線控機器人的不同學習階段的教學設計

關於線控機器人實作因為已經製作了一陣子,帶過的年級從國小到國中、高中、大學以及教師皆有,對於不同年級或是階段的教學狀況也有了不同的發現,因此在這邊將針對線控機器人實作的教學規劃進行分享,提供教師們或是不同階段的課程分享者進行參考。

線控機器人活動

線控機器人活動為透過簡單的開關控制,讓學生能學習電路製作、外觀設計等等的內容,並進行團隊合作以完成挑戰。

在過去曾辦過幾次活動

第一屆線控機器人競賽

[教師研習] 情境式線控機器人實作

[教師研習] 108台北夢N

[研習] 科教館 線控機器人研習

在這個活動中,可以將實作拆成幾個區塊:

  1. 機器人或是車體外觀設計(這部分主要是以美感、趣味性、藝術創造力為主)
  2. 機器人或是車體機構設計(這部分以機構、結構的創意、功能性為討論內容)
  3. 控制電路設計(基礎型以開關控制,進階的則可以改為開發版控制)

而在這三個區塊中,分別可以依據學生能力進行不同的設計,如:

  • 國小階段以機器人的外觀進行設計,在課程規劃中會將電路成分降低,主要帶學生觀察開關的設計並了解開關的作用。而作品則會以外觀設計為主,讓學生運用美術課、勞作課所運用的工具如剪刀、膠水等進行設計與製作。
    而這階段的課程安排須注意不同年級(低、中、高年級)的學生能力差異。在這階段,學生的細部肌肉控制會有極大差異,且對設計的社會化表現會有明顯不同,但請以維持其學習興趣及好奇心為目標來完成課程。

(圖為三興國小學生實作紀錄)

 

  • 國中階段則因為課綱中有生活科技課程,因此學生在能力差異上會有不同的變化,如國一的學生在實作能力上與國小生差異不大;國二學生可以嘗試加入木頭材料的加工;而國三則可以實際帶他們製作電路,嘗試以麵包板或是洞洞板接線來完成作品,但較不同的地方是,國中階段有的學校教師會指導機構設計的內容,因此可以跟「仿生獸」的主題結合,進行可控制的仿生獸活動。
    小提醒,國中到三年級,理化才安排電學相關的課程,因此國一、二的電學課程基本上是體驗而已。

 

(自己為了簡化電路製作而設計的控制器)

 

  • 高中階段同樣在高一時,學生能力基本上與國三無異,因此在實作上不會有太大的改變,但如果校內有數位加工機具,則學生可以透過數位加工的形式完成作品設計與製作;高二、三的階段,如果學生學過Arduino等單晶片控制器,則可以讓學生以程式進行控制。

 

 

IMG_0191

 

 

 

注意學習不同階段的學習內容

最後,在安排課程時,首先須注意上課的是什麼階段的學生?而不同階段學生的學習內容也都不同。因此建議先了解各階段的學生學習狀況後進行課程安排較為適切。

如國小的學生,在課綱的規劃中可以簡單的歸納出,國小希望提供學生的學習表現為觀察並維持對學習的興趣及好奇心。國中為實作態度,並可簡單的加上一些關係式,但針對精確計算則可以留給高中階段之課程。

每個階段的學習內容及表現都不盡相同,能完成每次的有趣課程,會需要老師們多多費心。

 

 

其他課程資源與內容亦可查看《生活科技這堂課》一書

getImage

https://www.books.com.tw/products/0010814163

 

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