2019年3月26日 星期二

HaloCode 與 micro:bit,哪個更適合教學?

Makeblock 早前推出新的可編程電路板,名叫 HaloCode。這塊小小的 HaloCode 與英國 BBC 推出的 micro:bit 很相似。micro:bit 已經在學界中佔有了一定的市場,不少學校也有使用 micro:bit 作教授計劃思維的工具。而 HaloCode 則剛打進市場,到底 HaloCode 有沒有潛力在學界中佔一席位呢?

HaloCode 簡介

HaloCode 是一塊內置 Wi-Fi 功能的小型電子模塊,尺寸小巧的機身,直徑只有 45 mm。使用 mBlock 5 進行編程,支持圖形化編程及Python,並配備物聯網應用,可讓每個人都能輕鬆實現有趣的電子創作。




處理器內核:Xtensa 32-bit LX6 雙核處理器
主頻率:240MHz
連接方式Wi-Fi/藍牙/Micro USB 串口
板載內存Flash ROM:440K
RAM:520K
擴展內存存儲(SPI Flash):4MB
內存(PSRAM):4MB
板載電子元件
  • 可編程彩色 LED × 12
  • 運動傳感器(6軸加速度計及陀螺儀)× 1
  • 麥克風(可檢測語音及音量)× 1
  • 可編程按鈕 × 1
  • 觸摸傳感器(I/O擴展引腳) × 4
工作電壓3 至 5V
產品尺寸直徑 45mm
淨重量10g

與 micro:bit 比較

接著我會根據我的用後經驗,對單塊的 HaloCode 及單塊的 micro:bit 進行比較,比較範疇主要會與編程教學、教學應用及學校廣泛使用相關,可讓同工們有所參考。(以下內容只代表本人意見)

是否方便攜帶?

學校要考慮廣泛使用,必定會考慮到電子板的大小和重量,畢竟學生需要帶回家練習,又再帶回校上課,如果有如 mBot 的大小和重量,實在不太方便。micro:bit 是長方形的,長 50mm,闊 40mm,重 5g,與 HaloCode 相比,尺寸大小差不多。

而 micro:bit 則比 HaloCode 輕 5g,但是你真的分辨到 5g 的差別?加上兩者都會帶 USB 連接線、電池等配件,放入保護盒或保護套中,因此加起來的重量應該不相伯仲,這個回合不禁引用曾志偉先生的名言:「打和(平手)!」

編程軟件方便宜用嗎?

micro:bit 使用的編程軟件是他們的在線編輯器— MakeCode Editor 及 Python 程式編輯器,學校使用時,只需要一部可以連接互聯網的電腦就可以了,甚至使用 iPad 也可以,方便至極。但我不只一次聽說過,有學校在上課時,全班同時開啟在線編輯器,導致電腦室內網絡癱瘓,雖然我從沒有試過這個情況,但問題的而且確存在。


而 HaloCode 則與其他 Makeblock 新產品相同,使用 mBlock 5 作為編程軟件,介紹影片中可以使用 mBlock App 作編程,控制 HaloCode 作 IoT 智能家居。mBlock 5 基於 Scratch 3.0 開發,可進行積木式編程和代碼編程(Arduino C 及 Python)。它除了支持 Makeblock 所有產品外,更支持 Arduino 及 micro:bit 等硬件的編程,同時融入了人工智能(AI)和物聯網(IoT)等技術,為編程教育和學習提供更好的支持。

一直以來,能夠離線編程都比在線編程方便,不用擔心網絡的問題,加上 mBlock 5  支持不同的硬件進行編程,甚至對家的 micro:bit 也有支持,學生可在學習 Scratch 3.0 時已經開始使用 mBlock 5,慢慢學習 Neuron、mBot、micro:bit 等,從始至終,只需認識一套介面,不會因為介面轉變,而對學習過程有所影響。

連接及下載程式是否方便?

