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兒童程式SCRATCH結合開源硬體ARDUINO的創客教育

 兒童程式SCRATCH結合開源硬體ARDUINO的創客教育

圖形化兒童程式SCRATCH和開源硬體ARDUINO結合後會產生甚麼樣的火花呢?
讓我們來看看邱文盛老師,在國小如何實施兒童程式的創造力教育!

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邱文盛

April 21, 2016
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Transcript

  1. SCRATCHの進擊 最牛‧無痛‧創造力教育 最軟的硬體學習,培養最硬的創藝功力 --- 稻香國小 邱文盛老師102.10.06 1

  2. 當S4A碰上開放式硬體 當世界的設計大王 噗浪客分享 國教院均優論壇 自由軟體年會分享 邱文盛老師102.12.14 2

  3. 邱文盛 稻香國小事務組長兼網管 花蓮縣資訊輔導團秘書 S4A社群成員、資訊融入教學與行政E化應用社群社長 Line-0912519373 手機-0912519373 電郵-home8511829@yahoo.com.tw 通訊錄 Facebook Youtube

    邱文盛老師102.10.06 3
  4. 背 景 曾有電子及程式設計背景的我 一通電話讓人離奇轉戰教育界 工作是從上山下海到風平浪靜 心裡卻從熱血沸騰到充滿懷疑 直到有一天… 邱文盛老師102.10.06 4

  5. 因。緣。際。會 國語數學數學國語,只要成績學生窒息 一張嘴巴一隻粉筆,時代進步教師不理 喘不過氣想要隱形,危機轉機就是時機 一部影片校長鼓勵,從此解脫大玩創意 邱文盛老師102.10.06 5

  6. 大頭症的七大領域 vs OECD四大能力 6 說 帖

  7. 台灣教育男生不利 vs 多元智慧關鍵學習 7

  8. 成績重要文憑學歷 vs 學有專精多元創意 8

  9. 古典美學填鴨教育 vs 科技教育創新學習 9

  10. 九年一貫 →十二年國教 →…再來呢? 10 老師如果不想動,政策再好都失敗 老師如果動起來,甚麼政策都成功

  11. 向上提升亮點契機 基本能力有口皆碑 11

  12. 觀念清楚、勇敢投入 才是成功契機 12

  13. Scratch是什麼? MIT、軟體產業的最偉大變革 圖形化、中文化、積木堆疊的程式設計 從5歲到95歲都能用的程式設計 13

  14. LegoWedo 是什麼? 樂高積木教育系列 有兩個感測器(距離、傾斜)、一個馬達 做為連接到真實物理世界的橋樑 有點貴,不利教育推廣 14

  15. MakeyMakey是什麼? MIT的發明,Arduino的姊妹品 可導電的東西都能化為電腦訊號輸入 最大賣點,將電腦輸入趣味化 可惜只有輸入沒有輸出 15

  16. Arduino是什麼? 可以將真實世界的訊號作為輸入 透過自行設定的程式 轉換成各種輸出的神秘白盒子 業界各種感測器及元件都能使用 16

  17. 自造者運動的教育重點 Be a Maker 自造者的多元智慧多感官學習 翻轉教育與自主學習的精隨 O.E.C.D.四大能力與創造力 邏輯、閱讀、科學、解決問題 17

  18. 邱文盛老師102.10.06 18 成。果。展。出 校內成果展

  19. 邱文盛老師102.10.06 19 成。果。展。出 上課報導

  20. 邱文盛老師102.10.06 20 成。果。展。出 101.12聖誕節校內成果展

  21. 邱文盛老師102.10.06 21 成。果。展。出 101研習巧遇教育部長官視察

  22. 邱文盛老師102.10.06 22 成。果。展。出 102.03東區觀摩賽 國小組第二名-刀劍笑 國小組佳作-水果會說話 教師組第二名 學習跳舞機

  23. 邱文盛老師102.10.06 23 成。果。展。出 102.05花蓮縣SCRATCH競賽 動畫組國小組銀獎-參觀慶修院 遊戲組國小組銅牌-打獵遊戲 遊戲組國小組銅牌-花蓮人恨死小黑蚊(圖片版權問題放棄) 教材組教師組銀獎-省力大作戰

  24. 邱文盛老師102.10.06 24 成。果。展。出 102.05華山藝文特區MakerFair

  25. 邱文盛老師102.10.06 25 成。果。展。出 102.05花蓮縣議員蒞校參訪

  26. 邱文盛老師102.10.06 26 成。果。展。出 102.06.25花蓮縣校長會議展出

  27. 邱文盛老師102.10.06 27 成。果。展。出 102.07花蓮縣觀摩賽 吳祐宇-國小組第一名-六指琴魔 教師組第二名-亂彈阿邱-瘋狂電吉他

  28. 邱文盛老師102.10.06 28 成。果。展。出 103.03.30花蓮縣觀摩賽 國小組第二名-運動我最愛 教師組佳作-互動無線藍芽遙控車 國中組第一名-向藝術家致敬 國中組佳作-魔笛

  29. 邱文盛老師105.03.16 29 成。果。展。出 103.07 花蓮縣創客觀摩賽 國中組第二名-三隻小豬 國中組佳作-瓢蟲時鐘

  30. 邱文盛老師105.03.16 30 成。果。展。出 104.04 花蓮縣創客觀摩賽 教師組佳作-直進或反射 國中組銅獎-視訊開合跳 國小組佳作-多功能藝術檯燈

