和教室老師錄製兩個出色的影片，說明程式課及樂高課的特色，孩子樂在學習是我們看的到的，小班教學讓老師可以看到"每一位"學生的學習情況，適時的給予幫助和挑戰，讓學生可以在課程中得到有效的進展。
學生的成長及在課堂中解決困難時所展現的笑容，是我們最大的成就!
學生的成長及在課堂中解決困難時所展現的笑容，是我們最大的成就!
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 樂高EV3從2013年上世後，目前是第4個年頭，大拇指教室每週題目創新不重覆，週週挑戰有趣好玩且富有教學意義的題目，四年至今累積了超過150個實施過好的教案，EV3機器人可以說是大拇指最有特色的樂高課程之一。老師用心於教案設計及改良，課程實施中強調「動手做、動腦想」的精神，讓孩子在最好的學習環境中一步一步的穩定學習，孩子累積出來真正的能力，挑戰更上一層解決真實問題的能力。 教室設計的課程，希望透過一次次有趣有挑戰性的主題讓孩子從樂高機器人的活動中部步建立庭教育中和期望的跨領域解決問題真實的能力曾經在高雄氣爆那一年設計了一個教案管道救災機器人，挑戰在困難的情境中救災，前陣子也看到其它單位學習我們設計教案和器材，也讓學生來體會科技救災的重要性，我們感到很開心，我們的創新教案可以讓他人學習進而實行，讓更多的學生受益，實在是件很不錯的事，覺得做的真好!
 謝謝親子之味優質網站專訪教室, 希望透過文章, 傳達自己在大拇指教學的理念給在孩子教養用心的家長. 歡迎大家也到親子之味看更多好文章. http://tasteofparenthood.net 採訪前言編按： 玩樂高也要去上課？有專門在教人「玩積木」的課程？第一次聽到這種類型的教學教室，相信很多父母心裡也升起相似的疑問，看似簡單、在家就可進行的「遊戲」，也需要專業指導嗎？大拇指積木創作教室正是一間專門教授樂高積木創作，以及兒童程式設計的教室。它成立的教學理念，是希望結合「動手」與「動腦」，從拆解與組合當中，訓練孩子邏輯思考與創造力，可以說是從「玩」當中進行科學教育，培養下一代創新人才。
親子之味有幸採訪到大拇指教室的創辦人大頭老師，請他來跟我們聊聊這個領域的教學與創辦教室的歷程。
 高雄石化氣爆意外，造成嚴重人員傷亡和財產損失，再次看到新聞畫面，仍是心有餘悸。思考著如何可以在樂高機器人的課程中，設計出一套具有挑戰性課程，讓學生可以實際動手做，找出解決問題的方法。 水電材料行買一段6分的水管，水管上方幾個小口，模擬管線漏氣的地方，加上我們老師用3D印表機印出來架子，學生動手做出一台可以爬進管線的機器人，沿著管線一小段一小段的前進，再用感應器不斷的旋轉掃描管壁，用科技找到問題所在。  今年WRO是由俄羅斯主辦，國小, 國中, 高中, 大學都和太空任務有關，很有趣的一點是從地球表面到火星移民，國t小組負責讓搬運三段火箭，組合後升空，國中組負責要進入太空軌道處理太空隕石和垃圾，高中組就負責太空站的太陽能板，大學組就移民到火星了 :)
 樂高EV3改善了前一代NXT多台主機連線時的不便，以前使用NXT都要用藍芽的方式來建立兩台或更多主機間的連線，常常用無線藍芽後，沒多久就因為不穩定而停止，使人很困擾。EV3全新的菊鍵通訊方式，可以讓多台EV3使用USB訊號線，連線的方式如下圖:
 最近花了許多時間在開發給EV3使用的藍芽遙控程式，在NXT的PC端程式有一個Remote Control的工具，可以讓玩家在電腦前面，容易地的控制遠方的Mindstorms機器人，可以做成遙控車，或是坦克大戰，以前讓學生做這類活動時，大家都會玩的很開心! 可以在EV3的PC就沒有這個程式了，尋找網路上的資料，找到有人用Matlab來連接EV3，和看了EV3的原始碼，用熟悉的Python寫了一個Server版的，所以無論是PC的Browser或是iPad/iPhone都可以使用透過遙控面版來操控。基本的架構就如下圖所示，玩起來反應也還蠻快的，讓上課學生操作時，一定會是簡單又好玩的活動!   以前在外面上課時，大都讓孩子在地上進行活動時，無論是走線、踢球等活動都是在地上玩，有些教室的地上灰塵又超多的，覺得很不理想，擔心他們太開心反而吸入太多的灰塵。現在有自己的教室，在我們做了可讓WRO和FLL共用桌後，接著製作屬於孩子活動用的樂高機器人特製的場地地圖，這地圖絕對是專業Pro級的(有上網和國外的比較過，品質應該是前3名)，無論是未來走線，量測、讀色、投籃、相撲、打靶都可以派上用場，看到孩子在漂亮場地上學習，整個人心情也好很多!也希望孩子可以感受到老師的用心，認真學習。
 準備一週規劃，這週用兩天施工，和教室老師一起DIY做了2張比賽和訓練用桌子，尺寸就是以WRO的為主，當然也可以放FLL的場地。事前規劃時上網找資料就發現，無論是尺寸或做法都不是很好找，所以也很願意把我們嘗試的過程分享出來，對未來想要挑戰樂高比賽卻沒有場地的隊伍，可以會有些幫助! 帶大家先了解場地的規定:
 今天和教室老師一同去參觀今年WRO決賽的比賽，星期六教室有課，只好看星期天的國中組競賽決賽和足球賽。一進到會場就被國中組的Suprise Rule (驚奇規則)驚嚇到, 哇! 場地變形了！不應該是一個長方形的場地嗎? 這下場地變大了，看來又更難了，場地可以參考由台灣玉山機器人基金會提供的下圖。
 今天真是有趣的一天!我們帶了一群超級大的小孩一堂積木課，大拇指積木教室的老師們到網奕資訊使用最新樂高機器人EV3的對內部的研發人員做新型態的教育訓練，讓平時都在電腦前的工程師們，實際動手做出EV3的智慧車，小組成員可能來自不同職務組別，用小組合作的方式來競賽，挑戰各項經過設計的有趣活動目標! 讓這群大人們，可以感受到像小孩一樣動手摸到新奇玩具的樂趣!
研發人員通常都喜歡動手來，活動開始透過EV3軟硬體簡單介紹後，就讓各組進實際行開發，任務目標需要小組成員分工，不斷的動手做和測試及調整，有智慧型自走、用手遙控操作，讓樂高車型機器人可以為小組得到好成績，這樣的活動一定會讓研發人員激起克服困難的信念!
 幫EV3軟體寫了一個Python script，做了中文化的動作放在教室的網頁上，其實原因很簡單，學20年的電機控制，一直都是說感應器，偶爾會說感測器，就沒說是传感器，想到自己的學生如果以後都看传感器，我想和他們的距離就更遠了，而我的頭就更痛了。 還有一個最重要且基本的原因是，學生讀英文的速度真的太慢而且不夠精準，一個指令是英文的通常還okay，一排英文指令的時侯就大多用猜的了，猜久雖然也會對，可是畢竟學習程式的速度就慢了許多，課程中我會鼓勵用英文版的EV3軟體，同時用中文版的說明(F1)，讓學生可以用自己習慣的語言來挑戰更複雜的指令和邏輯。最終有能力學生必然會走向全英文且文字命令的方式，只是適合學生的學習路線才是我比較在意的。 大拇指教室的完整EV3軟體說明
 FLL今年主題Nature Fury已經出來了,機器人比賽的規則也因為去年特別出色的影響而有一些變化。先簡單介紹FLL競賽:
First LEGO League (FLL) 是一項以團隊合作為核心價值的競賽，完全是樂高官方舉辦，在超過60個國家且每年有超過2萬隊伍在世界各地參加這項競賽。每隊由3~10個選手及至少1名教練組隊，要求選手年齡範圍從9歲16歲，也就是國小四年級到高一。FLL是一個用樂高機器人系列以主要競賽器材，除了機器人組裝執行任務外，特別著重在「專題研究計畫」、「機器人程式與結構」和「團隊營運管理」等研究報告上，學習了解較複雜的問題，須蒐集專題資料，募集社會資源並向專家致意，比賽當天要向各評審簡報理念以及達成的任務，這些工作都需要團隊討論，每位隊員都要主動參與，分工合作，發揮創造力，達成團隊所設定的目標。透過和同好交流，結交朋友，藉此拓展學習國際視野。 先看這次FLL場地的地圖:  陀螺儀感應器(gyroscope, gyro) 是個神奇的科學玩意兒，在樂高機器人EV3上第一次成為樂高標準內建感應器，從小就喜歡科學新知的我，知道陀螺儀用在飛機導航上有很大的幫助，傳統的慣性陀螺儀是指機械式的陀螺儀，它可以幫助飛機在天空中仍然知道方向，對陀螺儀的細節就沒有太多的研究，長大後才有機會在進一步研究。陀螺儀目前也大量運用在手機、平板電腦和電玩運用方向，幾乎是現在最新鮮的感應器，許多新奇的產品和運用也都和Gyro有關。 為什麼飛機可以透過陀螺儀知道目前飛行的姿態呢? 它其實是透過小時打陀螺時的一個科學原理，稱做「定軸性」，這原理和高中課程會學到的角動量守恆有關。 定軸性 一個旋轉物體的旋轉軸所指的方向在不受外力影響時，是不會改變的。我們騎自行車其實也是利用了這個原理。輪子轉得越快越不容易倒，因為車軸有一股保持水準的力量。下面的影片，是一個常見的科學童玩，透過高速陀螺轉動，可以走在細繩上，這個活動在積木課上，我也曾經帶過，孩子都覺得很新奇，也都想要嘗試。 透過陀螺旋轉時維持同樣方向，就可以比較目前飛行方向和陀螺方向的差異，知道飛行方向的變化量。可是一個陀螺這麼大，為什麼EV3的感應器這麼小，這麼小如何放入一個陀螺? 這可以參考下面的影片，其實是透過微機電MEMS的運用，利用一個小小機構的持續振動和轉動時產生電壓的變化，就可以知道轉了多大的角度。 EV3的Gyro感應器，有兩種模式讀值，分別是角度和每秒角度的變化量，目前只有每秒角度的變化量是正確，角度的模式目前有相當大的誤差，在網路上和樂高公司的專家討論，應該是在裝上陀螺儀感應器時，要完全固定住，才能插上資料線，這樣應該可以把誤差減少到最低。 EV3 感應器和馬達介紹 樂高官方Gyro感應器PDF下載  在程式設計的課堂上，無論是Scratch或EV3/NXT，總是比較喜歡嘗試好讓讓學生用玩的方式來學習，可以讓學習的動機更強也更持續! 曾經帶過自己也很喜愛的介紹按鍵感應器(Touch Sensor)課中，讓學生用嘗試的方式來做出可以快速反應的遊戲，這篇文章用EV3程式來解釋為什麼最簡單的按鍵，學生會這麼的喜愛，這樣又趣又好玩的課程是如何設計。 文章最後有範例遊戲可以下載，有EV3的朋友可以下載來玩玩看!說不定可以幫你做出其它更有趣的遊戲。 基本1 學習最簡單發出聲音功能功能 - 讓學生先自己寫出程式，可以發出單音的方塊，做出來就像是下面的程式，只一個聲音的方塊，這點一定難不倒同學，如果你有EV3，可以和文章的步驟來完成 (點小圖可以看大圖)   ev3 icon 樂高機器人第三代的正式上市，以NI LabView為基礎的圖形化開發環境也更新的不少，圖形化的開發環境在NXT時稱做NXT-G，或許這一版的EV3軟體會稱作EV3-G :)，好的名字可以方便人們在分享作品或是找資料時侯，比較有個好的關鍵字可以在網路上被討論。當老師的我其實喜歡教授圖形化程式給學生，不像文字式的語言，讓學生減少使用鍵盤上的打字錯誤的困擾，更能專心在學習程式的邏輯和自己創意的展現!
