STEM教學之太陽能大眼蟲
在STEM教學裏面，經常強調學生要懂得認識及運用可再生能源，不過學校又不是大型發電廠，怎樣令學生能夠學習及應用得到？其實有一種可再生能源就是「遠在天邊，近在眼前」︰太陽能，大家每天一早起床都會出現在你面前。今次就分享透過製作太陽能大眼蟲，實際運用這種可再生能源。
太陽能電池的發電原理
由身邊的一切事物開始進行探索，就是STEM學習中培養學生建立觀察和自主學習的能力，由學習太陽能這種可再生能源就是一個好的開始。大家都知道太陽會給人們光和熱，能夠替人類照明和給予溫暖，因此只要懂得運用太陽能，就能夠替環境保護出一分力。
接著就是了解太陽能電池。它是一種經由太陽光照射後，把光能轉換成電能，這種現象稱為光伏效應。它是利用太陽光直接發電的光電半導體薄片，在半導體的材料加入硼可形成 P 型半導體，加入磷可形成 N 型半導體。
P和N兩型半導體結合後，當太陽光射入光電半導體薄片時，就會令半導體中的電子流動而產生電流。
太陽能大眼蟲的齒輪運用
明白了太陽能電池的製造和運作原理後，就可以著手製作太陽能大眼蟲，並用太陽能推動它。
太陽能電池的正極及負極分別與小型摩打連接，而摩打上裝有一個小型的8齒齒輪，與一個與8齒齒輪垂直的較大圓錐齒輪連接。當馬達轉動時，細齒輪推動大齒輪轉動，這樣不僅增加扭力，同時能夠改變力的運動方向。
大圓錐齒輪的身上的細齒輪與另一大齒輪連接，而另一大齒輪身上的細齒輪，又與其他的大齒輪連接，組成一連串的齒輪組，這樣組合的齒輪組能夠使馬達的扭動力和轉速提升，增加了小型馬達的效能。
利用旋轉小腳協助前進
太陽能大眼蟲由五個齒輪連接，當中一個齒輪向順時針方向轉動時，連接著的另一個齒輪會以相反方向轉動，而大眼蟲小腳分別安裝在第一、第三及第五個齒輪的中軸上，就是要確保大眼蟲的腳是向同一方向轉移。
每個齒輪上的每組腳會有三隻小腳，而腳上套了小鞋，形成一個旋轉對稱圖形，在每組腳旋轉一周就會有三隻小腳上的鞋與地面接觸。當鞋與地面接觸時會產生摩擦力，令大眼蟲向前移動。
燈光對大眼蟲的影響
太陽能電池很受光線強弱的影響，陰天的光線，不足以令光電半導體薄片產生電子，在沒有電流產生的情況下，小型馬達轉動亦不能轉動。
在室內的環境下，可以利用鎢絲燈泡的電筒照射太陽能電池，光電半導體薄片產生足夠的電子電流，並推動小型馬達。
當然在陽光充足的情況下，太陽光照射太陽能電池令光電半導體薄片能夠產生更多的電子，電流足以令小型摩打轉動更快。
我們可以利用光照射手掌產生的影子來判斷陽光是否充足，如果能夠清楚看到手掌影子的邊緣線條就代表陽光充足，假若手掌影子的邊緣線條模糊就表示陽光不足，太陽能大眼蟲可能移動緩慢或不能移動。
玩具不單只是小朋友玩樂的工具，而且也可以是學習的工具，從玩樂中進行學習有助小朋友增強聯想及應用知識的能力。