  31. 邱文盛老師105.03.16 31 推 。 廣 。 研 。 習 105.05.28-29

    Makefaire 105.05 花蓮縣創客教育校長體驗班(第三梯次) 105.05 花蓮縣創客教育校長體驗班(第二梯次) 105.05 花蓮縣創客教育校長體驗班(第一梯次) 105.03.09 花蓮縣3D列印師訓班 105.02.24 花蓮縣SCRATCH2.0師訓班(北區第一場) 105.01.27 嘉義縣自走車研習(S4A、mBlock) 105.01.22 瑞穗國中Arduino研習 105.01.13(~持續進行) 西林國小創客班(每月一次) 104.12.09 新竹市政府創客教育研習 104.11.04/11.25 長橋國小教師資訊素養研習
  32. 邱文盛老師105.03.16 32 推 。 廣 。 研 。 習 104.07.27-08.07花蓮縣創客、自由軟體、雲端教學行政研習(7天)

    104.07.20/08.10台南縣Picoboard教師研習 104.07.15-17板橋區國中小S4A研習講師 104.07.07-9教育噗浪客年會瀑流課程S4A教學分享 104.07.07台中Arduino研習講師 104.07.06南投漳和國小Arduino研習 104.07.2-4花蓮縣壽豐國中Arduino夏令營 104.05.31Makefaire作品展出 104.05.30台北科學日S4A教學體驗 104.05.19板橋區資訊組長S4A研習講師 104.05.16台東教師S4A藍芽遙控車研習講師 104.05.01-03國教院均優論壇S4A教學分享 104.03.24花蓮.PY社群國中小S4A教學應用分享 104.03.21宜蘭縣SCRATCH競賽評審 104.03(~持續進行中)花蓮縣西林國小Arduino&S4A教師研習(進行中) 104.03-06花蓮縣國風國中Arduino社團講師(一學年) 104.02.03-04南投縣教師Arduino研習講師
  33. 邱文盛老師102.10.06 33 推 。 廣 。 研 。 習 103.12.16-17花蓮縣藝文深耕、資訊競賽頒獎典禮Arduino作品展出推廣

    103.12.14花蓮縣教師Arduino應用進階班自製感測器教學分享 103.10.25自由軟體年會國小Arduino與SCRATCH教學分享 103.09.03花蓮縣資訊輔導團Arduino研習分享 103.09~(目前仍上課中)花蓮縣國風國中S4A電腦程式設計社團講師 103.08.20-21花蓮縣長橋國小Arduino訓練班講師 103.07.19花蓮縣Arduino資訊應用競賽參賽 103.07.02-03花蓮縣Arduino夏令營講師 103.06.08台北市CAVE教育中心PicoBoard&Scratch教學內部訓練講師 103.06.07花蓮縣Arduino進階班研習講師 103.05.24-25台灣區Makerfaire參展 103.04.30台東關山工商Arduino專題研習講師 103.04.25、29均優學習論壇Arduino在國小教學的推動分享 103.04.03宜蘭縣Arduino競賽評審 103.03.30花蓮縣Arduino資訊應用競賽參賽 103.02~(目前仍上課中)稻香國小長育基金會自造者運動班課程講師 103.02 長育基金會S4A+Arduino寒令營講師 103.02復興國小Arduino寒令營講師
  34. 創意發明 一點都不難 邱文盛老師102.10.06 34

  35. Scratch是什麼? MIT、軟體產業的最偉大變革 圖形化、中文化、積木堆疊的程式設計 從5歲到95歲都能用的程式設計 邱文盛老師102.10.06 35

  36. SCRATCH官網 • http://scratch.mit.edu/ 邱文盛老師102.10.06 36

  37. SCRATCH 基礎與應用 • MIT發展,圖形化中文介面,簡單易學無門 檻,適合用來做遊戲、動畫、電子書、設 計互動藝術或自動控制裝置 • 角色的造型與聲音 • 程式與指令、執行與結束

    • 多工程式特性,適合做為人工智慧 • 可接外部裝置擴大輸出入控制,Lego Wedo、 PicBoard、LaunchPad、Arduino、Kinect… 邱文盛老師102.10.06 37
  38. SCRATCH 2.0 • 特色 – 有網頁版可線上使用無需安裝 • 新增功能 – 新增系統時間讀取積木

    – 新增視訊控制積木(+網路攝影機可玩體感) – 新增自製積木(類是副程式) • 硬體改採外掛 – Lego Wedo – Picoboard 邱文盛老師104.01.06 38
  39. SCRATCH 入門實作 寫程式學習 請跳轉講義 邱文盛老師102.10.06 39 1.大魚吃小魚 2.打地鼠遊戲

  40. SCRATCH 入門實作 作品範例:動畫組-參觀慶修院 • 花蓮縣吉安鄉『慶修院』,創建於西元 1917年,前身是『吉野布教所』,是當時 移民花蓮的日人最主要信仰中心,主要信 奉的不動明王為主,並循日本四國著名的 空海大師遺規,行遍日本四國88所寺廟, 請回88尊石佛,並刻出一座據傳可以治病

    的『光明真言百萬遍』石碑。 • 為了無法來慶修院參觀的人,做了參觀的 解說。 • 操作方式:用左右按鍵移動小貓的參觀位 置,使用數字鍵1、2、3、4、5、6、7來 看解說。 • 每一張照片都是自己拍回來的,說明是網 路上查詢參考修改的。 邱文盛老師102.10.06 40
  41. SCRATCH 入門實作 作品範例:教材組-省力大作戰 本教材有三階段: 1. 在引起動機後播放提問動畫,讓學生在 操作中知道要觀察的重點。 2. 利用動畫解說引入新知識的學習,知道 什麼是支點、抗力點、施力點,進而知

