一切由「摩擦力」開始 遠古時代，人類搬運重物時 通常透過人力，最多也只是利 用繩子、木橇等工具幫忙拉動， 可是要拖動的物件直接與地面接 觸，會產生龐大的摩擦力，阻礙 物體前進。這樣做不但費力，而 且效率甚低。後來，聰明的古人 嘗試將圓木加在木橇下，發現更 為省力。這構成了車的雛型，為 將來的汽車發展邁出了第一步。 可惜，圓木與地面接觸範圍 並沒有減去多少，摩擦力仍然是 一大障礙。約5000年前，古人想 到將圓木切下來，配上幼身的車 軸，與地面接觸的就只剩下實心 車輪的部分。後來，為了不受圓 木大小的限制，更巧妙地將木板 拼接成木輪。當擁有這種木輪的 車身，再加上被馴化了的動物， 使可載人載物的拉車首次出現在 浩瀚的歷史當中。 木輪車誕生 遺憾的是，實心或拼接而成 的車輪在凹凸不平的路上行駛， 不但笨重，速度不快，而且很快 損壞。直到公元前2000年左右， 埃及人發明了軸條輪：將木頭加 熱彎曲，拼接成一個輪圈，再以4 至8條木製輻條代替原有的木盤， 連接中央的輪穀，支撐起整個輪 圈。這種車輪不但減輕了車輪的 重量，減少所需的拉力，而且能 吸收來自路面的震動，抓地力亦 更強。這個車輪歷史上的創舉， 使越來越多的車輛投入戰爭之 中，創造了戰車這古代戰場上的 霸主。及後，戰車車輪外圍更加 入皮革、銅釘或鐵圈，令車輪使 用壽命更長。一輛輛戰車馳騁沙 場，以車輪力量征服不少地區。 木輪車前進了數千年，技術 上革新緩慢，連當初叱咤一時的 戰車亦被騎兵所淘汰。哪怕是最 普通的獨輪車，還是傳說中的「木 牛流馬」，也只是用作搬運有限數 量貨品的工具。 從「蒸汽機」到「內燃機」 經過漫長的等待，終於來到 1776年，詹姆斯．瓦特成功改良出 可供商業應用的蒸汽機。蒸汽機利 用加熱的水蒸氣，推動活塞，產生 機械能，可惜原有的設計因每次要 等待機件冷卻，效率較低。而瓦特 為蒸汽機引入了分離冷凝器，允許 蒸汽在一個獨立的冷卻室中冷凝， 保持氣缸的熱度，減少了能量損 失，提高效率。他還引入了連桿和 齒輪系統，將原有機內活塞的直線 運動轉換為旋轉運動，使蒸汽機可 以更方便地驅動各種機械設備。蒸 汽機使這巨輪又再滾滾前進， 不到40年後，蒸汽火車的雛型 面世，揭開了人類交通史新一 頁。 可是，蒸汽火車與現今的汽 車仍相距甚遠，怎樣才可拋棄路 軌和偌大的火車頭呢？有工程師 嘗試設計一輛由蒸汽驅動的三輪 車，但最終未能普及應用。幸 好，1876年，德國工程師奧圖發 明了第一具四行程內燃引擎。這 種內燃機透過燃燒汽油等燃料， 使燃料在機械內部與空氣混合燃 燒，產生熱能。氣體受熱膨脹， 通過機械運動和氣缸內的壓縮及 燃燒，將其轉換為機械能。1885 年，賓士汽車公司創辦人卡爾． 賓士成功製造了由內燃機推動的 三輪車，被世人認為是現代化汽 車的發明者。從此，貼近現代定 義的汽車正式走進歷史舞台。 硫化橡膠輪胎新突破 隨着動力來源日漸革新， 更高效的車輪亦應運而生：人 們開始嘗試在車輪的外圍圍上 橡膠，發明了實心的橡膠輪 胎。1852年，美國人查理斯． 固特異更發明了硫化橡膠。橡 膠與硫產生化學反應，使橡膠 分子鏈之間形成穩定的連結， 令輪胎更有彈性，不易撕裂。 直至1888年，英國獸醫約翰． 登祿普成功量產充氣橡膠輪 胎，大幅提升避震效果，使乘車的 過程變得更為舒適。 及後，輪胎刻上防滑的坑紋， 添加鋼絲、尼龍等物料，甚至研 發出能征服各種地形的越野輪胎、 支援多方位移動的麥輪、不會被刺 穿的免充氣輪胎。時至今日，工程 師仍力臻完美，盼做出更好車輪設 計。 新能源車邁向自動駕駛 隨着全球環保意識的提升， 能源成為汽車發展的重要考量。 電池技術的進步使電動車的續航 能力不斷提高，車內的電動機效 率更高，行駛過程中排放溫室氣 體較傳統汽車少，還能提供卓越 的性能。