理大全天候實驗室 實時遙距控制儀器提升教學效益

社會 00:00 2021/01/25

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理大近年積極研發多個線上科學實驗平台,包括於2019年推出「全天候科學實驗室」,學生可隨時隨地遙距實時的科學實驗。(冼偉倫攝)

實驗教學是學習科學不可或缺的部分,理大近年積極研發多個線上科學實驗平台,包括於2019年推出「全天候科學實驗室」,學生可隨時隨地遙距實時的科學實驗,大大提升師生在教與學的效益;實時實驗室不但惠及理大學生,更已應用至中學層面,有使用者認為透過系統可接觸到中學較難接觸到的專業實驗儀器,「是十分珍貴的機會」。

理大應用物理學系副教授麥熾良表示,以往實驗教學以實驗為本,「固定時間叫學生去實驗室」,易受安全性,設備、空間及時間所限,例如一些與放射有關的儀器因安全性問題,學生較難可以接觸,故現時不少中學均以影片示範、電腦模擬實驗取代學生做真實的實驗。

為鼓勵學生自主學習,該校的物理學系團隊於2014年起開發「遙距科學實驗」,其中於2019年更推出名為「全天候科學實驗室」(Borderless Lab 365),用家可24小時透過網絡攝影機,實時控制位處於理大實驗室內之儀器,而獲取實驗數據;現時提供6個實驗,包括干涉現象、表觀深度及電磁感應等。

他舉例解釋,干涉現象實驗是透過觀察激光通過狹縫(單狹縫、雙狹縫或多狹縫)而形成的干涉圖形,學生於遙距控制時可調較燈的光暗、狹縫的距離,透過網絡攝影機影像實時觀察整個實驗過程,「團隊於製作均設定參數上限(控制變數),令學生有足夠機會嘗試不同做法外,亦可避免意外發生。

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現時除了大學生使用外,亦有約20間中學使用該系統,其中一所學校為聖士提反女士中學。港大一年級醫科生周元天是聖士提反的舊生,她認為於實驗室做實驗可直接觸碰儀器的確更有真實感,但課堂時間十分有限,「有時真的做不完就要走」,而實時系統則可不受任何限制使用,「中學好多時不會有的儀器,透過系統均可接觸到,即使深夜做亦無問題」,形容是十分珍貴的機會。

麥教授又提到,最初開發系統的目的只希望紓緩實驗室的使用壓力,「好多學生共同於實驗室會互相干擾」,惟自新高中課程開展後,由於課程較緊密,減少了學生做實驗的機會,「受社會事件及疫情影響更加教唔切,近2年剛升到系上的學生普遍做實驗的能力都較弱」,令他更有目標研發該系統,加強學生做實驗的能力。他指,未來會繼續開發不同實驗,盼今年年底前系統可增至有15種實驗。

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記者:洪芷晴