    道施力臂與抗力臂的關係,最後發現施 力臂長可以省力。 3. 最後一個小遊戲是分類遊戲,讓學生分 辨日常生活中的常用工具與精熟練習。 使用方式: • 按綠旗開始提問→按A進入解說畫面→按 B開始遊戲,或再玩一次。 邱文盛老師102.10.06 41
  42. SCRATCH 入門實作 作品範例:遊戲組-花蓮恨死小黑蚊 作品說明: • 小黑蚊是花蓮的名產,他是一種會吸血的昆蟲,體積很小,被叮到後 會紅腫,常常把我們叮得手腳都是包包,花蓮的人都很討厭他。 • 對付小黑蚊目前除了清除青苔、噴灑消毒水外,並沒有比較有效的辦 法,連防蚊液都沒有效,聽說麻油還有一點效,可是油油的很噁心。

    • 因為討厭小黑蚊,所以想要消滅牠,所以做了這個遊戲。 遊戲說明: • 畫面一開始有說明畫面,如果按M會再跑出按鍵說明畫面,按空白鍵 開始遊戲。 • 小黑蚊會到處亂飛,碰到肚子如果超過2-4秒會叮咬,被叮後就會腫 起來,同時會計算被叮咬的次數,蚊子會不定時嗡嗡嗡。 • 消滅蚊子的方法是移動滑鼠,點滑鼠左鍵用手去拍,被拍到的蚊子會 死亡,而且會加分,拍時會有聲音,背景也會有我的聲音。 • 在麥克風前面拍手也可以,對身體健康很好的拍手運動。 • 按A可以有三次的大絕招,前兩次是用除青苔和灑消毒水消滅小黑蚊, 第三次是蚊子聞到麻油會閃避,第四次以後就無效了,再按幾次都一 樣。 • 打死了一些蚊子後,背景地上會有屍體越來越多,也會有稱讚的聲音。 • 如果打死超過50隻小黑蚊就會勝利,出現恭喜畫面和掌聲鼓勵。 • 如果在完成任務之前被叮超過30次,就會任務失敗。 • 按空白鍵可以再玩一次。 邱文盛老師102.10.06 42
  43. Scratch の 進擊 PicoBoard之章 邱文盛老師102.10.06 43

  44. Scratchの進擊 -PicoBoard之章  光線偵測*1  聲音偵測*1  滑桿阻值偵測*1  按鈕偵測*1

     導電性偵測*4-外接 WHAT? -提供輸入的微電腦控制板 邱文盛老師102.10.06 44
  45. Scratchの進擊 -PicoBoard之章 WHO?  想由虛擬世界→進入真實生活  想滑鼠鍵盤輸入→感測器輸入  想增進生活樂趣、創造與發明 →作一個自造者

     想做為學習Arduino的初階  想顛覆傳統多元學習的老師 邱文盛老師102.10.06 45
  46. Scratchの進擊 -PicoBoard之章 Where? http://www.picocricket.com/ How much?  $550台幣-MOTODUINO 慧手科技(台灣改版 為EDUBOARD)

     $750台幣CVAEDV機器 人王國(搭配教材販 售) 邱文盛老師102.10.06 46
  47. Scratchの進擊 -PicoBoard之章 HOW?(1)  Windows7、EZGO免驅動直 接可用  XP提供驅動程式安裝  使用圖形化、積木堆疊、

    支援中文之Scratch來寫 程式,門檻超低 邱文盛老師102.10.06 47
  48. Scratchの進擊 -PicoBoard之章 HOW?(2)  安裝SCRATCH  插上USB連接線與Picoboard  待線上驅動完成後檢視使用裝置管理員中連接埠號 

    啟動SCRATCH  在偵測分類積木中,點選偵測器或偵測值積木,使用右鍵, 選擇“顯示ScratchBoard監視器”  在ScratchBoard監視器中,使用右鍵,選擇“序列埠或 USB埠”,並選擇連接埠號COM?即可  如果看見跳動的數字就大功告成  各感測器除按鈕顯示為True或False外,餘皆為0-100的值 邱文盛老師102.10.06 48
  49. Scratchの進擊 -PicoBoard之章 應用範例1:光線感應=場景偵測變換 邱文盛老師102.10.06 49

  50. Scratchの進擊 -PicoBoard之章 應用範例2:聲音感應=音量偵測器 邱文盛老師102.10.06 50

  51. Scratchの進擊 -PicoBoard之章 應用範例3:搖桿+按鈕=射擊遊戲(1/2) 邱文盛老師102.10.06 51

  52. Scratchの進擊 -PicoBoard之章 應用範例3:搖桿+按鈕=射擊遊戲(2/2) 邱文盛老師102.10.06 52

  53. Scratchの進擊 -PicoBoard之章 應用範例4:電阻感測或導電性測試 開關用法:刀劍笑 範圍用法:水果會說話 無段用法:衛生紙、鉛筆樂器 邱文盛老師102.10.06 53

  54. Scratchの進擊 -PicoBoard之章 應用心法 1.感測器雖然不多,但是每一個感測器都可以有 不同的新用法,可以和學生討論,可使用心智 圖、雙向細目表、曼陀羅法…等發揮創意 2.程式的寫作方式,決定感測器的用法 3.常用方式:開關、大於小於哨兵值、範圍、無 段式、多條件混和 4.多看、多聽、多觀察、多實驗、多跨界,是發

    揮創意的不二法門 邱文盛老師102.10.06 54
  55. Scratch の 進擊 LegoWedo之章 邱文盛老師102.10.06 55

  56. Scratchの進擊 -Lego WeDo之章 樂高積木教育系列  價格昂貴,但品質很棒  製作創意原型時成型最快,但少了 MakerDIY的樂趣 

    有距離、傾斜感應器及馬達,免驅動, Scratch直接可用  網路上有12個組裝課程,程式自己來  缺點:Scratch一次只能控制兩個元件 邱文盛老師102.10.06 56
  57. Scratchの進擊 -Lego WeDo 之章 邱文盛老師102.10.06 57 感測器元件使用 馬達 可正轉、逆轉、啟動、停止 並可控制出力大小