有使用過 micro:bit 的人都知道,micro:bit 有兩種連接方式— USB 及藍牙。如果用平板電腦就可以使用藍牙作連接,但每次上載程式都有機會要重新連接,對於小學生來說,有一定的麻煩程度。而電腦版的 USB 連接,步驟十分簡單,不就是連接 USB、下載 HEX 檔案、複製檔案,最後在 MICROBIT 貼上,難度就在於學生用不同的瀏覽器,就會有不同的預設下載位置,另外一個經常有學生問我的問題就是,「老師,檔案貼到 MICROBIT 後不見了!」



而 HaloCode 沿用 mBot 的下載方式,連接 USB 後,選對連接埠,就可以直接下載到 HaloCode 上,整個流程只花幾秒時間。HaloCode 也支持藍牙連接,但需要用到 Makeblock 出品的 Bluetooth Dongle

引腳夠多嗎?

micro:bit 總共有 20 個引腳,讓你能接駁不同的電子元件,但我很想知道,有沒有人能不用擴展板,就能全用 20 個引腳呢?實際上,單塊 micro:bit 上你最有能力使用的只有「Pin 0」、「Pin 1」、「Pin 2」 3個引腳。而 HaloCode 上就有 4 個引腳,4 個引腳加上 HaloCode 板載的感應器,相信已經足夠新手及進階者學習編程使用。

重點:編程教學容易嗎?

初次使用可以參看 HaloCode 的「新手說明書」,它裡面簡單介紹了 HaloCode 的用法,也給了 11 個不同難度的例子,接著我會用其中的 4 個例子,再加上 1 個額外例子,在 HaloCode 及 micro:bit 上編程,看看他們的分別。其餘的例子有些是情況差不多,而有些是 micro:bit 沒有這個功能,也不用說比較甚麼。

1. 做笑臉

「做笑臉」是一個非常簡單的程式,不就是玩一下 LED 而已,那為甚麼要拿來比較呢?原因就在於它們的 LED 有不同的分別,micro:bit 有 25 顆紅色的 LED,以 5 x 5 的形狀排列,程式編寫只需要簡單的用「顯示 LEDs」或是「顯示圖案」就可以顯示出來。


而 HaloCode 有 12 顆可變色 LED,呈圓形排列,要做出笑臉圖案,首先要知道 LED 的編號,不像 mBot 一樣,板上沒有標示 LED 的編號,最清楚容易的記法是將 HaloCode 當作是「時鐘」,就可以記住 LED 的編號了。


接下來,就要知道你打算亮起哪一顆 LED,逐顆用程式把它們亮起來,沒有更快的方法。而且由於外型所限,不能像 micro:bit 一樣,做出很多有趣的圖案。

當然,你介意顏色選擇少,也可以這樣做:




micro:bit 的笑容更有善、更可愛。

2. 音量檢測計

micro:bit 沒有板載的聲音感應器,但我覺得「進度計」這個功能很有趣,就連 mBot 也沒有。「進度計」這個功能只需要輸入 1 至 100 之間的數字,它就會按數字大小顯示 LED 的數量和顏色。1% 至 60%會亮起綠色,61% 至 85%會亮起橙色,86% 至 100%會亮起紅色。



HaloCode 配合了聲音感應器,就可以做出一個「音量檢測計」,可以配合小五常識科的聲音探究活動。程式非常簡單,認清概念就可以,複雜的顯示方法也可以省略了,就是不能顯示數字文字。



3. 比一比氣力誰大


使用加速度感應器偵測板子的朝向或是有沒有晃動,micro:bit 和 HaloCode 都能做到,但 HaloCode 更能檢測晃動的力度,我用了類似「音量檢測計」的程式,來測試搖晃力度。相關功能,如果在我校,可以在小六常識科,測試四驅車撞牆時的撞擊力。

4. HaloCode 走馬燈

HaloCode 走馬燈是一個 HaloCode 獨有的功能,由於 LED 呈圓形排列,配合迴圈結構就能做出走馬燈效果。


5. 互相溝通

micro:bit 可以使用「廣播」功能,在沒有網絡的情況下,互相溝通,舉一個例子,其中一邊按下 A 鍵可令到另一邊的 micro:bit 亮燈。


而 HaloCode 的「廣播」功能叫作「區域網絡 LAN」,它不能像 micro:bit 一樣分成 256 個群組,它只能分成「根 root」和「節點 node」,「根 root」之間不能互相溝通,「節點 node」之間也不能互相溝通,「根 root」和「節點 node」之間暫時未有發現從屬關係。雖然在 Python 的程式看到與 Mesh 有關係,但能否與 Mesh Wi-Fi 有甚麼功能上關係,還是只是形容彼此之間的意思,仍然是未知之數。



有甚麼功能是 micro:bit 沒有的?