最近把EV3教育版的所有零件認真的整理一次，發現這盒給的履帶還不少，應該可以做出很多克服地形或是不同的傳動方式，可是大輪子只有兩個。更重要的是沒有任何一個有豆(Stud)的積木，樂高要將機器人系列全部轉成studless，也就是用長桿(Beam)為主的系統。新的萬向輪, EV3的主機和感應器還沒有進來，要等樂高公司更新零件資料後，也會將它們排排站。  EV3零件 part list  EV3即將就要上市，到目前為主都是官方的影片較多，整理Youtube中比較有興趣的影片，希望可以大家激起創作出自己作品的想像空間! EV3 大象 - 最出色的就是長長象鼻子，可以伸長和勾起彩色的玩具木頭，可以步行的四足，走起路來真是有趣! EV3 Znap - 一隻可愛的小怪獸，像瓦力一樣的用三角形履帶前進，平常看起很蠻可愛的，不過張開口時，還很兇呢! 可以用另一台EV3主機來遙控 EV3 小男孩 - 用陀螺儀做出兩輪平衡，主機上也有臉部表情，手上的顏色感應器可以接收主人的命令 EV3 爬樓梯機器人 - 使用6個大輪子和履帶，持續移動重心讓EV3主機可以不斷上昇，不過看起來這台只能走這個樓梯(高度已固定) 步行獸 - 可愛的角和四足前進，遇到敵人時會張嘴趕快跑開 :) 空氣吉它 - 左手可以按靶位，右手可以彈，真酷! 我要做一把更大隻的來. EV3打地鼠 - 只有三隻老鼠可以打，可能不太好玩. 不過那個聲音真的比NXT好太多了 :)  BrickPi炮彈發射器 BrickPi讓熱門的Rasberry Pi可以控制樂高機器人(EV3 & NXT)，目前已經成功的在KickStarter網站募資，目前己經超過1700個人，接近13萬美金數字支援。很少有募資專案得到這麼多人的支持，真開心我也其中支持的一員。 BrickPi有下面的幾個特點: Rasberry Pi為主要控制電腦 - 基於完整的網路連線能力的Linux的作業系統，常見的是Python和Scratch做為程式和遊戲開發的介面，使用I2C介面和LEGO機器人週邊感應器和馬達溝通。 4個馬達(Motor)輸出 - 和EV3一樣具有同時控制四個輸出，最多同時控制四個樂高機器人馬達 5個感應器(Sensor)輸入 - 硬是比EV3多一個感應器輸入孔，讓BrickPi可以接收更多來自外部的資訊 9V輸入電源 - 加上兩個LED燈未來希望會有會有Brick Scratch語言可以讓孩子用Scratch來控制BrickPi。 配合Raspberry Pi Camera模組，就可做出具有電腦視覺(Computer Vision)的機器人，具有看著走路的能力，Rasberry Pi網路連線的特色，比較容易的把網路的訊息做處理，比如可以做一個報天氣的機器人，收到Facebook訊息或Twitter訊息會高興歡呼的樂高機器人，或著收到主人聲音命令傳給Google 比對後執行的機器人，這些都是大小孩可以做的weekend project. 收到來自KickStart的確認付款的信，也期待早日拿到自己的BrickPi，也可以設計出有趣的課程出來! :) Congratulations! Thanks to you and 1699 other backers, BrickPi: LEGO® Bricks with a Raspberry Pi Brain has been successfully funded. We will now charge your credit card.  大學時只要和電腦和系統有關的比較有興趣，仍記得學控制系統時侯,老師問同學，一個控制系統中最重要的是什麼?那時以為是頭腦(CPU)，老師卻說是感應器(Sensor)，因為感應器就像是人的眼睛，眼睛看不清，想要路走的好，就不容易了。 LEGO EV3的感應器，就是機器人的眼睛，用來讓機器人可以知道外面的狀況，這篇就逐一介紹EV3中的各類的感應器，包括以下:
 3YUN5XSJUFF3  LEGO Mindstorms EV3 是樂高公司Mindstorms系列的第三代機器人。這一機器人套件是由麻省理工學院，美國麻省理工學院(MIT)與LEGO合作開發。採用各類感應器和電動馬達，或測量溫度和物品距離感測器作為一種科學實驗。最先一代是LEGO Mindstorms RCX，在1998年發表，核心是一台8位元H8微電腦。LEGO Mindstorms NXT，2006年發表，核心是ARM7的32位CPU功能。可用ROBOLAB，及基於美國國家儀器NI LabVIEW開發而來的NXT-G圖形化開發軟體，撰寫機器人程式。 LEGO MINDSTORMS EV3日前在2013年初發表，更強的ARM9 處理器，多一個輸出端口，新增的Micro SD卡插槽，USB硬體介面，自動識別功能(Auto-ID)。
樂高EV3分為教育版#45544和家庭版#31313,教育版中的重要的零件列表
下面是EV3 #45544 產品上蓋零件表,, PDF可以這兒下載(20130719更新)  EV3 零件表 part list #45544 EV3有新的萬向輪#4610380,可以提供全方位滾動,快速建構時可以讓結構更簡單。  ev3 omni ball wheel 萬向輪 用樂高EV3的教育版基本包 #45544 可以組出下面的幾組造型,當然也可以用您的想像做出不只如此! 加上了EV3機器人擴充包#45560, 可以組出下面的更多模型     EV3機器人擴充包#45560,產品上蓋完整零件表, 這兒下載PDF.(20130719更新)  EV3機器人擴充包#45560 零件表 part list  從年初FLL樂高競賽帶一群資優班高中年級生得獎，感受到學生需要更好且有效的方式學習。目前也在台北信義區博愛國小資優班帶樂高機器人的課程，對這群聰明的學生，嘗試一些不同的STEM教法，想了解不同的教學情境，可以帶起的不同的學習效果。 在一個”比誰按的快”課程中，目的是讓學生可以正確了解如何偵測開關的動作，樂高圖形程式中的NXT-G簡單偵測方塊的反應比較慢，如果用來計數，常常都會有漏掉動作的情形，使得數字少算。正確的做法是邊緣偵測(edge detection)，就是把按下和放開的兩個動作分別做對，就不會遺漏了來自觸碰感應器的動作，計數才會正確。 用引導的教學方式請學生自己找一個喜歡的樂高機器人的感應器，用自己的方式去寫出圖形化(NXT-G)的程式，因為大家選擇的感應器種類都不同，有人是觸碰感應器，有人是光感應器，有人是超音波感應器，另外有人是聲音感應器，沒有人可以直接用別人的程式，每一個人都要自行嘗試做出來。 過了一小段時間後，有同學先做出來，請他先按給我看，這位同學用了簡單的方法，不過我並不打算告訴他如何改，先請他去指導還在努力敲腦袋的同學，透過分享自己了解的，會讓學習效果更好。當大家都做出來最基本計數的功能後，我請他們做出10秒計數停止，並讓大家可以比賽看誰做的感應器計數最快。 有位同學在迴圈中放了時間等待(Wait)，減少誤判，不過在”比誰按的快”的情境下，自然就不會贏，後來也有同學發現基本偵測方塊的誤判，這些都讓他們少算了很多下，想贏就要拿出方法來改對程式。發現在具有競賽(競爭)情境下，大家學習的動力就自然提高。 我拿出小時侯投5元打電動的精神和這群學生一對一比賽比誰按的快，每次我只要想比他們贏一點，讓學生想要贏過我，後來就演變出按愈多，聲音愈高的版本，最後有一個學生做出可以兩人同時競賽的版本。在兩人同時競賽的情形下，兩位同學的成績也遠高過我(127次 vs 106次)。 在學習課程活動設計中，教師會想如何讓課程更好玩，單人如何玩，2人或更多人如何玩，如何相互協助，如何彼此競賽，如何延申生活經驗。從過程來說，學生學習的過程很開心，最後是大家都有做出來，也沒有一個人和別人相同，會想擴展自己的作品，變的更有趣，也得到屬於自己完全動手做的收穫!同時建立自信心! |
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