    距離感測器 感應的距離可以顯示0-100的數值 傾斜感應器 依照傾斜的方向可以顯示0-4的數值
  58. Scratchの進擊 -Lego WeDo 之章 邱文盛老師102.10.06 58 範例:距離感測器控制當空氣喇叭控制馬達風扇

  59. Scratchの進擊 -Lego WeDo 之章 邱文盛老師102.10.06 59 範例:咬人鱷魚

  60. Scratchの進擊 -Lego WeDo 之章 邱文盛老師102.10.06 60 範例:進階版(手勢控制)起重機/簡易版(按鍵控制)

  61. Scratchの進擊 -Lego WeDo 之章 邱文盛老師102.10.06 61 範例:傾斜感測器當搖桿使用控制馬達風扇

  62. Scratch の 進擊 MakeyMakey之章 邱文盛老師102.10.06 62

  63. MakeyMakey是什麼? 可以將會導電的物品 做為取代鍵盤滑鼠輸入的轉換板 也能結合自行設定的程式 做各種趣味運用 邱文盛老師102.10.06 63

  64. MakeyMakeye官方網站 http://makeymakey.com/ 邱文盛老師102.10.06 64

  65. MakeyMakeye山寨版網站 http://kulezhai.com/ 邱文盛老師102.10.06 65

  66. MakeyMakey如何使用? 1. 安裝驅動程式DriverInstall(一次就行) 2. 執行設定程式Crazyer 3. 外接可導電物品(可跳過) 4. 使用Crazyer設定按鍵及靈敏度 5.

    直接使用做為鍵鼠或是程式設計 邱文盛老師102.10.06 66
  67. MakeyMakey範例實作 水果音樂 邱文盛老師102.10.06 67

  68. Scratch の 進擊 Arduino之章 邱文盛老師102.10.06 68

  69. Arduino是什麼? 可以將真實世界的訊號作為輸入 透過自行設定的程式 轉換成各種輸出的神秘白盒子 邱文盛老師102.10.06 69

  70. Arduino官網 • http://www.arduino.cc/ 邱文盛老師102.10.06 70

  71. Arduino白盒子解密 • 眾多微控制器開發板其中一種 • 開放式硬體,眾多版本→ • 14個數位輸出入(D0-D13),可以輸出入0V或 是5V(沒電或有電),其中6個可做PWM脈寬 控制(將5V做0-1023階變化) •

    6個類比輸入(A0-A5),可輸入0~5V範圍電壓 • 透過IDE編輯上傳程式後,可外接電源與電 腦離線獨立作業 邱文盛老師102.10.06 71
  72. Arduino怎麼玩 • 組合運用各種設計好的模組 – 各種擴充板→電子積木概念 – 輸入感測器及輸出元件參考→德源、微控科技 • (高階)依靈感創意→Google找基本電路,買電 子零件,DIY並除錯,實現創意

    • 自行學習: – 各種教學網站、MAKE有許多點子、創意類網站 – Youtube影片、TED – 購物網站、代理商、露天、藝科、德源、翰尼斯、 飆機器人… 邱文盛老師102.10.06 72
  73. Arduino能發展嗎 • 基本電子電路的學習 – 國小中高年級已學過迴路基本概念與正負極概念 – 只需加強數位與類比、大電(市電)與小電(訊號) 要隔離 – 利用感測器的回饋訊號,透過程式控制,轉化為

    真實世界的控制 • 多元智慧的訓練與利用 • 重點放在創造力,很好發揮了 邱文盛老師102.10.06 73
  74. Arduino發展的最愛-S4A • 未具程式語言基礎者很難使用C語言創作 • S4A(Scratch for Arduino)配合Arduino的版本 – 圖形化的堆疊程式,無須程式語言基礎 –

    中文化的介面,無使用上的困難 – SCRATCH2.0出現後,目前一直未能改版… • 受限於S4A(1.4~1.6)程式,僅能使用以下範圍 – 3-4個數位輸出(D10/D11/D13,0或5V) – 3個PWM輸出(D5/D6/D9,脈寬控制0-253階) – 2個數位輸入(D2/D3,輸入0或5V) – 6個類比輸入(A0-A5,輸入0~5V範圍內電壓) – 2個連續旋轉馬達、1-2個伺服機馬達 邱文盛老師102.10.06 74
  75. S4A官網(Scratch for Arduino) • http://seaside.citilab.eu/ 邱文盛老師102.10.06 75

  76. 開始來玩Arduino-01安裝與準備 • 下載解壓縮Arduino的IDE寫作編譯程式(免安裝, 內含驅動程式) • 將Arduino的啟動捷徑置放於桌面(非必要) • USB插上Arduino主機板並指定驅動程式所在位 置,讓電腦驅動Arduino控制板檢查使用的 COM

    PORT:電腦→右鍵→管理 • 下載並安裝S4A的主程式下載解壓縮S4A的 Arduino韌體程式(免安裝) • 以上動作僅需執行一次 邱文盛老師102.10.06 76
  77. 開始來玩Arduino-02開始使用 • USB插上Arduino主機板 • 如果板子上的韌體已經被洗掉: – 檢查Arduino使用的COM PORT – 執行Arduino主程式

    – 檢查COM PORT與板子型號是否正確 – 載入S4A的Arduino韌體(S4AFirmware14)後上傳 (如果傳輸錯誤請檢查上一步並確認S4A未開啟) • 執行S4A主程式即可(如果幾秒鐘後看見A0- A5跳動的數字就OK了) 邱文盛老師102.10.06 77
  78. 開始來玩Arduino-03第一個程式 • 為12年國教點亮一盞 光明燈 • 雙擊以下兩個積木看 看你的LED是否會亮 暗 • 改成一個燈光閃爍

    的程式 • 加入迴圈包覆讓程 式重複執行 • 可以改變等待時間 試試 邱文盛老師102.10.06 78
  79. 開始來玩Arduino-04第一個電路 • 將LED長腳(+極)插入 D13,短腳(-極)插入 GND接地 • 你的LED亮了嗎? • 輸出端能輸出電壓, 讓指定腳位的LED亮

    燈 • 數位訊號說明 邱文盛老師102.10.06 79
  80. 開始來玩Arduino-中間休息插花 • 認識單心電線、多心電線、斜口箝 • 使用斜口鉗製作單心線10公分12條 • 認識麵包板、認識電阻、介紹電子APP 上下橫排相通,通常接電源與接地 中間直排相通 中間溝槽不通

    電阻大小看色碼,通常做 為限制電流避免元件燒毀 邱文盛老師102.10.06 80
  81. 開始來玩Arduino-04第一個電路 • 改接電路在麵包 板上 • 限流電阻說明 • 轉至其他腳位實 驗D10/D11也行 嗎?

    • 程式要跟著修改 邱文盛老師102.10.06 81
  82. 開始來玩Arduino-05模擬紅綠燈運作 • 將三色LED串上電 阻後,一端分別 接於D10/D11/D13 腳位,另一端則 共同接地GND • 請依時序控制你 的紅綠燈

    邱文盛老師102.10.06 82
  83. 開始來玩Arduino-06漸明漸亮呼吸燈 • 將剛才紅綠燈的電路改接 到D5/D6/D9腳位,另一端 則維持共同接地GND • 使用積木選擇腳位 (D5/D6/D9)與輸出值的大小 (0-255) •

    你的LED有沒有不同的亮度? • 認識類比訊號與數位訊號 的不同 • 認識PWM脈波寬度調變 • 製作你的創意霓虹燈(類比 數位共可用6腳) 邱文盛老師102.10.06 83
  84. 開始來玩Arduino-07水果音樂 • 認識A0-A5輸入端的變化運用 • 絕緣的塑膠袋放在水果下方 • A0-A5單心線直接連接水果 • 手握住由GND接出來的導線或 赤腳踩地

    • 錄製聲音與搜尋圖片製作角色 • 參考水果音樂程式範例編寫自 己的程式 • 另一隻手碰觸水果試試,觀察 輸入的變化 • 輸入端的干擾問題 • 試試瓦楞板桌墊 邱文盛老師102.10.06 84
  85. 開始來玩Arduino-中間插花 • 認識杜邦線與杜邦頭 • 認識感測器電子積木輸 出接腳 • 製作3P、4P、6P感測器 模組用杜邦排線 •

    製作鱷魚夾連接電線(示 範) • 製作9V電池連接線(示範) • 焊接示範與注意事項 邱文盛老師102.10.06 85
  86. 開始來玩Arduino-08感測器與元件 • 認識各類數位、類比感 測器、與其他元件的採 購,參考Pchome露天拍 賣(微控科技、Buyic…) • 類比感測器試用:光線 感測器 •

    數位感測器試用:紅外 線感測器 • 控制元件的使用:繼電 器模組(詳述) • 注意:大電小電迴路要 用繼電器分開否則燒毀 機板 邱文盛老師102.10.06 86
  87. 開始來玩Arduino-09智慧家電控制 • 做一個市電迴路:將插座及插頭連接起來插 入110V市電,將小夜燈插在插座上,測試電 路與小夜燈是否正常,小夜燈保持開啟 • 拔掉插頭,切斷市電迴路其中一條電線,中 間鎖上繼電器模組(斷電再接電路) • 連接光線感測器(或自製麵包板線路)在

    Arduino類比輸入端A0、5V、GND • 連接剛剛做好的繼電器模組的市電迴路在數 位輸出端D10、5V、GND • 利用光線感測器模組的光線輸入變化A0,調 整繼電器D10是否開關 邱文盛老師102.10.06 87
  88. 開始來玩Arduino-09智慧家電控制 D10/5V/GND 小夜燈插座 簡化線路 市電110V 光線感應器線路 繼電器模組 NC COM 邱文盛老師102.10.06

    88
  89. 開始來玩Arduino-10馬達控制 • 馬達種類多,需求電流較大,通常需要外接電源 • 舵機可在0-170度內定位,使用D8/D12腳位控制 • 連續旋轉伺服機:可以控制正反轉,使用D4/D7 • 直流馬達:使用繼電器直接外部供電,或使用馬 達擴充板控制

    • 步進馬達:控制複雜必須使用C語言,包函式庫 進來,並使用函式庫提供指令… • 外加電源建議:SG90小舵機耐壓4.8V-6V建議使用 4-5入電池盒或攜帶電源,大舵機S35/S03可耐壓 至7.5V可使用2入磷酸鐵電池 • 3號鹼性電池1.5V、充電電池1.2V、磷酸鐵3.6V • 外加電源時,馬達接腳需皆在Vin,V僅能提供 700mA • S4A1.4可直接控制2顆舵機及2顆連續旋轉伺服機, 1.5版少了1顆舵機(D12移做數位輸出) 邱文盛老師102.10.06 89
  90. 大家來玩Arduino-作品範例 • 交通安全-十字路口 邱文盛老師102.10.06 90