氫能車能將氫氣輸送到 車內的氫燃料電池，讓氫與氧產 生化學作用發電，亦是備受關注 的新寵兒。中國政府近年積極推 動新能源汽車的發展，電動車、 氫能車相信已成為汽車發展的未 來趨勢。 而最大機會改變我們未來出 行方式的無疑是自動駕駛技術的 發展。它利用了高精度的感測器 （如雷達、激光測距儀和攝像頭） 及人工智慧算法控制汽車。現時 已有部分汽車實現有條件的自動 駕駛，用作輔助或代替司機駕駛。 目前，在中國部分城市已提 供自動駕駛的無人計程車服務， 它們會根據指示駛到指定地點， 載送乘客到目的地。這技術相信 能減少交通事故的發生，提高交 通流量，減少擁堵現象。 相信在不久的將來，新能源 汽車配上完全自動駕駛的世界將 會來臨，但我們也不必驚訝。因 為汽車演變的時代巨輪在這數千 年來也是如此不斷向前推進，把 我們驅動往更美好的世界去。 小思考，大智慧 1. 你知道橡膠輪胎剛發明時是 甚麼顏色嗎？ 2. 現時的橡膠輪胎是甚麼顏 色？ 參考答案 1. 橡膠輪胎剛發明時是白色 的。只要在橡膠樹上割上一 刀，樹就會流出白色的汁 液，這些樹汁就是天然橡 膠。因為橡膠輪胎使用了固 化的天然橡膠，所以是白色 的。你看過米芝蓮輪胎公司 的吉祥物，那個胖胖的輪胎 人嗎？這就是他身上輪胎是 白色的原因了。 2. 現時的橡膠輪胎是黑色的， 因為自從1910年代後，幾乎 所有輪胎都加上了炭黑這材 料。炭黑能令輪胎的耐磨性 變強，使輪胎的使用壽命提 升，所以得到廣泛使用。 星島教室 科技與生活 黃潤權 中華基督教會 基慧小學（馬灣） STEAM統籌主任 褚鴻鵬 中華基督教會 基慧小學（馬灣） 科學科老師 作者介紹 全球各地的馬路上，每天都有大 量車輛往來穿梭，就像血液為人體運 送養分和氧氣，汽車運送着數以億計 的人群和貨品到達目的地。而汽車的 普及，以及車輪的演變，科學的發展 實屬功不可沒。 本欄，由教育評議會 邀請資深中小學老師、校 長及大學講師撰稿，旨 在為學生提供多元化的 STEAM學習材料，引發學 生探求知識的興趣，將學 習融入生活，培養學生的 世界觀、敏銳的觸覺、積 極學習的態度。 D6 侷芎 07.04.2025 星期五 香港教育一直重視學生須具備兩文三語能 力，具備良好的語文能力對學生發展知識、潛能以 至社交技巧均有裨益。過去，本地教育界於輔助讀 寫困難的學生學習中文方面已有充分認識和經驗， 給予學生的支援也漸趨成熟。然而，英語作為大多 數人的第二語言，不但對有讀寫困難的學生來說 較難掌握，學校亦更難識別英語學習困難（English Learning Difficulty, ELD）的學生。目前，探討讀寫 困難學生學習英語作為第二語言的相關研究仍寥 寥可數，以致教育工作者未能深入了解讀寫困難學 生學習英語的困難，難以進行針對性的支援。 自2021年起，筆者負責的香港教育大學兒童與家 庭科學中心的研究團隊得到香港賽馬會慈善信託基 金捐助，開展賽馬會「童步向前」英語學習計劃（RISE計 劃），旨在以實證為基礎的方式，支援有ELD的初小學 生。RISE團隊通過多方面，包括建立識別工具、創建 課程及關注英語學習心理方面，提升學生的英語能力。 開發識別工具 RISE團隊根據教育局的課程指引，開發了「香 港初小學生英語讀寫能力測驗（HKT-PE( J)）」作為識 別工具，識別出有ELD的學生。研究團隊邀請568 名小學二至三年級的學生進行常模研究（norming study），測試包括詞彙知識（vocabulary knowledge）、 語音意識（phonolog ica l awareness）、組字知識 （orthographic knowledge）、語素意識（morphological awareness）和快速命名（rapid naming）等語言和認知 技能，得出擬合度良好、信度高的模型，並具備良 好的效度（validity），能夠有效識別出在閱讀、拼寫、 口語能力和認知語言能力均呈困難的學生，有助老 師和心理學家快而準地評估學生的英語能力。 