一件產品總不能與其他的產品沒有功能上的分別,HaloCode 也有不少功能是單塊 micro:bit 不能做到的。例如 IoT 應用或區域網等功能,這些功能只要登入 mBlock 5 帳戶就可以用了。

語音辨識

HaloCode 內置有咪高風,可以做到語音辨識,但需要先連上 Wi-Fi。但經過測試,Wi-Fi 只能連上 2.4G 的 Wi-Fi,不能連上 5G 的。


目前的語音辨識只辨識中文及英文,而中文更只能辨識普通話,暫時不支援廣東話,作為香港人,當然有點失望,希望將來加入更多語言的辨識。教學上,可以配合中文科和英文科鍛鍊學生的普通話及英語音準。

雲訊息

把 HaloCode 連上 Wi-Fi,就能配合 mBlock 5 的「使用者雲消息」,遙距控制 HaloCode,配合常識科能有不同程度的創意活動。

重點其實是價錢吧!

據報 HaloCode 的建議零售價介乎港幣 150 至 200 元之間,而 micro:bit 剛是港幣 150 以下,但 HaloCode 能比 micro:bit 玩更多的功能玩法,這個價錢絕對是合適的!

總結

目前 HaloCode 仍然是很新的產品,而功能上就比 micro:bit 多,而且單塊比較,擴展性及應用性也是 HaloCode 比較高。但 HaloCode 目前 IoT 還不能支援 IFTTT 及 Thingspeak 等常用的 IoT 網站,但相信將來會有更新的。另外,HaloCode 上預留了擴展板和擴充元件的插頭位置,雖然這篇文章發表前,還沒有獲得 Makeblock 官方的確認會推出擴展,但按照 Makeblock 過往的做法,就連 Airblock 也曾推出擴展包,HaloCode 的擴展可以說是指日可待。

綜合功能性、方便性及重要的價錢,單購一塊 HaloCode 比單購一塊 micro:bit 能獲得最大的效益,所以我是絕對推薦使用 HaloCode 作編程教學的,而且我亦會推薦我的學校使用,除非我們教編程只是著重顯示圖案而已。如果有甚麼最新消息,再和大家分享!

補充資料(2019-03-26):

第一,經官方確認,Makeblock 與 IFTTT 的合作已經完結,官方暫時不會提供 HaloCode 的 IFTTT 功能。但不久之後,mBlock 5 也能像 mBlock 3 一樣,讓使用者自己創作擴展功能,相信屆時,會有不少 Makeblock 支持者提供 IFTTT 的擴展功能。

第二,擴充電子模組預計會於今年 8 月推出,計劃最終會推出大概 60 款擴充電子模組。擴充電子模組會使用 HaloCode 上的擴充電子元件插口接駁,假設電源供應不是問題之下,理論上可以同一時間接駁 127 個擴充電子模組,但如果有包括高功率擴充電子模組時,大概只可以接駁 7 至 8 個擴充電子模組。擴充電子模組可以串起來使用,大概樣子請參考下面圖片:


2018年12月10日 星期一

MakeX 2018 回顧及 MakeX 2019 預覽

今年我本人非常榮幸獲邀,在過去的 12 月 7 至 9 日在廣州南沙為 MakeX 2018 全球總決賽擔任小學組裁判。除了工作之餘,還可以觀摩學習來自歐洲、亞洲、大洋洲、南美洲、北美洲五大洲,包括中國、香港、台灣、克羅地亞、哥倫比亞、印尼、日本、馬來西亞、墨西哥、菲律賓、泰國、土耳其、越南等 20 個國家及地區的總決賽精英選手的精彩技術。



MakeX 2018 由三個不同主題賽事項目組成,分別為「MakeX Starter(藍色星球)」、「MakeX Challenge(星際探索)」、「MakeX Premier(攻城守壘)」。