  91. 大家來玩Arduino-作品範例 • 節能省碳家電智慧模型 邱文盛老師102.10.06 91

  92. 大家來玩Arduino-作品範例 • 刀劍笑 邱文盛老師102.10.06 92

  93. 大家來玩Arduino-作品範例 • 水果會說話 邱文盛老師102.10.06 93

  94. 大家來玩Arduino-作品範例 • 學習跳舞機 邱文盛老師102.10.06 94

  95. 大家來玩Arduino-作品範例 邱文盛老師102.10.06 95 • 人體樂器

  96. 大家來玩Arduino-作品範例 六指琴魔 邱文盛老師102.10.06 96

  97. 大家來玩Arduino-作品範例 亂彈阿邱-瘋狂電吉他 (MakeyMakey混搭Arduino) 邱文盛老師102.10.06 97

  98. 推創客的苦難 1. S4A玩Arduino穩定好用是國小主力,但是寫韌體 步驟還得使用IDE、硬體部分積木是英文、不能 使用Scratch2.0新功能。 2. mBlock使用Scratch2.0新介面、能燒錄程式讓 Arduino離線運作,但是模擬使用Arduino時超級 當、甚至輸出都不正常,教學會產生許多挫折, 除非你玩的是貴森森的mBot套件,而且mBlock

    是對岸發展的軟體,但是開放式硬體支援的部 分真的....還很需要加強。 3. S2A使用Scratch2.0新介面來玩Arduino、但是安 裝過程過於繁瑣,老師都不一定可以搞定。 4. 上Arduino時得準備材料蠻辛苦的…。 邱文盛老師105.03.16 98
  99. 苦難是有解的… 1. 改用Transformer解決上述的困擾(目前最推 薦)。 2. Arduino是最便宜的科技教育材料,儘量使 用模組方便學習、排線色彩管理少犯錯、 方便好上課。 3. Arduino初學有建議套件清單,初學只要

    Arduino主板、感測器擴充板、RGB三色燈、 按鈕、旋轉電位計模組、彩虹排線,500內 搞定,進階主題教學再依需求採買。 邱文盛老師105.03.16 99
  100. 創客教育的新歡-Transformer • 官網https://www.facebook.com/kodorobot 邱文盛老師104.01.06 100

  101. 創客教育的新歡-Transformer • 支援完整使用簡單,有S4A、S2A、mBlock的 機器人圖形積木、支援Arduino、Picoboard等開放硬 體及以紅外線遙控的市售玩具改裝,例如羅本愛特機 器人、遙控車...等,也能控制機器手臂。 • 國中小教學最建議,使用Scratch2.0,桌面、雲端版皆 可使用,尊重原創,未修改任何韌體。 •

    韌體一鍵自動安裝,執行順暢不會卡。 • 即使沒有Arduino硬體或市售玩具,也能用軟體模擬。 • 授權價格低得難以想像...,初步價格全校授權國小 1500元,個人購買是100元,研習使用,官方允諾完 全免費回饋教育,教師如果有做出簡易教案,並有公 開回饋社會分享,也能免費使用。 • 宜蘭Chrome Book的使用者稍待,奕學承諾提供跨平 台的服務,包含安桌、Linux、iOS...等,未來皆可使用。 邱文盛老師105.03.16 101
  102. 創客教育的新歡-Webduino • 官網https://webduino.io/ 邱文盛老師105.03.16 102

  103. 創客教育的新歡-Webduino • 新創公司(慶奇科技,2015)所開發,可以讓Arduino直接上雲端互動, 功能強大,目前國中小上雲端最佳解決方案。 • 介面使用Blockly,類似ArduBlock,雖然不像SCRATCH有電腦多媒體 的加持,但是可以控制更多的模組,而且控制超級簡單。 • 適合製作專案、或國中以上學習。 •

    官網有全套教學文件及影片,網頁可直接操作,Chrome Book也可 使用。 • 目前有Arduino FLY擴充板和馬克1號產品,讓Arduino直接上雲端。 • 即使沒有買產品,UNO標準板及相容板依然可以使用USB直接連線, 或透過藍芽連線,使用網頁介面的開發程式。 • 使用前必須先將標準韌體“Stardfirmata”燒錄至板子上,然後在 Chrome瀏覽器的Webstore中安裝API PROXY AGENT 和API PROXY兩 隻程式,即可以使用Webduino的網頁開發介面來控制Arduino。 • ※如果你用的是Chrome Book不是PC,則請勿使用相容板,因為 Chrome Book尚無Ch340的驅動程式。 • Webduino的程式積木有些不太直覺,例如LED的閃爍,或重複迴圈 的控制,目前均在修正中...。 邱文盛老師105.03.16 103
  104. 創客教育的舊愛-mBlock • 優點,自由使用Arduino的腳位,包含A0~A5 亦可成為數位輸出使用。 • 優點,採用Scratch2.0做修改而來,兼具所有 2.0的功能。 • 優點(殘餘價值),可直接燒錄脫機免用電腦 •

    缺點:mbot硬體昂貴 • 缺點:Arduino支援問題多,官方修正超級慢 • 缺點:Scratch模擬很當,問題多多,不建議 教學 邱文盛老師105.03.16 104
  105. Makeblock官網(mBlock) • http://www.makeblock.cc/ 邱文盛老師104.01.06 105

  106. 大家一起玩Arduino-不用學C語言 • Ardublock取代C語言http://blog.ardublock.com/ 邱文盛老師102.10.06 106

