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嘉義縣美林國小
2030智慧水流
改變契機
第四年參與廣達「設計學習」計畫的美林國小，跳脫以往策展任務的思維，今年首度嘗試在「2030年」具未來性的主題下，同樣以探究家鄉議題，以「數位任務」-透過科技解決在地問題，作為此次的任務型態。因社區水患問題嚴重，學生們透過踏查、訪談社區居民，以設計思考的歷程結合科技及運算思維，發展出各種形制且實用的手作模型，各個化身為「超智水」的美林未來設計師。
情境任務介紹
地球暖化導致極端氣候的產生並且連帶造成不少災害，2018年8月強降雨使得南部水災嚴重，而美林國小的所在地-溪口鄉也是受災區，多數學生家中泡水，損失嚴重。
目前的自然環境已經對人類的生活造成相當程度的衝擊，未來勢必會面臨更嚴峻的考驗，因此在本次「設計學習」計畫的「2030年」主題任務當中，師生嘗試由水患重災區的在地家鄉-「天赦社區」出發，透過實地踏查、訪談居民探討這幾年來，當強降雨來臨時，水流是如何產生？如何流動？為何會造成社區淹大水？經由問題探究，了解淹水的原因及狀況後，為解決此問題，師生合力建構一套天赦社區聰明水流的地理資訊系統模型，完整呈現地理資訊與聰明水流的面貌，讓社區大眾了解流水在社區內的運行，期盼當強大雨將至時，社區居民能因為有這套充滿科技的裝置，提前準備，從容應對，減少大水造成的影響及衝擊。
任務信
嗨！各位小小問題探究家：
地球暖化導致極端氣候產生並造成災害，2018年8月強降雨使南部水災，我們溪口鄉也是受災區，多數家中都泡水，損失嚴重。目前水患問題已對生活造成嚴重衝擊，未來2030年勢必面臨更嚴峻考驗，故本次學校想邀請個為小小問題探究家，從溪口水患嚴重災區-「天赦社區」出發，探究當強降雨來臨時，水流如何產生？是如何流動？為何會造成天赦社區淹大水？探究、了解淹水原因與狀況後，嘗試建置一套天赦社區有聰明水流的地理資訊系統模型，完整呈現地理資訊與聰明水流的面貌，讓社區大眾了解流水在社區內運行的狀況，當再度發生強降雨氣候時，希冀能從容應對，並減少大水造成的影響與衝擊。
任務一：瞭解過去-水如何動？
先藉由拜訪家長、耆老、實地調查(空拍機輔助)與網站資源，瞭解、建置天赦社區過去大水的資訊，包含：時間、水流高度、走向、受災情況、影響，再依據彙整的資料與數據，統整出天赦社區水流的流動狀態與特性。
任務二：拆解過去-在大師作品中，水如何能聰明流動？
藉由老師提供及網海搜尋，找尋世界各地讓水聰明流動的實力與點子，分析其原理與方式，並統整出不同面向聰明水流的元素。
任務三：預測未來-設計藍圖
根據任務一、二所得的資料數據與構思，結合、運用各感測元件，設計出有聰明水流的天赦社區地理資訊系統設計藍圖。
任務三：運算思維模組化-打造聰明水流地理資訊系統模型
根據設計藍圖，運用科技與巧思，創化出未來2030年有聰明水流的天赦社區地理資訊系統模型。
學生創意
★展現在思考
「地形低窪的地方淹水了，沒有低窪的地方要讓他們知道要開始預防水災了。」
「我發現竹筷子並不堅固，很容易被水沖斷，所以用了更堅固的木頭來支撐。旁邊兩側的黏土是用來增加重量的，以免水來臨時被沖走。」
「寫程式是要一步一步的做，不停檢查、研究和學習，才能完成一個完整的程式，看到順利運作的機器，是很令人高興的。」
學生們為了要發展出地區聰明水流的地理資訊裝置模型，學習使用科技軟體、電子原件等，進行相關水流檢測系統的開發。在編寫程式時，為了能讓檢測器順利運作，除錯能力是很關鍵、重要的，在解決水患問題的過程中，也會遭遇新的難題，如何除錯找到解答，是一個需不斷思考與修正的過程。
★展現在表達
「當我們訪談村民時，他們都說淹水根本的問題是出在中排，下大雨時大排有滿滿的水，產生阻力，水就會流回天赦，造成倒灌。」
「我覺得自己變的比較獨立，因為過程中，你必須把自己的想法、構思等，食計的做出來並講解，還要學會自己解決問題和製作模型，還有接線及寫程式。」
學生們在執行任務的過程中，透過各方資料的蒐集與彙整，在經過小組們不斷的討論溝通，表達且分享看法，慢慢抽絲剝繭出社區淹水的確切原因，再以各種大家所提供的好點子，聚焦且對問題擬定解決的策略。
★展現在行動
「製作中令我困擾的地方就是防水了，因為如果不能做好防水，東西很快就壞了，所以除了包膠帶外，我還塗了好多矽利康。」
「設計第一版時，我遇到了雨會滴到機器的問題，所以改版時我增加了防水板、止水條以及改變作品屋頂。」
「在做之前，我以為我做不出來，也完全沒有思考方向，我就想要一個小學生做一個模型會不會太難，後來想到要做什麼就開始做，然後就越做越好玩，做著做著就做完了。」
為了這次的數位任務，要製作能真正解決社區居民淹水困擾的聰明偵測水流裝置，學生們走出教室，實地走訪家鄉、訪問居民，更從模型裝置的設計圖開始到實體模型，從原型，透過觀察、概念溝通與釐清，不斷進行改良，朝向更完美的作品努力。
教學策略
「教學歷程中教師間、師生間透過對話，溝通彼此的意見、想法，澄清概念，找出最適合大家的方式，完成這次學習的挑戰。」
「數位類的任務讓學生的學習更是全面與跨領域，除了要了解家鄉的淹水問題(鄉土)，探討天赦的淹水成因(自然)，還要學習電腦資訊與程式設計(資訊)，透過展品、展場的設計與製作必須要兼顧美學(藝術人文)，最後孩子還得清楚地透過文字、語言表達自己的歷程、想法(語文)，雖然更有挑戰性，但是孩子也學得更好、更有興趣。」
美林國小的教學團隊是第四年參與廣達「設計學習」計畫，不同於幾年前執行策展任務，此次對教師與學生都是全新體驗，要以既有教學知識經驗，教導孩子去面對未來尚未發生的問題，並且解決。這次的教學歷程中，除了事前的搜尋、訪談與整理後，在產出作品時遇到相當大的考驗，因為文化刺激的不足，孩子與老師完全沒有程式設計與組裝動手的經驗與能力，一切從零開始，但透過外部師資資源，學習arduino，團隊夥伴們致力於課堂文化的改變，讓教學過程變成師生共同學習、意識到並且願意讓老師這個角色變得多元，與學生的對話成為常態，共同完成這次學習的挑戰。
展覽呈現
美林以「2030智慧水流」特展，展示這學期化身小小問題探究家的學習歷程。學生們從問題分析開始，歷經所在天赦地區的實地踏查、資料蒐集統整、各國治水案例的探討與程式設計課程的洗禮後，以獨具個人特色的觀察及觀點，轉化成實體的手作模型，展現出每個人的聰明水流裝置，以解決地區水患方法。展區中，學生先在沙盤上以積木小模型簡述其運作及設置地點，最後再透過實際模型展演，說明其創意發想的「雨量偵測、流水監控示警」、「儲水再利用」等裝置如何設計及運作，展現他們「知水、制水、治水」的精心設計。
