦沒有工具或機器。小學二年班的同學能否學會、親子活動是否會令家庭成為科技學習的平台、機械人中如何帶出數學與科學的應用呢?種種疑問令我開始反思機械人在科技教育中的方向及方法。

 

所以近年除了繼續研製高智能機械人外,亦開始從最低層的機械生物研究,「牙刷機械人」和「蹦跳機械人」2便是連幼童也能做的機械生物,從這兩隻只會向前衝跑的生物,至用爬行方法上落斜坡的「蟲蟲機械」,進化成遇到障礙物會繞道而行的「機械曱甴」3,它們都是成本在港幣五十元以內,以簡單的馬達和齒輪箱構成,不包含任何電子操控,學生可以自行優化的機械生物。在這一個月內,我師 簡志光老師更將單馬達機械人製作推向新一頁,「游泳機械人」-自由、蛙式、蝶式和背泳機械人的出現,簡直是將單馬達及連桿運用得出神入化。我們相信教育如建築一樣,打好基礎才可以創造高峰;利用普通物、單馬達齒輪箱、再加幾條連桿,用些簡單工具、科技知識再加一點創意,學生可以透過機械人設計作去驗証學校學到的科學物理,為未來的學習打好基礎。

 

聽了我介紹了這麼多,是否有興趣製造一個自已設計的機械人呢? 在今年十一月6日至14日在科學園的「創新科技嘉年華2010」,將舉辦一連串的機械人展覽、工作坊及比賽,希望可以在那裏與你們見面交流機械人和科技教育的心得。

 

Without skill(技術), a Vision(願景) is only a Vision(幻想)

Vision without action is a daydream(白日). Action without vision is a nightmare(噩夢).

 

1「牙刷機械人」材料:一支用久了的牙刷、一粒鈕型電池、一粒震子(CALL/手提電話內)

2「蹦跳機械人」材料:一個單馬達齒輪箱、一個PET飲品膠樽

3「機械曱甴」材料:兩個馬達、一個電池盒。不需任何電子零件,利用機械原理便可繞過障礙物

 

 

001 - 「牙刷機械人」- 跳舞女孩

 

 

002 - 「牙刷機械人」- 學生作品

 

 

003 - 「機械曱甴」

 

 

004 - 「機械曱甴」


001 -「游泳機械人」~自由式


002 -「游泳機械人」~蛙式


003 -「游泳機械人」~蝶式


004 - 機械小魚兒


005 - 「牙刷機械人」- 跳舞女孩

 

反思問題(最後一題為必答題、其餘均屬自選題)

1. 機械人熱潮已於本港,以至全球盛行了好一段時間,你對機械人發展又有何看法呢?有否一些創新意念可於此分享?

2. 你期望於今屆創新科技月及創新科技嘉年華可看到什麼?

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陶婉雯老師
全國十佳優秀科技教師獎
瑪利諾神父教會學校(中學部)
資訊及通訊科技科科主任

 

2004年開始帶學生參加科學比賽,差不多每個長假期都是和學生在學校準備比賽中渡過。說快樂嗎? 我可挺享受和學生一起奮鬥的過程。說苦嗎?也挺苦的,學生像是有無窮無盡的精力,半夜來電興奮的說著新意念,要求立即討論一下可行性! 天啊!可是和同學們一起待在學校完成作品,邊罵邊笑的回憶可真是作為指導老師的最大回報。


指導老師的工作是甚麼?  我大部份時間是在鞭策同學,讓他們不能躲懶,其實都是在旁邊對他們耳提面命,其餘的時間在幫學生當跑腿,聯絡相關單位借東西、報告書校正、說話訓練、儀態指導,甚至跑去買飯盒都是指導老師的工作,苦差唷!

而因著科學和學生跑了不少地方,北京、上海、山東、山西、台灣、韓國、英國、丹麥和美國,可以說是「科學比賽帶你環遊世界!」。 離開香港去比賽,老師的負擔可重了。又怕他們吃不飽、穿不暖、睡不香,又怕發生火災時他們不會逃生路線,百般擔心。同時要展開最重要的工作了,便是思想輔導了!  一面觀察學生有沒有太緊張,幫忙放鬆一下,一面又要看同學有沒有太鬆懈,鞭策一下! 結果,同學們都順順利利完成比賽,吃不飽、睡不香的那個是指導老師喲!


但看著學生在全國賽拿下一個又一個的一等獎、一次又一次的世界賽登場,努力沒有白費, 可又心滿意足了!  有人會問為甚麼陶老師的學生中獎率特別高? 這是因為大部份人也只看到得獎消息,看不到同學在背後付出了多少努力。我深信每位同學如果也是同樣努力,也能出高水平的作品。學生一般會在中一的時候開始研習課題,用一至兩年時間無間斷的進行研究及改進,要放棄踩單車、踢足球的時間,不停沮喪地檢討作品漏洞,同時又要兼顧著學業誠然並不容易,可真要給能完成作品的同學們拍拍掌。
 
除帶比賽外,培養學生對科學的觸角,推動科普也是很重要的。香港每年十一月創新科技署也會舉辦創新科技節,當中在科學園舉行創新科技嘉年華,更是一個難得的科普盛會。為了能在嘉年華中參展,每年暑假便會和同學一起設計科普小玩意。去年,我們設計了親子機械臂活動,深受歡迎,還在全國賽中得了二等獎。而今年在創新科技嘉年華中演示的活動已設計好了,期待你來我們的攤位參觀喲!

 

 
在丹麥比賽時與丹麥王子共晉級午餐

 

 
在放長假期準備比賽時的電腦室

 

 
英特爾國際科學與工程大獎賽 - 「星之子」誕生了

 

 
處長也砌機械臂

 

 
創新科技嘉年華-同學們在演示科學小玩意

 

 
創新科技嘉年華-親子機械臂活動

 

 
創新科技嘉年華-親子機械臂活動2

 

反思問題(最後一題為必答題、其餘均屬自選題)

1. 作為學生的你,希望老師提供哪些支援呢?

2. 作為老師的你,在角色上又有否其他建議呢?

3. 你期望於今屆創新科技月及創新科技嘉年華可看到什麼?

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梁英豪、傅德生、何文諾、黃梓峻及張振寧

英皇書院學生

 

每個學生都有其獨特之處,他們能否獨當一面,其關鍵在於他們成長的經歷和對機會的把握。

 

每年都舉辦的「香港學生科學比賽」為本地中學生提供一展身手的機會,同學通過一系列的比賽,發掘和發展自己的潛能與興趣。去年本校學生也參與其中,並發明一個以血糖為能原的心臟起搏器,取得高中發明組的冠軍。

 

這次比賽學生從中得到的不光是一個獎盃、一種榮譽或一趟免費的旅程。最重要的,也是最大的收穫¾¾比賽的過程。他們經歷了一次次實驗失敗後的沮喪,面對一堆堆奇異數據時的無助,還要於限期前遞交沒完沒了的報告、撮要、簡報、海報……凡此種種,對中六生來說,都是困難和考驗,他們卻一一克服了,這才是最難得的磨練。或許在他們往後的日子裡會遇上更大的困難,但我相信同學必定更堅強以更樂觀、更正面的態度,迎接將來更嚴峻的挑戰。

 

同學雖克服了種種困難,實驗的過程並非一帆風順。起初,同學們經過多次「腦震盪」會後,一致被燃料電池「可持續供電」的特性所吸引。理論上,只要燃料不斷,電池就可永久提供電能。由於燃料電池是中學課程中較新的課題,新聞也時有報道,故於實驗的初期同學們的情緒都非常高漲。這跟大部份的科學研究沒什麼兩樣,開始時所有的假設、理論、材料、器材都看似完美,但很快就被現實挫減其興趣,因為發現第一代的原始燃料電池的不足¾¾不能提供一致及可重覆的數據。

 

於是,學生立即在互聯網上和科學文獻中尋找答案。可惜都沒有找到細緻的實驗步驟的論述,讓學生們深感困惑。在偶然一次實驗中的操作錯誤為我們的電池帶來契機。一位同學不小心搖動了連接着鹽水池的電極,我們發現供電量突然急升。由此,我們推斷鹽水中氧氣流動或遠低於其被還原的速率。為了証實此推斷,學生於晚飯後迫及待從家中帶回氣泵,重覆之前的實驗。幸運地,氣泵確能帶動及補充鹽水池中的氧氣,並提高了第一代燃料電池的性能及穩定性,同學亦由失落中的氛圍裡尋回自信。事實上,很多重要的實驗結果都是從最微足道的錯誤中學習而歸納出來的。