  107. 大家一起玩Arduino-不用學C語言 • MODKIT取代C語言http://www.modkit.com/ 邱文盛老師102.10.06 107

  108. 大家一起玩Arduino-高級程式設計 • Arduino的IDE程式設計http://arduino.cc/ 邱文盛老師102.10.06 108

  109. 大家一起玩Arduino-其他可能 • LabView(商業版) • Google App Inventor 邱文盛老師102.10.06 109

  110. 大家一起玩Arduino-電路教材繪製 • Fritzing繪製簡易電路圖 http://fritzing.org/ 邱文盛老師102.10.06 110

  111. 大家一起玩Arduino-沒板子也能玩 • 123D Circuits電路模擬 http://www.123dapp.com/sandbox 邱文盛老師102.10.06 111

  112. 這樣也能玩:台灣自製硬體服務最佳廠商 • 藍芽自走車解決方案(結合L298N) • $550台幣,motoduino(第二版S4A可用) • 感測器擴充版(第二版S4A可用) • 官網http://www.motoduino.com/ 邱文盛老師102.10.06

    112
  113. 這樣也能玩:LaunchPAD+Picoboard • https://sites.google.com/site/msp430launchpaddiy/home • 驅動後Scratch可直接控制(GOGOBOARD模式) 邱文盛老師102.10.06 113

  114. 這樣也能玩:台科大圖書,智高S4A互動積木 • 廠商全力支援教育界、國小至大專整體發展 • 課程專案設計、積木成型快速 邱文盛老師103.10.24 114

  115. 這樣也能玩:MakeBlock 邱文盛老師103.07 115 • http://gmii.weebly.com/ • 更符合創客精神的鋁件

  116. 這樣也能玩:ArduinoNano+Picobard+擴充版 • 針對S4A接腳設計,所有基礎學習一片完成 • 可以玩Picoboard,也能玩標準Arduino的功能 • 擴充藍芽設定簡單方便 邱文盛老師102.10.06 116

  117. 功能更強大: RaspberryPi/BananaPi+ScratchGPIO • 硬體效能更好、本身就是一台電腦 • 使用GPIO做為感測器輸出輸入接腳 • Linux自由軟體系統,防止學生上課不專心 邱文盛老師103.10.24 117

  118. 大家來玩Arduino-自由創作新法 • 先有創意→尋找感測器或元件→製 作原型 • 學習各種技能:電機、電子、木工、 CNC、材料、創意、編織、藝術… • Maker精神,不斷嘗試,永不放棄 •

    Google搜尋,探索知識,深入核心 • Youtube影音,模仿精進,練功練意 • 事事留心、樣樣仔細,培養觀察力 邱文盛老師102.10.06 118
  119. 大家來玩Arduino-創造力學習 • 觀察力學習 – 仔細觀察現實世界運作,一次練習一項目 – 常逛各種商店、看各類圖書、展覽、多啦A夢、 海賊王、自然課程運用,ex:台北數位藝術中心 • 想像力學習

    – 天馬行空、無厘頭 – 多看各種創意、點子書籍 • 創造力學習 – 雙隨身筆記本隨時紀錄想到事情 – 向細目表:不遺漏各種組合、檢驗可能性 – 創意九宮格:簡單產生創意與想像 – 心智圖:產生創意、專案設計、團隊討論 • 動手做實現創意-多元智慧的做中學 邱文盛老師102.10.06 119
  120. 大家來玩Arduino-學習資源 • 圖書 – 程式設計邏輯訓練:使用Scratch:松崗 – 程式設計輕鬆學:使用Scratch2.X:松崗 – 超圖解ARDUINO互動設計入門:旗標 –

    Make國際中文版:馥林文化 – 智高互動積木S4A:台科大圖書 – Scratch與PicoBoard互動設計快速入門:碁峰 – Scratch數位互動我最行:馥林文化 – 用mBlock玩Arduino:碁峰 • 社群 – 臉書社群-S4A,全台創客高手老師都在這裡 – 臉書社群-資訊融入教學與行政E化應用(文盛主辦) 邱文盛老師102.10.06 120
  121. 刀劍笑、人體樂器 邱文盛老師102.12.14 121 甚麼會導電? 不用電路嗎? 上學帶凶器!

  122. 自動控制智慧家電 邱文盛老師102.12.14 122 設計一個自動 控制硬體含寫 軟體要多久? 前提是? 那用S4A呢? 關鍵是? 經驗對比…

  123. 我的水果會說話-水果樂器 邱文盛老師102.12.14 123 七月不要怕! 完全免電路! 完全靠創意! 學生有轉變…

  124. 自製大型教學跳舞機 邱文盛老師102.12.14 124 簡單就能製作! 完全無需電路! 趣味遊戲教學! 身體動覺智慧! 低年級認識錢幣 遊戲設計反映深層意識

  125. 六指琴魔、瘋狂電吉他 邱文盛老師102.12.14 125 免焊接! 有創意! 混搭風! Maker!

  126. 邱文盛老師102.10.06 126 向藝術家致敬、魔笛 國小組第二名-運動我最愛 教師組佳作-互動無線藍芽遙控車 國中組第一名-向藝術家致敬 國中組佳作-魔笛

  127. 三隻小豬、瓢蟲時鐘 邱文盛老師102.12.14 127 三隻小豬 預言故事 融入創作 新奇有趣 大型瓢蟲 裝置藝術 多功能造

    型時鐘
  128. 亂彈阿邱的亂彈電吉他 邱文盛老師102.12.14 128 不可思議 ArduinoMa keyMakey 混 搭 鐵絲彈奏 21音階

    128種 樂器
  129. 多功能水管檯燈 邱文盛老師102.12.14 129 蠟燭模式 檯燈模式 夜燈模式 律動模式 警戒功能

  130. 每個孩子都有亮點 邱文盛老師102.12.14 130 孩子的故事… 人生不只成績! 自造者時代! 找出亮點! 教師天職!

