13 師生互動答題機
(2021/07/15)
這是參加聯發科【STEM造課師】的作業,題目:假設您是一間新創公司的老闆,請您執行一個專案,依照設計思考的方式,來解決某個特定問題。
一、作品名稱:師生互動答題機
二、製作發想動機
(情境)前陣子學校有一位自然老師與我聊天,說到以前好像有一種【按按按】的教具,每個學生一台,當老師上課想知道學生的學習狀況,就進行出題,學生利用【按按按】的裝置馬上答題,並且老師端的主機屏幕會顯示學生的答題情形,這樣老師就可以很快知道學生的學習狀況了,問我知不知道這種裝置?我說:有聽過沒看過!自然老師又問:那能不能利用你常在玩的Arduino製作出來,也忘了那時怎麼回答,因此就不了了之了。剛好現在要設計一個專案,就來幫那位老師解決這個問題吧!
三、使用者需求說明
當老師上課時進行出題,學生利用【答題機】馬上答題,並且老師端的主機屏幕會顯示學生的答題情形。
四、實際使用的材料與機具
使用的材料:
老師端:
micro:bit 主控板1塊
micro:bit 擴展板1塊
MAX7219 8X8 LED點矩陣模組1塊
2節AAA電池盒1個
AAA 4號電池2個
母母杜邦線5條
學生端:
micro:bit 主控板1塊
2節AAA電池盒1個
AAA 4號電池2個
使用的機具
雷射雕刻切割機
五、製作過程
(一)使用功能說明:(目前功能為最陽春的第一版)
老師端:
按【A鍵】輸入正確答案
可設定選擇題(選項1~4)及是非題(選項1、2)的單選題
每按一下A鍵增加一,目前可設定1~4(循環)的一個正確答案
按【B鍵】顯示學生的答題情形
利用8X8點矩陣顯示器來顯示學生的答題情形(包含哪些人已答題及其是否答對)
按【A+B鍵】清除學生的答題情形
按【A+B鍵】清除學生的答題情形,也就是將8X8點矩陣顯示器上所有的LED燈關閉
學生端:
按【A鍵】來輸入答案
可輸入選擇題(選項1~4)及是非題(選項1、2)的單選題的答案
每按一下A鍵增加一,目前可設定1~4(循環)的一個答案
按【B鍵】來輸入座號
學生按B鍵來設定自己的座號
每按一下B鍵增加一,設定好自己的座號
此項功能也可移除,直接一開始就設定好學生的固定座號
按【A+B鍵】來送出答案
按【A+B鍵】發送出學生輸入的答案到老師端去
(二)程式撰寫:(根據上面的功能來撰寫程式)
MakeCode程式平台:https://makecode.microbit.org/
老師端的程式:
由於老師端的設備有使用到MAX7219 8X8 LED點矩陣顯示模組,所以要先利用【擴展】添加此模組的積木(可在搜尋列輸入【MAX7219】或【display】)
完整程式如下:
學生端的程式:
(三)製作師生答題機的外殼:
先利用盒子製造機的網站來製圖
MakerCase網站:https://zh.makercase.com/
盒子的尺寸:
長:12公分
寛:12公分
高:4公分
再利用Inkscpae軟體來修圖
由於我的雷雕機只能切割A4大小的板子,再加上我們要在上面盒子挖洞來將主控板及顯示模組外露出來,再將SVG檔利用Inkscape軟體修改成下面兩個檔案
最後,再利用雷雕機來切割椴木,完成外殼製作
五、遇到的困難&如何克服
(一)遇到的困難一:原本本作品是要利用【ESP32的開發板】來當主控器,利用【WIFI連網】或【藍牙的廣播】功能來進行互動
說明:
如果利用WIFI連網,可能因無線AP設備問題,導致無法讓學生全部上網,影響答題功能的實施
如果利用藍牙的廣播來進行互動,找了好多資料,沒有找到可行的方法,這可能需要較高的技術
如何克服:改採用micro:bit主控板來當控制器,因為makecode下已提供【廣播】的積木,可能很方便的讓多塊micro:bit主控板進行互動。
(二)遇到的困難二:廣播時可能出現,導致沒有接收到對方傳來的訊息
說明:
一個班級最多可能有將近30位小朋友,因此有近30個設備,是否同時操作或加大時間間隔來操作,也會影響訊號的接收
除了設備的多寡有影響外,距離對於訊號的接收可能也會有影響
如何克服:
這問題比較好克服,就是老師隨時用口頭來提醒哪些人已答題,如果發現自己傳出的訊號老師沒收到,就再傳1次。
(三)遇到的困難三:這設備是可以商品化,要如何降低成本
說明:目前這商品最貴的部份為micro:bit主控板,希望能將每台的設備成本降到500元以下才可能有人要買。
如何克服:看能不能利用更便宜的Arduino開發板來取代micro:bit主控板,所以這也是技術問題。
六、產出的成品照片及影片
老師機
學生機
測試影片
七、後續功能提升
這【師生互動答題機】是可以商品化的產品
第二代新增功能:
多選題或簡易數學數字的答題
當老師公布答案時,會在【學生機】屏幕顯示O或X,且會【學生機】發出【答對了】或【答錯了】聲響給學生進行趣味性回饋
同上也可以當作老師對學生的【提醒器】,當老師發現學生分心了,就利用【學生機】私底下提醒一下
【學生機】也可以像立法院一樣當作【線上投票】的工具
當作老師的【抽籤】工具,老師可以設定抽籤人數,按下鍵後,被抽中的【學生機】就會有反應
【學生機】具有時鐘、鬧鐘及碼錶的功能
視力保健用:當學生坐姿太差,離桌面太近時,【學生機】會發出聲響來警告
簡易保全機:如果下課時,有同學坐上我的座位,【學生機】會發出聲響來警告
...
第二代外型如下: