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大頭老師 - 兒童程式設計 &樂高EV3機器人 STEM教學 邏輯訓練

為什麼採用樂高積木來教程式設計?

9/17/2021

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從小就愛玩積木,小時侯買不起樂高,印象中在幼稚園時,會在積木筒邊不會離開,長大讀電機系,寫程式成了重要的技能,也幫助創作手機遊戲推給全球百萬玩家 。畢業後就買給了自己第一代樂高機器人Mindstorms RCX,玩的很開心也有成就感,用它來教學生寫程式,也相當有心得,希望學生們也可以學的很開心又有成就感! ​

將抽象程式碼用具象生活物品展現

程式語言中有許多重要觀念,對程式初學者不容易理解,像是變數、條件和判斷、迴圈,用樂高容易組出生活化物品,像是電風扇,我們使用積木開關教布林變數(boolean)的觀念、風速就是一個馬達速度,為正整數的變數(int),切換速度會是判斷(if),風扇左右往返,是無限迴圈(loop),生活化主題可以讓學生學習上正確理解,程式小任務做出來時也很有成就感。常見的其它程式入門用小機器人走線或解迷宮,這類難以理解類比的方式,即使在課堂上勉強做出來,很難完全理解,轉換成學生自身能力。

程式課程主題設計豐富多樣

樂高積木用多彩的積木,組出各種物品,家中各種的小家電、生活中所有的交通工具、遊樂場內各式遊戲器材、好玩電玩中各式遊戲玩法,高科技生產中的自動化設備、人工智慧新奇點子、助人救難和幫助人們生活更好的器材,我們都在課中帶領學生做過,發想相關主題應有數百種,學生都可以感受到程式課程好玩,家長也可以感受到我們的用心。這些STEM的課程,如果沒有用樂高積木快速來開發,真難想像備課時需要準備多少種類材料。我們有信心在課程設計豐富度,大拇指做的是最好的!

細心觀察和找尋問題

在程式中找問題,簡單的方式是用輸出(print)的方式來看程式走到哪,及變數值現在多大,花不少力氣在一個小地方找問題,挺辛苦的。用樂高來做任務時,就具體形象上就可以看出有沒有做對,比如設計一台採水果的自動機器人車要來回走,自動車走不出直線,我們會鼓勵學生觀察現象,找出可能的問題,可能是軟體方面的程式邏輯沒做好,馬達模式沒有設對,或許是硬體方面車子沒有組裝好,可能接線不對,這種系統整合的能力,在程式設計中培養仔細觀察能力,非常有效果,看到學生耐著性子一步一步觀察找到問題,進而去解決好,的學習態度改變,自然能寫出正確程式邏輯,對未來學習其它較難主題時有幫助。

難易度平衡,持續學習展現成效

每個學生理解力都不一樣,如同學校內每年級數學進度是一樣,題目發下來有人就是寫不出來,就想找解答。我們設計的樂高程式課,無論是小一小二的創意程式,或是三年級的樂高機器人,再來高年級的樂高+Python程式,在課程學習難度不斷提高的過程中,學生都是和自己挑戰,做的比之前的好,如果覺得程式邏輯過於困難,可以把精神花在樂高作品創意發想多些,等熟悉或多幾次練習後,就會再進一歩。程式加上具體樂高作品,讓學生可以不會被困在電腦螢幕前苦思,反而是覺得每一堂課都很有趣,因為不會被單一目的所困住,可以有多元化努力目標可以達成。

耐用穩定、軟體支援度高

樂高是國際知名品牌,主流程式學習軟體(Scratch, MakeCode等)都支援樂高主機連線,樂高教具耐用度高,較不容易壞,常常有便宜金屬車或是電路小板子,看起來挺不錯,不用幾個月就出現各式壞法,課堂上常需要花時間費力的找問題,學生才能再向前進。有些副牌相容於樂高的積木,孩子用力都卡不進去,發現是生產公差根本有問題,這樣的品質,孩子玩起來實在不順手。喜歡樂高教具的因為它的高品質,幫助專心執行高品質的課,價格等同價值這點,在樂高產品上是看的出來的。

3D空間概念有助於演算法學習

程式設計中期會接觸基本演算法,像是stack, queue, tree, graph, sort, search等觀念,有經驗的程式設計師,知道需要能在腦海中建立清楚的圖象,才能寫出簡單且正確的程式。樂高活動中持續不斷在3D空間的組裝和堆疊,協助學生建立出清楚的空間觀念,真的能夠幫助學生在程式設計領域中,再一歩接觸演算法,不會覺得那麼困難。把抽象問題具象化,是非常重要的一項能力。
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    大頭老師
    Eric Huang

    相信每一個孩子的潛能和獨特性,經由樂高積木和兒童程式課程,動手玩積木、動腦想邏輯,做中學,玩出屬於孩子自己的自信心和創造力,挑戰未來無限的可能!連絡我 或大拇指積木創作教室,同時我也在找尋志同道合的工伙作伴。

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