 

在取得第一代燃料電池最優化的數據後,我們驚訝地發現燃料電池效能之低,只能推動一些耗能較少的電器。經過上回一役後,同學們的抗逆能力有所提高,再一次於互聯網和文獻中找出相關的低耗能電器。最終發現心臟起搏器與一些鐘錶器具耗能較少。於目前的社會發展,心臟起搏器於人類的生命和健康最有貢獻,每人亦能提供所需燃料¾¾血糖和電子受體¾¾血氧。同學們懷着「知其不可而為之」的傻勁兒本着「沒有做到的實驗,只有會做實驗的人」的阿Q精神,第二代燃料電池終於誕生。採用與第一代相關的技術,我們改變了其中一條電極型態為與血管更相似的圓筒型。至於第三代燃料電池,我們更改變了原本固定的鹽水池為流動模式,並加入了「反流器」。從此,我們的燃料電池可以更穩定輸出較高電壓,電流輸出的波形也較接近心臟。

 

五月來臨,比賽在即,同學表現得既興奮又患得患失,身心也逐漸出現疲態這時侯老師就要教他們學會放手,坦然面對現實。最後幸運之神眷顧這群努力付出的學生身上勝利的天砰,再一次傾斜至我們的學生,或許這就是「天助自助之人」的真切體會吧。

 

解糖發電,轉銀為機」獲邀於創新科技月2010之路演及創新科技嘉年華中展出,歡迎屆時親身到來參觀,詳情可瀏覽http://ce.hkfyg.org.hk/itm/

 

0391 - 在呂思奇老師(右二)指導下, 英皇書院的學生(左起)梁英豪、傅德生、何文諾、黃梓峻及張振寧發明了名為「解糖發電,轉銀為機」的科學作品,勇奪香港學生科學比賽高中組發明品組冠軍。圖為決賽後與嘉賓合照。

 

 

 

 

 
0650
09079448 - 學生分別在比賽初賽及決賽場合向評判及參觀人士演繹作品。

 

反思問題(最後一題為必答題、其餘均屬自選題)

1. 閱讀文章後,你有否重新思索從事科研/科創應具備哪些條件及態度呢?可否詳加闡述?

2. 你期望於今屆創新科技月及創新科技嘉年華可看到什麼?

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蔡國豪博士
香港教育學院
科學與環境學系助理教授

生有時、死有時,自古以來,誕生及滅亡就在生命巨輪中不斷地交替迴旋,此起彼落。在漫長的演化洪流中,無數生命經歷了的試煉。物競天擇(Natural selection),適者生存(Survival of the fittest),適應的倖存下來,延續下去或是千秋萬世。捱不過的,便殞落滅絕,幸運的尚留下點滴石化痕跡,好向世人訴說其過客的故事。當然也有的灰飛煙滅,不留半點印記。灰飛煙滅?!不對!根據守恆定律(Conservation of matter),物質不生不滅,只是以不同的形式循環轉「世」(Matter recycling),或化為塵土大氣,又或化作江河雨露,甚或化成血肉髮膚,循環無盡,不生不息。誕生與滅亡是一個循環交替的現象,這是自然之道。

有物種在滅亡(Extinction)的同時,也有新的物種誕生(種化Speciation),萬物亦由此而繁衍發展,在地球上各自開展了漫長的演化之路。每個生命都是一個獨立的精彩故事,然而眾生之間卻又存在着千絲萬縷,環環緊扣的關係。萬物時而相生,又時而相尅,互相牽動,交織出一曲動人澎湃的生命交響樂。由於生命與大自然唇齒相依,任何一個細微的變化都可能影響到眾生的命運,乃至是整個生態系統(Ecosystem)的平衡穩定,這就是生物多樣性(Biodiversity)複雜力量了。在地球生命體系而言,人類只不過是滄海一粟而已,也必須依靠這股將萬物互相緊扣的力量,我們才能永續地生存下去。

 

可是自私放縱驕妄橫蠻的人類並未有珍惜上天賦予我們的寶庫還親手把這屬於天地萬物的共同財產逐步毀掉。人類以經濟發展為藉口,踐踏大地,破壞自然生境,剝奪了其他生物的生存空間及權利。人類再以自身需求為由,無節制地濫捕搜括,至使原來豐盛的生物資源,落入萬劫不復之地。在人類對自然資源進行貪得無厭、苛索無度的消耗之同時,大量廢物亦會因此而製造積存,污染江河大地。在物質守恆定律下,難被分解轉化的污染物同樣是不生不滅,歷久如新,禍延眾生子孫或是千秋萬世。當然,人類對於怎樣摧殘生命萬物的惡行,確是罊竹難書,未能於此盡錄