  131. 認真主動勇於嘗試 邱文盛老師102.12.14 131 具體操作變經驗! 多元智慧! 多感官學習! 樂於討論分享! 很多的第一次! 滿足好奇又有趣! 專注力迷思!

    專注進入心流! 多久沒見這眼神?
  132. 主動學習負責成長 邱文盛老師102.12.14 132 比賽這件事… 友情贊助! 資源進來! 觀摩學習! 學生成長! 推廣展覽!

  133. 上山下海大風大浪 邱文盛老師102.12.14 133 半工半讀 上山下海 天災人禍 課程研究 身兼多職 大風大浪 學生成長

    累卻很爽
  134. 製造亮點達成夢想 邱文盛老師102.12.14 134 如果…,希望未來…,你要相信…

  135. 教育有方法 With curiosity and fun, learning occurs naturally. 情境設施新奇有趣 則學習自然發生

    邱文盛老師102.12.14 135
  136. 教育有目地 Mingle creativity into education and life. 創意融入教育與生活 邱文盛老師102.12.14 136

  137. 教育有成本 It’s easier to reach your dream. 簡單,讓夢想更接近 邱文盛老師102.12.14 137

    S4A Scratch (Free) 開放硬體 (many selection) (Low Cost) 超簡單 超快速 夢想達成
  138. 教師推動開放式硬體與程式設計 眉眉角角 邱文盛老師102.10.06 138

  139. 眉角-願景 • 拿它來做甚麼(改善世界、裝置藝術、校園 教學設施、學習活動) • 可設定為階段性任務(學習→參賽→設施) 邱文盛老師103.07 139

  140. 眉角-門檻 • SCRATCH程式語言(一般、配合感測器用法 眉角) – 按鍵的讀取 – 廣播的運用 – 移動範圍的調整

    • 電子電路(正負極、交直流、大小電、數位 類比) • DIY技能(工藝、3D列印、藝術…) 邱文盛老師103.07 140
  141. 眉角-行政 • 採買零件(露天自購、廠商代購) – 主板(Uno、Nano…) – 擴充板(感測器擴充板、SCRATCH學習板…) – 各類感測器、元件 –

    麵包板、杜邦線材、排針、工具 • 尋求經費支援 • 撰寫計畫支援 • 使用者付費 邱文盛老師103.07 141
  142. 眉角-教學選擇 • 玩輸入或輸出、學習用或設計專題用、學習範圍 – Joystick to scratch→$100(搖桿、跳舞墊,僅輸入) – Kinect2Scratch→$5000(輸入) –

    Makey→$1000(輸入) – Picoboard→$600(輸入) – 紅外線遙控玩具、羅本艾特機器人(500~2000) – LEGO Wedo 系列→$5800(距離、方向感測器、馬達輸出) – MakeBlock、智高S4A互動積木 – Arduino→300~↑(各種感測器、元件均可使用) – 自走車伺服機或是直流馬達、外接電池 – 有線或無線(藍芽) – 電子電路(進階)或模組(初學)、焊接或取代 邱文盛老師103.07 142
  143. 眉角-侷限與創意 • 軟硬體侷限內組合,運用創意無限大 • 跨界合作(領域、機板…) • 輸入電壓偵測,可轉換者均可使用 • 感測器並非僅有一種用法 •

    多看、多聽、跨界、應用、想像 • 工具:九宮格、心智圖、雙向細目表 邱文盛老師103.07 143
  144. 眉角-精進 • 教學、參與、分享,才能精進 • 除錯(開檔、當機) • 繪製電路圖 • 感測器與元件大量使用(感測器、馬達…) •

    相關參數設定 • 學習C語言 • 跨界應用 邱文盛老師103.07 144
  145. 大家一起來發揮想像力吧! 邱文盛老師102.12.14 145

  146. 146 圖片取自網路苦手手創繪畫屋 梅媛媛、孫東志校長-鼓勵並支持發展 長育基金會-早期贊助大部分課程設備資金 許惠美老師、鄭之婷老師-致力發展Maker教育 S4A社群、OSSACC自由軟體協會-社群支持的力量 自己-還能保有這份教育熱誠 CAVE、宇宙機器人…等相關協助 感謝大家熱情的聆聽

  147. 邱文盛 現任稻香國小事務組長兼網管、資輔團行政 花蓮縣花酷社群、S4A社群 資訊融入教學與行政E化社群應用主辦人 Line-0912519373 手機-0912519373 電郵-home8511829@yahoo.com.tw 通訊錄 Facebook Youtube

    邱文盛老師102.10.06 147
  148. 心跳300~噗浪7 邱文盛

  149. 我自己 • 神人X→乩童 • 專長:轉譯神人旨意→傳播數位創客理念 • 弱點:兩個不會,這個(高深的)也不會、那 個(高貴的)也不會 • 我心智圖

    • 無欲則剛,無求則安,我做爽的!
  150. 教育路 • 新社(海、新手)→西寶(山、開窗)→稻香(傳 統、蛻變) • 熱情來自於上山下海、毅力來自於看盡偏 鄉教育 • 窮不能窮教育→我做弱勢窮人的科技教育

  151. 玩Arduino:S4A、Scratch+Transformer • S4A:Scartch for Arduino→Studying for ability • Scartch兒童程式設計 •

    Arduino開放硬體 • 破除所有數位科技創意發明門檻 • 破除教育經費需求門檻 • 時間到了、時機到了 • 沒有做不出來,只有想不到的
  152. 社群 • 教育噗浪客、S4A、資訊融入行政與教學、 花酷社 • 教育發展背後有靠山感覺真好 • 我只是社群裡小小的守門員、馬前卒、業 務員、傳教士而已、乩童(神人的代言人)