而按照慣例,MakeX 2019 的內容會在 MakeX 2018 的最後公佈,MakeX 2019 除了原來會有的「MakeX Starter(守護家園)」、「MakeX Challenge(勇者征途)」、「MakeX Premier(極速救援)」之外,也會引入兩大全新賽項「MakeX Spark(我的城市)」,一個低門檻、作品多樣的線下創意比賽及「MakeX Coding(主題多樣化)」,一個線上編程創意比賽。


MakeX 2019 機器人挑戰賽將會延續「創造」、「協作」、「快樂」和「分享」的賽事精神,並以 STEAM 教育為核心,在工程技術、策略協作和戰術執行方面對選手提出更高的要求。


MakeX 將在於明年引入全新主控板、電子件、電機和結構件,進一步提升創新性、觀賞性、課程培訓、系統信息化和專業器材,給選手和觀眾奉獻出更高質量的國際化賽事。



其他有關於 MakeX 2019 的資訊最快也要明年 1 月才會有消息,希望大家繼續保持期待,支持 MakeX。

2018年11月9日 星期五

Makeblock Family WhatsApp Stickers 下載

近日,WhatsApp 終於推出了貼圖功能,我貪好玩將 Makeblock 官方的圖片加上粵語字句,造成 WhatsApp Stickers,讓原先已經很可愛的 mBot,增添一份有趣色彩。

大家可以按照自己的需求,選擇對應的應用程式下載,即可獲得這一套共 20 個的 WhatsApp Stickers 了!

Android 介面

iOS 介面


下載傳送門:
Android(Google Play Store):https://play.google.com/store/apps/details?id=com.cmdwq.makeblockfamilystickers

iOS
方法一:App Store
由於 App Store 拒絕近似設計的應用程式,因此需要借用其他方法下載。一旦成功加到 App Store,會即時更新。



方法二:WSTicK
下載「Stickers」的 PNG 檔案:
粵語版:https://drive.google.com/open?id=12VOT3-yCRVny4rFHcJvuZpo7Z1F75s9b
國語版:https://drive.google.com/open?id=1YlA3ipQNYYPAvf2oHCgiPExk10aBwbhw
英語版:https://drive.google.com/open?id=1YZDz6oR6EsD4Xpmsip33k3ZdOL3mwoY5

下載並使用《WSTicK》,點選右上角的「+」,選擇剛才下載好的 PNG 圖檔,即可製作 Stickers,儲存後即可以把貼圖新增至 WhatsApp!



在下面留言給我,讓我繼續為大家做有趣的事!

2018年7月13日 星期五

Makeblock電子模組手冊:Me Audio Player 音訊播放器

簡介

Makeblock 產品一向要播放聲音,只能利用蜂嗚器播放單音調。Me Audio Player 音訊播放器內置語音解碼芯片,可以播放音樂,並且可以錄音,並兼容所有 Makeblock 的主控板。Me Audio Player 音訊播放器更備有 Micro SD 記憶卡插槽,用家可儲存不同歌曲以播放音樂,存取錄音更方便。

技術規格


  • 作業電壓:5V DC 
  • 麥克風靈敏度(1Khz):50-54dB
  • 麥克風阻抗:2.2 kΩ
  • 麥克風信噪比:58 db
  • 喇叭額定功率:1W
  • 喇叭額定阻抗:8±15%Ω
  • 通訊方式:I2C
  • 最大電流:500mA
  • 模組尺寸:56 x 41 x 28 mm (長 x 寬 x 高)

特點


  • 板載藍色 LED 常亮表示音樂播放狀態,閃爍表示錄音狀態
  • 對聲音靈敏度高
  • 模組的金屬孔區域是與金屬梁接觸的參考區域
  • 具有反接保護,電源反接不會損壞 IC
  • 支援 mBlock 圖形化程式設計,適合全年齡用戶
  • 使用 RJ25 介面連線方便
  • 支援 Micro USB 直接拷貝音訊檔,不需要讀卡器
  • 直接支援 MP3、WMA、WAV 檔

連接模式

Me Audio Player 音訊播放器介面是白色色標,說明是 I2C 信號控制,需要連接到主控板上帶有白色標識介面。以 Makeblock Orion 為例,可以連接到 3、4、6、7、8 號介面,而使用 Makeblock mBot,則可以使用全部介面。