 

正是由於人類的種種所為,原來自然不過的滅絕現象也變得毫不自然了。自然界的滅絕現象是由於物種未能適應新的環境轉變而導致的結果,然而在人為的干擾下,這個變化着實去得太急、太重與及更不利於生命的繁衍,很多物種根本來不及適應,就已經被推向滅絕的邊緣,甚至已經絕了種。就算受破壞了的生境被復原重修,但逝去了的生命還能夠再回頭嗎?物種的結構已經永遠地改變了,原來的一切已經不復存在,復原只不過是一個美麗的謊言而已。當多個物種同時步向過早滅亡(Premature extinction)的絕地時,我們還能獨善其身,先福永享嗎?

 

前文力數人類的種種惡行,大有正氣然、大義滅親之勢然而,人非我族嗎?人類的惡行真的與我沾不上邊嗎?老實說,本人都不過是一介草民,一樣自私放縱驕妄橫蠻,不少大地也曾在我腳下被踐踏破壞了,為了滿足口舌之慾,也在間接地推動着不少無節制的濫捕採撈,當然我亦有份兒製造污染,禍延眾生。不過,可幸的是我還懂得反思,想想這樣下去,我們還能長「住」久安嗎?當下這刻,我們應該先停下來,想一想,為自己,為未來,為我們的下一代做一個選擇。我們可以活得簡約一點,可以嗎?要求少一點?拋棄少一點?浪費少一點,可以嗎?在考慮自身生活素質的同時,多關心一點周遭的天地萬物,可以嗎?只要每人多付出一點,力量匯川成河,這個世界就會變得很不一樣了。

 

就從這一刻開始吧!

 

 

反思問題(最後一題為必答題、其餘均屬自選題)

1. 你對現今地球衍生之種種問題,有什麼看法呢?

2. 對於延續地球壽命,你有何具體建議呢?

3. 你期望於今屆創新科技月及創新科技嘉年華可看到什麼?  

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黄金耀博士
香港新一代文化協會科學創意中心總監

 

試想像這個世界沒有發明家和科學家,你會以甚麽代步?你會以處為居所?你會以甚麼蔽體?人類對事物的研究及發明,使世界變得更完善、更豐富。我們的傳统教育模式,大多只讓學生學習及背誦書本上的知識,但絕少鼓勵學生透過探研及發明來創造自己的知識。

 

「創意啟動」是香港新一代文化協會科學創意中心的使命,亦是「創新科技月2010」的推廣重點之一,故此本中心今年將繼續與創新科技署合作,為重點項目「創新科技嘉年華」提供一系列以科學創意為題的講座及工作坊,以激發學生的創意思維,共同推廣科學創意教育。除此之外,本中心亦會於「創新科技嘉年華」展出「香港青少年科技創新大賽」的優勝作品,讓參觀人士體驗和汲取其他人的發明經驗和創新精神,希望為香港培育出新一代的年青科學家及發明家。

 

不言而喻,我們的目的是希望讓學生知道 知識可以改變命運,但創意可以改變人類!「創新科技嘉年華」將於本年 11614日假香港科學園舉行,喜歡創造、發明和研究的你,絕對不能錯過!

 

反思問題(最後一題為必答題、其餘均屬自選題)

1. 對於人類衆多發明,你最欣賞的是哪種/哪些?請詳加闡述。

2. 你期望於今屆創新科技月及創新科技嘉年華可看到什麼?

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林威廉先生
香港數理教育學會化學科召集人

搭飛機禁止攜帶的東西很多,但很多人不瞭解為甚麼飛機限制携帶水銀溫度計。聰明的初中同學可能會認為,水銀是汞,是一種有毒的金屬,易揮發,對人體有毒。但這是否搭飛機時限制水銀温度計的唯一原因呢?

