Arduino創意課程

結合程式、電路、設計、美術的STEAM教育

  1. 各種電子元件的功能與應用

  2. 整合電子元件、程式設計,解決生活中的問題

  3. 手作能力、美感經驗與創意思考

  4. 善用網路資源,自主學習各種課外知識

  5. 產出作品教學計畫,建立完整學習歷程

Arduino創意課程

能夠學到

創意為主 ‧ 技能為輔

面向未來的能力,強調創意的素養

  當今科技進步、資訊爆炸,要培養學生自學以及創新思考的能力,也就是所謂素養導向的教學。

  不能只進行手把手的技能教學,更應該以思考為主、技能為輔的方式,教導學生帶得出教室的能力。

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  傳統的「拼圖式教育」是讓學生照著老師的規劃,一步一步完成指定項目,最終製作出與老師相同的作品,這種教育方式能輕鬆教會學生技能,但往往會限制孩子的創意思維,這也是台灣教育的一大問題。


  我們認為積木式教育才能真正能學會創意素養,利用堆積木的方式,無論學生的擅長的領域、各種興趣、甚至能力,都有機會發揮所長,培養學生面向未來的創意思維。

  每個同學在專題課程中,透過老師的引導,會製作出不同的創意作品。

​學生作品都不同

跳脫傳統拼圖教育,組合建構發展創意

(拼圖式教育與積木式教育)

  課程不使用品牌套件,而是可以在任一電料行購買的通用零件。除了價格低廉、零件容易購買之外,更重要的是材料種類不受廠商侷限,學生的創意也能完全跳脫零件的限制。

  沒有藍圖的專題課程,不受老師與材料的限制,每個學生都能透過自身經驗,製作出完全不同的創意專題。

不是材料包課程

沒有藍圖的專題課程,真正意義的發揮創意

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學完一個專題,但下一個呢?

老師引導不動手,下個專題自己做

  我們學生製作出的專題也許很簡陋、很容易壞、外觀不好看,但這些東西全都是出自學生的雙手,老師在課堂中只會出張嘴,引導學生自己完成專題。

  老師出手只會讓學生依賴,學生沒辦法從錯誤中學習,就算今天完成了漂亮的作品,下一個還是需要老師的協助才能完成,這是我們不樂見的。

  課程產出的作品並不代表什麼,離開課程之後,如何讓學生自己發想、自己動手做,這才是我們應該教的事情。

課程內容

本課程分為四個單元 (12-16小時/單元)

單元1_基礎教學

  針對Arduino相關基礎元件進行教學,協助學生建構基礎知識,在此單元之後,學生便具備開發Arduino相關應用之技能。

單元3_改作練習

  有了自己開發專題的經驗,使學生得以理解網路上其他創作者的開發歷程。透過分析前人的發明,不僅可以於其上進一步改良機構、功能或外觀,更能在此過程中獲得自學的能力。

單元2_微型專題製作

  學生必須在單元1的基礎上,揉合自身生活經驗,思考如何利用各元件發揮創意,應用在解決日常生活情境問題。

單元4_分享

  學生必須整合一整年所學,嘗試跳脫既有的框架,不管是開發從未有人做過的創意應用,甚至是現有產品之跨領域應用,並撰寫製作流程說明,公開分享到網路上。

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單元1-基礎教學

  讓學生透過Arduino單晶片,學習各種感測零件、LED、馬達...等電子零件,搭配程式邏輯,讓學生發揮想像,每堂課程結束後,學生需要思考零件該如何應用。

  • LED閃爍
    指導學生操作電路,並利用圖像化介面ArduBlock操控LED燈,練習單顆以及多顆LED閃爍。

  • PWM訊號
    操控LED燈漸暗漸亮的呼吸燈效果,並以此思考如何製作一個可應用在生活中的創意裝置。

  • 開關按鈕
    讀取按鈕切換開關,延伸製作偵測導電的感測器,以此思考如何應用在不同的感測裝置。

  • 可變電阻
    操作可變電阻,了解類比輸入的原理,以及控制RGB LED,學生需要思考如何在外觀做燈罩。

  • 光/熱敏電阻
    使用光敏電阻以及熱敏電阻,利用數值變化操控LED,製作出特殊的感測設備。

  • 喇叭
    使用Arduino喇叭發出「音效」,可以是警示音、提示音、表示正確、或是錯誤...等音效。

  • LCD面板、超音波模組
    使用LCD面板顯示文字資訊,並學習超音波模組,了解其原理以及應用時的各種限制。

  • 伺服馬達、步進馬達
    了解伺服馬達與步進馬達的特性,並以此兩種馬達製作出一個創意裝置。

  • 直流馬達
    使用直流減速馬達以及學習如何外接電源,控制馬達正反轉,以此製作一個創意裝置。

  • 鍵盤滑鼠指令
    使用Arduino keyboard.h指令,將Arduino作為電腦的鍵盤或是滑鼠。

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單元2-微型專題製作

  學生必須利用Arduino製作一個創意裝置,來學習一件事情。學生自行設定使用者是誰,老人、小孩、貓狗寵物等,學習的事情可以是課業、體育、繪畫、音樂、生活技能等,如:讓自己學習,吃飯時不玩手機。

 

  還必須引用論文、報章雜誌、找尋書籍或醫生、教師等專業人員的建議,證明學習的事情是有其根據的,如:根據教育部體育署建議,仰臥起坐訓練每次4組,每組20下。所以裝置將以20下為單位,達到標準時,裝置就會提示休息。

成果影片-微型專題製作
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單元3-改作練習

  學生自主上網搜尋別人分享的Arduino專題教學,嘗試改良別人的作品,可以是機構或功能性的優化,或者是外觀上的美化,學生必須要從圖形化介面學習撰寫文字的程式語言,並試著看得懂網路教學的程式碼,修改或添加新的程式碼上去。

 

  在這個階段學生會瀏覽大量的Arduino作品,判斷自己的能力並尋找自己有興趣、並且有空間修改的專題內容,必要時須自行購買額外零件或材料。老師提供一個環境,並在適當的時候提供學生資源,讓學生學習自學的能力素養。

成果影片-改做練習

單元4-分享

  創客Maker的形成,社群佔有舉足輕重的地位,學生在學習過程中也吸取很多網路上的資訊。為了讓學生參與社群,學生要使用Arduino製作一個創新的專題並分享到網路上。

 

以下是本單元對創新專題的要求:

  • 從未有人做過的創意應用。

  • 基於別人的基礎加以改良,用更有效率、更便宜的方式製作。

  • 現有產品之跨領域應用。
     

以下狀況無法符合本單元對創新專題的要求:

  • 網路上已經有的專題,如:用Arduino製作3D印表機。

  • 市面上已經有的商品,甚至是價格低廉的產品,如:自動感應夜燈

  • 理由牽強,無法說明此裝置的目的或是意義。


 

  學生要撰寫教學說明,包含程式碼、電路、外觀設計等製作流程,公開分享到網路上,這不僅能讓學生有個真實的學習歷程,更重要的是在社群與他人互動所獲得的成就感。

成果影片-分享
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「教育就是當一個人把在學校所學

全部忘光之後剩下的東西」

-愛因斯坦

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