拔萃女小學與拔萃女書院學生做小小科學家 2項發明展現創科思維助提升生活質素

科技的誕生源於對美好生活的追求和推動社會進步的渴望。拔萃女小學和拔萃女書院的學生為了提高大眾對護眼的意識及減少與聽障人士溝通的因難，於第三屆香港創科展中分別設計出護眼帽及一款用於學習香港手語的應用程式，而拔萃女小學設計的「護眼仔」更勇奪小學組亞軍。兩隊能夠將她們的創新意念和研究成果轉化成實際的方案，學校的教育絕對功不可沒。讓這班小小女科學家談談她們是次設計的心路歷程，以及了解老師怎樣從旁指導和協助她們逐步實現心中所想。

女拔生發明「護眼仔」 推用「20-20-20」的護眼法則

談到「護眼仔」的設計概念，四位有份參與的同學余安之、張蕊菡、袁心瓛、黃婧然解釋因發現疫後身邊多了很多人戴眼鏡，包括她們當中三位亦然，有感戴眼鏡影響外觀之餘，亦非常不便，如起霧、做運動時出汗妨礙視線， 發她們思考有甚麼解決方法讓小朋友不再近視。經過一輪資料搜尋，四位同學發現近視的成因主要與遺傳及日常生活的壞習慣有關，如太近看東西、長時間用眼、在光線不足的情況下玩手機或閱讀。遺傳因素難以改變，於是同學們從後者開始着手設計。同學先利用micro:bit、光度感應器、蜂鳴器及燈泡，當偵測到光線不足，透過micro:bit程式讓「護眼仔」發出警報聲提醒用家，同時開着燈泡。其次便是距離偵測器，當偵測到用家看物時的距離少於30厘米，會發出聲響提醒。至於「睇太耐」，同學用「20-20-20」的護眼法則，即每看20分鐘，休息20秒，看20呎外的東西。

親身試戴 體驗用家真實感受

同學們憶述「護眼仔」一開始的設計是以頭盔形式，而不是現時所見到的帽子。「因為要測光，所以一定是能夠放在頭上，但頭箍不可能放到全部零件，而設計的初衷正是不想人戴眼鏡，所以也不可能用眼鏡形式。」她們買了很多散的零件，以為全部將它們裝在頭盔就可以。譬如起初買了煮食用的計時器、駕駛用的距離偵側器，結果發現計時器不是太重，便是很難撳到，偵測器甚至遠至一米都會響，接駁方面也遇到困難，完全不是預期中效果。而且試戴後發現頭盔很重，會令用家非常不便及不適。其時適逢參與主辦單位安排的工作坊，導師建議可否將零件放在一些軟的表面上，令到作品不用太重、太硬，電池亦不會頂着用家的頭， 發她們將「護眼仔」改為「鴨嘴帽」的形式。為了進一步減輕重量，除將原先的頭盔改為帽子，她們更編寫micro:bit程式輸入資料，變相不用全部零件都放在帽子上，增加舒適度。

零件擺放的位置同樣有講究。譬如把距離偵測器放在前額位置，才能準確偵測用家看東西的距離；並將計時器分成兩部分，手帶部分負責計算休息時間，方便用家戴在手腕計時，負責計算使用時間的計時器則放在一旁，方便用家及其身邊的人同時觀看，就算用家沒有留意，身邊的人也可適時提醒。「每次改良後都會親試，體驗用家的真實感受。即使改良後仍未獲得理想的效果，也會互相鼓勵，盡力做好這件事。」

克服語言障礙 學懂臨場應變

四位同學均是首次參加這類比賽，沒有經驗。「透過參考往年別人的作品，知道作品能幫人就最好。」由於就讀英文小學，日常習慣用英語，比賽過程中需要用中文介紹創作，對她們來說是一大挑戰，每天努力練習咬字。比賽當日有留意其他參賽者的設計，初時亦很緊張，見到參觀者完全不夠膽向他們介紹，但大家互相鼓勵，兩個兩個地輪流介紹，成功嘗試第一次後逐漸克服。「也要感謝校長、老師和父母指導及支持，特別是校長容許我們於比賽前一星期在學校設立模擬攤位作演練。」

就算事前有充分演練，去到現場還是會有很多意想不到的情況，被人請「食檸檬」之餘，還要回答不少刁鑽的問題，譬如成本價、為甚麼選擇近視而不是其他視力問題、與眼藥水有甚麼分別等，需要「執生」，用已有知識作出大方得體的回應。

指導老師：過程比結果重要

負責指導的葉珮琪老師（Miss Ip）表示，自己曾在美國從事設計工作，一直以來都奉行「不在乎結果，只在乎過程」的信念，更坦言起初聽到同學的構思已經覺得非常吸引，但相比是否獲獎，她更在乎同學們在過程中學到甚麼，所以從一開始已經告訴同學，整個設計由她們作主，老師只會在旁邊支援及指導。就算見到同學偏離了原本的方向，也只是給予她們一些書本或提問作引導，不會直接阻止。「好像她們一開始將燈裝在頭盔上面，我便問『為甚麼是照出面而不是書本？你們安裝燈的作用是甚麼？到底是想照向哪裏？』逐步引導，讓同學知道應該將燈安裝在前額位置。」

對Miss Ip而言，最困難是四位同學各自就讀不同班別，平日亦有不同的課外活動，能夠聚在一起商量的時間不多，幸好同學們自發性強，而Miss Ip也會定期為她們訂立一些目標，確保進度。

為聽障學生補習 啟發撰寫程式

四位同學的師姐，來自拔萃女書院的陳映澄（Jeannie）及林浩澄（Maggin）則推出一款用於學習香港手語的手機及平板應用程式，透過人工智能技術辨識用戶的手語姿勢準確度，並以遊戲方式學習手語，有望減少普羅大眾與有聽覺或言語障礙人士的溝通困難。

Maggin曾在聾人福利促進會做義工，為有聽障的學生補習，發現在沒有紙筆的情況下與他們溝通存在困難，因而打算上網學習香港手語，但發現網上資源有限，大多只教授英式或美式手語，於是想到撰寫手機程式，增加大眾對香港手語的關注和認知。

拍過千手語短片 確保成品準確性

從去年11月起構思作品，並於今年2月正式動手製作，歷時大半年，經過十多次修訂，才得出現時的成品。單是提供足夠影片訓練人工智能，兩人便花近一個月時間拍攝了1750條手語短片。由於本身並不熟習手語，因此事先要在YouTube觀看大量的手語短片，且近乎每個動作都需重複拍攝多次。為了確保手語的準確性，拍攝後更會找老師幫忙核對。她們解釋，只要片段的動作稍有偏差，都會影響生成出來的人工智能的準確率，而現時程式辨識手語的準確度已高達95%。

至於將影片轉化為人工智能，對兩位同學來說也是全新技術。是次製作經驗，不但增加了Maggin和Jeannie在創科方面的知識，也加深了她們對手語的認識及提升溝通技巧。「能夠向大眾介紹自己的想法，見到小朋友玩得開心，都為我們帶來莫大的成功感。」

帶領中學組參賽的Mr. Mohammed表示，老師一開始會先簡介基礎知識，再因應學生的能力和興趣，提供合適課程或活動，甚或參與校外比賽，學習書本以外的知識，提升自學能力。「比賽一般都會開放給學生自由報名參與，就好像Maggin和Jeannie雖然沒有修讀ICT（資訊及通訊科技），但也能參與是次比賽。」Mr. Mohammed說。

文：林詩敏
圖：陳彥森

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