編程指南

Me Audio Player 音訊播放器暫時未能於 mBlock 5 中使用,需使用 mBlock 3 並下載擴充功能。

下載擴充功能

於【擴展管理器】中,搜索「MeAudio」,並下載官方的「MeAudioPlayer」。如有需要繁體中文版,亦可以下載「MeAudioPlayer(繁體中文版)」。

積木內容

擴充功能內有 13 個積木,大部份按字面意思就會明白用法。



其中,檔案名稱不用加雙引號(""),亦為了避免數字轉化為文字發生錯誤,不建議使用純數字命名檔案。


播放次序按照 Micro SD 記憶卡內的檔案名稱順序。


如果沒有特別設定播放模式,預設播放模式就是「單曲循環」:


音訊檔案格式注意事項

  • 音量設置語句塊後面請增加適當的延時,等待其生效。
  • 使用 Micro SD 記憶卡存儲音訊檔,支援播放MP3,WAV,WMA
  • 採用 FAT 和 FAT32 檔案系統
  • 音訊檔命名格式支援英文命名(不區分大小寫),字母與數字混合命名,命名長度建議少於 8 個字元,例如:「Hello.MP3」、「T002.MP3」、「R000001.MP3」
  • 不建議使用純數字命名
  • 音訊檔在 Micro SD 記憶卡中的排序:建議按檔案名排序
  • 如檔案名稱已經存在,將會覆寫檔案
  • 本模組不支援中文命名的音訊檔
  • 禁止使用符號命名,如:v1.0”、o_o0、….

Makeblock電子模組手冊:Me RGB 巡線感應器

簡介

Me RGB 巡線感應器專為 mBot 巡線比賽設計,有 4 個 LED 用於線路檢測反饋及新環境學習,可按照情況檢測不同顏色的背景及軌道。它更具有快速檢測功能,在使用新巡線地圖前,只需要將 Me RGB 巡線感應器放在巡線地圖上,並通過按鈕學習線路及地圖背景,就可以適應不同的巡線地圖。本模組介面是藍白色色標,說明是雙數位、I2C 介面,需要連接到主機板上帶有藍白色標示介面。

技術規格

  • 作業電壓:5V DC 
  • 工作溫度:0 ~ 70℃ 
  • 檢測高度:5 ~ 15 mm(依跑道材質和光照情況不等)
  • 模組尺寸:48 x 72 x 26.5 mm (長 x 寬 x 高)

特點

  • 具有 4 隻 LED 指示燈用於巡線回饋以及新環境學習情況
  • 支援場地學習功能:識別並記錄所用場地的背景及路徑的顏色
  • 支援切換 RGB 補光顏色:目前暫時支持三種顏色切換(紅、綠、藍),長按 2 秒按鍵切換 RGB 顏色
  • 巡線靈敏度可調

連接模式

由於 Me RGB 巡線感應器介面是藍白色標,當使用 RJ25 介面時,需要連接到主控板上帶有藍白色標的介面。以 Makeblock Orion 為例,可以連接到 3、4、6 號介面,而使用 Makeblock mBot,則可以使用全部介面。

原理解析

Me RGB 巡線感應器主要有 4 對 RGB 發射管和光敏接收管,如下圖:


當 RGB 發射管經過不同顏色背景時,光敏接收管將接收到不同的光資訊轉化為電信號,並經過放大器後由模擬口輸出具體數值。軟體再把 4 個光敏接收管的類比值做融合演算法,最終計算輸出感測器模組偏離賽道的位置偏移量,用戶可以直接把該偏移量用於控制左右兩個電機轉速實現巡線。

學習方法

如果比賽場地、環境、Me RGB 巡線感應器安裝位置等發生了變化,建議重新學習感測器模組,學習資訊會保存在 eeprom,防斷電丟失。完整的學習過程包括四個步驟:
  1. 調整補光燈顏色:
    根據場地背景和軌道的顏色,通過長按按鈕選擇合適的補光燈顏色。
  2. 學習背景顏色:
    將 Me RGB 巡線感應器安裝在待使用的位置,並使其 4 個 RGB 燈都正對場地背景,按一下按鍵,四個 LED 指示燈開始慢閃,2 ~ 3 秒後學習完成,LED 指示燈停止閃爍。
  3. 學習賽道顏色:
    將 Me RGB 巡線感應器安裝在待使用的位置,並使其 4 個 RGB 燈都正對賽道軌道,按兩下按鍵,四個 LED 指示燈開始快閃,2 ~ 3 秒後學習完成,LED 指示燈停止閃爍。
  4. 測試確認:
    保持該模組固定在待使用的位置,調整四個探頭的位置以確認其是否能正確檢測到背景及線的顏色。檢測到背景時,探頭對應的 LED 亮起,檢測到線時,其對應的 LED 熄滅。