英語學習心理 語言學習的心理因素不容忽視，因此RISE團 隊研究了學生的「閱讀自我效能感」（reading selfef f icacy）和「閱讀困難感覺」（perceived reading difficulty）如何影響其英語能力。122名學生完成了 問卷調查及英語測試，結果顯示，閱讀自我效能感 對單詞閱讀有顯著預測作用，而閱讀困難感覺則對 閱讀流暢度有影響。因此，研究團隊在設計英語學 習支援時，特別關注學生的心理狀態，提升其學習 信心和減少挫敗感，從而促進語言學習的效果。 RISE團隊針對有ELD的學生設計了涵蓋聽、說、 讀、寫的「英語學習計劃課程教材套」（RISE課程）。 研究對象為來自11間學校的147名英語能力位於本地標 準最低20%的小二至小三學生。學生被分為介入組和 控制組，介入組每周接受不少於45分鐘的面對面與在 線混合教學。接受課程的學生，一年後在單詞閱讀、 拼寫能力、語素意識和組字知識等方面，均見顯著進 步，尤其語素意識對閱讀發展起到了關鍵作用。 「SMARTIES」支援課程 課程的成功可歸因於其「SMARTIES」元素。「小 步子學習法」（Step-by-step）將複雜的英語技能分解 為易於理解的小步驟，讓學生逐步掌握不同語言技 能。「多感官學習」（Multisensory）策略通過調動視 覺、聽覺和觸覺等感官，增強學生的記憶和理解能 力。「應用學習」（Act-on）則促進學生的實際參與， 吸引他們的注意力，使學習過程變得有趣。 「重複練習」（Repetition）策略通過多樣化的活 動加強學習，幫助學生不斷鞏固知識。「創意解難」 （Tackle）鼓勵學生應用語言技能解決實際問題，例如 設計海報或撰寫信件，從而提高他們的學習實用性和 解難能力。「整合學習」（Integrated）將所學技能運用 到日常生活場景，如點餐或打電話。為了提升學生的 學習動機，「正面回饋」（Encouragement）策略通過鼓 勵培養學生的自信心，促使他們在學習過程中保持積 極態度。課程還強調「自主學習」（Self-directed），讓學 生根據個人興趣複習，促進學習的持續性。 學習英語作為第二語言，有效的實踐和支援相當 重要。RISE研究計劃成功通過識別工具、心理因素和 支援課程3方面，為本地教育工作者及有ELD的學生 帶來有效支援，也證明了「SMARTIES」教學原則的實 效性。計劃目前已涵蓋超過50間本地小學，未來4年， 計劃將進一步擴展，涵蓋更多小學，讓更多學生受益。 香港教育大學兒童與家庭科學中心總監、 賽馬會「童步向前」英語學習計劃首席負責人 鍾杰華 賽馬會「童步向前」英語學習計劃項目經理 張溢明 賽馬會「童步向前」英語學習計劃博士後研究員 陳承志 蝡靤㳴肭㎧곔⮵䱳： 雅⛓蕞佻䴉♃⪜ RISE計劃支援 有ELD的初小學生； 通過多方面，包括建 立識別工具、創建課 程及關注英語學習 心理方面，提升學生 的英語能力。 本欄歡迎院校學者投稿，分享個人學術見解及研究成果，1400字為限，查詢及投稿請電郵︰education@singtao.com。 知識轉移 「教」研並進 ■鍾杰華教授在「賽馬會『童 步向前』英語學習計劃—— 課程教材套發布會」上，向 教育界人士介紹英語學習 困難及「RISE課程」。 ■ RISE ﹁ 課程﹂視覺提 示教材及鼓勵卡。
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