滴汞溶鋼

其實,那是因為機身大半由鋁合金製成,只要極少量的水銀就能溶穿鋁板。

以下的片段可以說明:

如影片所示,因為水銀會流動,可能在機身深處形成腐蝕性鋁合金,造成弱點,潑灑了水銀的飛機就必須隔離檢查,直到找出形成汞合金的位置;否則,合金造成飛機的金屬弱點,在氣壓差異大的時間,可能出現破孔或缺口,使飛機的部件強度變弱或缺口製成機艙氣壓下降,使飛機有機會提早大修或報廢。

 

禁止攜進機艙物品???

國際民航組織(ICAO)把危險品分為以下9類,其中水銀探熱針雖然能携帶上飛機,但只能帶一支,並須存放於保護匣子內。《資料來源─香港民航處》。在某些地區,水銀温度計是不能攜帶上飛機的!
http://www.cad.gov.hk/chinese/for_travellers.html#restricted

 

反思問題

  1. 在使用現行的電子槍溫度計之前,醫生都會利用水銀溫度計去量度小孩子有否發燒,為什麼它比酒精式溫度計好呢?
  2. 為甚麼不能用熱滾水把水銀探温計消毒?
  3. 生活應急站:在家中打破水銀温度計,應如何處理?
  4. 在影片中,鋁表面縱有氧化層Al2O3(氧化鋁),但為何遇上水銀時,不能抵抗水銀腐蝕呢?
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徐歷濤先生
卓越策劃有限公司總裁

傳統上電子學的研習需配備俗稱「麵包板」的電路接駁器及焊接工具,帶來衆多不便。但筆者仍深感電子學乃科學領域中最獨特的範疇,因其購買電子零件所需相比其他科學儀器或工具便宜得多,而只需些微改動便能帶出無限創意。

有見及此,筆者與修讀電子工程的同事早前始編寫電子學課程(名為小小電子工程師)予初學者,實把大學程度的電子工程元素簡化並剪裁給小三學生使用。筆者視此為瘋狂舉動,等同着一九歲童學習十九歲青年的相關課程。初階課程之編寫用了三個月完成,共十課節供九至十二歲童修讀,而每課節均有DIY環節,以增強其趣味性並鞏固其所學。因着反應甚佳,筆者與同事繼而編寫第二階段課程,並引入無線連結及編碼開關作課件元素。

一如所料,透過把課程推廣至多於二百位學童後,察覺成效昭彰,筆者深感已把基礎電子學成功普及年青一代。與此同時,當筆者問及有關學童有否利用其電子學知識製作一些電子DIY時,其回覆往往是家長們擔心他們使用焊接工具及熱膠槍等於製作中,使創意裹足不前。失望之餘,筆者嘗試安慰自己此乃不能改變的事實,卻反覆思量學童們正面對的主要限制。基於心有不甘的信念,筆者大膽地與同事探討可否不利用有關工具,仍能讓學童接觸電子學並有親手製作的機會。同事的第一反應是筆者過於天真並不切實際,但筆者仍深信終有解決方法,並與同事一起為事情禱告。

兩個月後,在一個尋常的下午,同事向筆者展示一張卡片內藏的發光二極管電路,筆者頓時靈機一觸,並思考其秘訣乃利用可導電的特製膠貼,作組裝電路之用,有關發明亦被命名為「紙電路」,並已獲取專利。筆者深信概念將成為電子學新趨勢,提供簡易、安全、經濟及富創意的渠道,讓不同年齡人士鑽研電子學。簡單來說,筆者以雙層導電薄片包裹着紙張,於其上釘製九十個小孔,再以導電膠貼圍出T和L型作電路綫,繼而使用相對經濟又易於購買的啪鈕作電極(見圖一)。最後,再利用鱷魚夾及其地電了組件製作二十多種電路元件,如電阻、開關、編碼開關等(見圖二、三)。筆者與同事就着有關元件編寫了備有十個實驗的手冊,供對電子學一無所知人士參考,以製作有關電路,對於獲得此突破性的構想,筆者與同事欲把一切榮耀歸與神。


圖一


圖二


圖三

筆者深信有關發明屬電子學的革新。更重要的是,由於紙張可被屈曲,一些三維電子模型如簡單飛機,以至建築物,均可被製作,讓參與人士燃點其無限創意。

 

反思問題

  1. 閣下認為電子學的探究具重要性嗎?原因為何?
  2. 閣下認為「紙電路」可如何革新電子學的學與教?
  3. 閣下又怎樣介紹電子學予年青一代呢?
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