 2014/2/22星期六帶著10位小朋友去高雄科工館參賽FLL2014 Nature's Fury蒼穹之慍，經過超過二個月的時間，每個週末都要來教室做競賽不同的準備，終於來到驗收的階段，說真的自己還是替孩子很緊張，還是希望他們可以表現正常，全力發揮。 FLL樂高競賽是重視團隊合作，科學專題研究和機器人任務三個領域並重。這次和孩子一起做了更多的嘗試，專題的方式讓他們知道中小學研究科展的方式和常見的報告研讀，帶著看幾篇國外的論文，希望他們可以感受到英文閱讀能力的重要性，這次也帶他們去台大參訪教授，希望小朋友可以感受到大學自由研究精神，從長者身上感受到對小學生的期許和愛心，也讓每一個孩子做自己的防災計劃，培養自身安全和防災減災的意識。
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 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。
 Scratch是一個有趣的學習程式的入門環境，今年暑假有開了4梯的Scratch課程，國小到國中的學生反應都很好，大家邊學邊玩的很開心，相信也有引導出這些學生的興趣，讓他們更了解電腦中的資訊世界是如何運作。 自己小孩就小看我在電腦前忙碌，小學5年級的他就發現Scratch中的遊戲很好玩很有趣，試著引導他用自學的方式訂出學習Scratch目標和計畫，逐步的學習圖形化的遊戲程式設計，多數的時間都是他自己看著網路上的範例學習再修改，當然遇到問題的時侯，我還是給予協助，過程中，我在心中其實想教的不只是Scratch，更是希望他知道如何去學習一件新事物的方法，在小五的時侯做出了幾個Scrach作品，請他主動寄出去給學校的電腦老師看，希望未來有相關競賽的時侯可以讓他有機會去試試看!
 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:  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!
 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.  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  喜歡玩樂高的大朋友，覺得給孩子買好玩樂高的盒子，讓小孩可以獨自玩就很好了，這樣組裝活動型態是不錯，但可能過於靜態，可以少了啟發、討論、分享、和參與的過程! 樂高課程在一般夏令營或安親班，常是同學一人一盒數量不多的固定零件，給組裝說明，或曾組裝過的照片，讓學生按照圖片看圖自己動手組裝，組裝後開始玩，時間快到的時侯，就讓學生拆解且收好，對孩子來說很好玩，家長自然覺得也是不錯課餘活動!讓孩子用組裝說明的方式，的確可以做出不同的作品，看起來課程也豐富，然而孩子在這樣的過程，除了按圖動手做，學習到什麼呢? 孩子的時間是寶貴，成長的過程也只有一次，常需要家長接送，家長的時間成本要列入考量，如真要選擇樂高課程，是否有更好的選擇? 在帶領很多樂高積木課後，我們發現一件事，就是相信孩子的能力，不要給他們太多的指令，或過於完整的組裝說明書，這樣會框限小孩的想像力，在我們的課程中，給孩子充足的樂高零件，用影片帶起小孩的興趣，老師用口語的方式帶領組裝過程，過程中持續鼓勵孩子領先老師目前的步驟，用自己的方法嘗試下一步，不斷地正確猜出老師想做的步驟，孩子感覺有自信，而且他很有機會可以發展出自己獨一無二的作品。 以樂高基礎機械常見的車用雨刷為例，下面是教學教案中所設定的成品，先帶領一隻雨刷，再讓學生自己做第2隻或是第3隻。如果不讓學生看到組裝說明的最後一頁完成圖，他們就會想像出自己的雨刷，他們愛做的不一定是老師課程中帶的雨刷，就發展出自己特色作品，有人可以做成步行獸，有人做工程車可以拆房子，再有人可以做成鐘擺，大家做的都不一樣，同樣地是都很出色! (可以看上面的影片說明) 單獨看樂高車用雨刷的教學方案，及積木的組裝說明，不同教室其實看不出來太大的差別，在大拇指教室，我們比較強調的是用手做，用眼觀察活動並記錄，體會其中科學原理，鼓勵孩子用作品和同學互動! 孩子作品本身就會傳達訊息，看照片和影片的記錄，可以反推回去孩子學習的成果。有經驗的老師可以帶出孩子的興趣，讓孩子發展出屬於自己獨一無二的能力和創造力! 在這裡，我們看到的不只是樂高積木所做出來的彩色作品，而是孩子在樂高課程中所發展出的能力! 孩子的能力才是未來的以運用自如的競爭力!
 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! |
大頭老師
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