設計階段
本階段主要完成因材網及機器人教學模組設計。設計因材網及機器人課程單元、教學目標、教學策略及活動、機器人操作手冊、學習單、評量表等。以下以數學角度為例,設計一因材網與機器人教學模組:
此課程教學時間為8週,每週2節課,課程以因材網角度及旋轉單元開始,接著教師以原住民打獵來引導學生設計機器人程式走迷宮。打獵是原住民熱愛的活動,甚至是成年的象徵,還是部份族人賴以維生的技能,打獵進入深山,如同進入迷宮一般,如何了解地形與情勢,需冷靜判斷與分析。課程引導學童分組程式設計與測試機器人,最後則是小組走迷宮競賽,範例說明如下:
(1)第一階段:教師與學童事先準備好上課所需之資源,並將學生分組。學生觀看因材網「角度及旋轉」單元,並做練習,教師確保學生瞭解「角度及旋轉」的知識概念.
(2)第二階段:a.教師進行問題引導:機器獵人在山中追捕山豬,山豬躲在迷宮森林中的某一處,學童需在最短時間內從迷宮起點走至終點以獵捕山豬,競賽場地如下圖6,接著請學童討論該怎麼移動機器獵人的方向及角度。b.教師介紹「機器獵人」之程式設計概念。教師詳細介紹其中的條件敘述(switch)、迴圏概念(loop)、超音波感測器(偵側左右是否有無牆壁,以決定機器獵人的轉向)、觸碰感應器(機器獵人碰觸牆壁時,進行後退並轉向的動作)以及顏色感應器(讓機器獵人能停止在紅色區域),瞭解程式設計的基本概念後,學童才能學會如何控制機器人。
(4)第四階段:小組進行機器獵人程式設計之分工與討論。
(5)第五階段:請小組開始設計程式, 並讓學童在比賽場地中進行機器獵人的行走測試,直到熟悉為止。
(6)第六階段:請學童發表該組測試程式時所用的步驟與方法、遇到的困難及解決策略。
(7)第七階段:教師指導並協助學童解答與解決困難,之後進行小組機器獵人走迷宮競賽,記錄各組完成時間。
(8)第八階段:各組從比賽中,選出最快走至迷宮出口抓到山豬的機器獵人,並請小組分享競賽心得。
(9)第九階段:教師針對角度、旋轉及機器獵人程式設計進行複習、講評及綜合討論。
圖6、機器獵人迷宮競賽場地