編程指南

Me RGB 巡線感應器暫時未能於 mBlock 5 中使用,需使用 mBlock 3 並下載擴充功能。

下載擴充功能

於【擴展管理器】中,搜索「RGB」,並下載官方的「RGBLineFollower」。如有需要繁體中文版,亦可以下載「RGBLineFollower(非官方繁體中文)」。

積木內容

擴充功能內有 4 個積木,而只有第一個及最後一個會被經常使用(紅框):


4 個積木的共同之處都是要選擇「連接埠」及「address」。「連接埠」可按照不同主控板而選擇藍白色的連接埠,而「address」則用於保存學習資訊,以便用家不需每次開機重新設定,因此普通使用只需要保持在「address1」即可。

「set the RGB line follower (連接埠1) (address1) sensitivity (0.3)」

這個積木可設定 Me RGB 巡線感應器的靈敏度,用家可按實際使用時的光暗環境而有所調節。數值越低,靈敏度越低。光線越少,靈敏度越大。

一般室內光管照明,可使用 0.5。

「RGB line follower (連接埠1) (address1) position status is ('0000')」

 相對於傳統巡線感應器,要注意「0」是代表軌道顏色,而「1」則是背景顏色。

傳統巡線感應器會回傳 0、1、2、3 去代表不同的狀態。而 Me RGB 巡線感應器則需要用布林值積木,問問是否這個狀態。

參考下圖,「0000」代表著「(RGB4) (RGB3) (RGB2) (RGB1)」:


因此,按照正常安裝方式,「0000」就代表著 Me RGB 巡線感應器的 4 組探頭都在軌道上,「1001」就是正常的在軌道上,「1101」就是偏右了,「1011」就是偏左了等等。當然,總共有 16 個可能性,用家可以按照需要再細分。

2018年5月10日 星期四

如何讓零編程經驗學生成功
應用編程教具?

簡介

本人在 2018 年 5 月 10 日應 Makeblock HK 邀請,分享「如何讓零編程經驗學生成功
應用編程教具?」,以下為分享會中的文字內容。

背景

本人任職教師前主修電子工程學及計算機工程學,略懂編程,而現在則主要任教小學三至六年級的數學、常識及電腦科。學校的 STEM 課程由 2015 - 16 年度開始,以常識科主導,每級有最少一個單元加入 STEM 元素,並且沒有編程的內容。而學生方面,在 2017 - 18 年度前,只有小六學生會學習 Scratch;2017 - 18 年度開始,小四及小五學生亦開始學習簡單編程。

選擇編程教具

為了讓零編程經驗學生能夠成功應用陌生的編程教具,必須要選擇合適的編程教具。

少組裝(上螺絲)

對於不常接觸電子、電器的學生來說,要用螺絲批上螺絲或是組裝支架是有難度的,更重要是會令大量螺絲不知掉到哪兒,因此,使用感應器或模組應以方便組裝優先。

少積木/文字編程,著重邏輯思維

學習編程不是為了背誦程式命令,而且為了培養邏輯思維,因此,編程軟體應盡量積木或文字形式的編程,或能夠突顯邏輯思維當中的思路。

容易看到即時成果

經過了一節課堂,學生最開心是看到自己所學習的成果,相比起在電腦螢幕上看見熊貓在走來走去,拿在手裡遊玩的滿足感更大。配合顯示屏的教具讓成果能夠更多元化地展示出來。

方便攜帶

理由和上面一樣,總不能讓學生困難地帶著他的成果向同學、父母展示吧!

自學方便

我們在校推動學生自主學習,當學生遇到問題時,我們都希望學生能自行先行嘗試解決問題,再請教老師。因此編程教具必須提供全面的網上學習資源,讓學生能在互聯網上,找到合適的資源,協助他們解決問題。

教案分享

我們考慮來年在現有的課題上,加入編程部份,令學生的創意能夠更容易實體化。近日,Makeblock 推出 Codey Rocky(程小奔),並可以與 Neuron 作結合,發揮功能性,並符合我們所想。因此,以下教案將分享如何在舊有教案上,加入新的編程元素,令學生學習更有樂趣。

解決日常生活中遇到的難題(小五,常識,電的探究)

這個課題是我們自 2017 年開始的 STEM 教案,往時我們會先以「不會亮的手電筒」作引入,帶出甚麼是「閉合電路」及它的功用。然後透過一系列實驗,讓學生了解不同的電路接駁方法、導電體和絕緣體、不同的開關效果等等。

實驗後,我們希望學生綜合不同電路的接駁方法,選取其中一個電路效果作為研習主題,
設計一個日常生活中遇到的情境或難題,並以該電路作為解決方法
及解釋它的理念。我們只提供了 5 條鱷魚夾電線、4 粒 LEDs、1 粒蜂鳴器和 1 個 3V 電池座。學生的設計情境或難題雖有不同,但電路卻是同出一轍。其中一組學生設計一個「下雨警報器」,以雨水作為導電體,通知人下雨天收衣服:


他們完成後,我很喜歡問他們:「如果你有錢,有資源,你會如何改善你的設計呢?」


現在他們可以利用 Codey Rocky + Neuron 重新製作設計,以 Codey 作編程,配合 Neuron 作功能性發展,不再是空口說白話。

為甚麼選擇 Codey Rocky + Neuron  這個配搭呢?主要原因是因為 Neuron 的功能選擇多元化,比 mBot 系列的選擇更多更有趣。使用安全膠面及 Pogo Pin 磁吸設計,即使組裝支架亦十分簡單。Codey 自帶顯示屏,顯示表情有趣。處理 IoT 簡單直接。亦可用 Neuron 先以 Flow-based Programming 控制學習。

舉一個例子,用濕度感應器預測下雨,以 Rocky 控制移動,加入 IoT 收集資料,並且用Codey 互相通訊,模擬智能家居,簡單直接。

隔音物料測試(小五,常識,聲音的探究)

較早前,我設計了隔音物料測試的裝置,當時 Codey Rocky 還沒到手,沒法使用。


近日參觀友校的課堂,他們用了 mBot 作教具,提供了完整的程式讓學生測試。



但學生學習了如何使用感應器後,不讓他們試用實在有點可惜。建議可讓學生自行設計整個隔音測試器,感應器和聱源的擺放位置,也可抽走較難處理的部份,例如外接的線路。讓學生先以流程圖描繪程式的流向,並在實作時提供部份程式,指示學生加入使用感應器及處理數據的部份,能更有效達到培養邏輯思維的目標。


使用了 Codey Rocky + Neuron 讓聲源和檢測更容易受控制,不需處理外接電源的煩惱。在收集數據和分析時可讓學生反覆檢查流程圖,再認真檢查程式
是否出現微小錯誤。多讓學生自己思考方法,或以問題刺激他們思考。

最小公倍數及最大公因數(小四,數學,倍數和因數)

數學科一直是我認為最難有意義融入 STEM 的科目。Codey 因為本身有顯示屏,用來顯示數字比 mBot + 數字管(7 Segment)方便得多。我準備了顯示及輸入的程式部份,讓學生先畫流程圖,以「短除法」的概念設計程式。


在過程中,學生不斷反覆想要「短除法」的過程。到成功後,看到的成果,相比起反覆做的練習更有趣,更有滿足感。

提供的程式部份:



而學生需要完成的部份可以是這樣的:


總結

  • 多讓學生自己思考問題,或以問題刺激他們思考
  • 借助流程圖幫助思考,而且流程圖有助於編程時減少混亂
  • 提供非教學目標的程式,加入提示逐步指引
  • 只教需要用的程式,教太多會令學生感覺複雜
  • 盡量減少組裝(上螺絲),選用簡單易用的編程教具
  • 除錯時可先依流程圖檢查,再認真檢查程式
是否出現微小錯誤