20210313 屏東大學
主題：科技在特殊教育之應用
講義：http://gg.gg/0313pt
講師：黃文玉老師 (shspswenyu@gmail.com)
高雄市新上國小電腦老師
高雄市SCRATCH推廣教師
教育部中小學教師運算思維增能研習種子教師
Facebook S4A社團管理員之一
致力Scratch、Arduino、Micro:bit、Web:Bit等創客教育的推廣(分享一系列的文章)
上課地點：
屏東大學民生校區五育樓十樓(特殊教育系多功能智慧教室)
課程時間：
110年3月13日(星期六)/ 09:00-12:00
110年4月13日(星期二)/ 13:30-15:20
110年4月27日(星期二)/ 13:30-15:20
110年5月11日(星期二)/ 13:30-15:20
第一單元：
認識micro:bit
硬體介紹
micro: bit是一款由英國BBC與微軟、ARM、三星、蘭卡斯特大學等二十九個單位與公司合作，可編寫程式的口袋微型電腦，可看做一台電腦。
Micro:bit 設計有ARM架構的單片機(以ARM Cortex M0處理器為基礎)，板載藍牙，加速度計，電子羅盤(磁力計)，二個按鈕，5 x 5 LED點陣，主要用於青少年的程式設計教育。
這塊開發板內建了低功耗藍牙，以Nordic半導體的nRF51822晶片組為基礎，可以讓Micro:bit之間彼此連結，或是連結至大多數的智慧型手機與平板電腦上。
V2版本外觀
二、micro:bit v2與前代產品比較 (以下資料取自https://www.techbang.com/posts/81836-microbit-new-interactivity)
外觀尺寸：與前代產品相同，皆為5 x 4公分
I/O端子的位置：維持不變，讓使用者可以延續使用各種套件或先前製作的周邊設備。
SoC：由原本的Nordic nRF51822升級為nRF52833
處理器：由16MHz Arm Cortex-M0大幅進化為64MHz Arm Cortex-M4（含FPU浮點運算單元），並內建128KB記憶體與512KB快閃記憶體，並內建低功耗藍牙5.0，以及2.4GHz頻段的micro:bit Radio無線通訊功能。
micro:bit v2也提供PWM、I2C、SPI、電源輸出、4組GPIO、3組可連接鱷魚夾或香蕉插的圓孔端子
新增內建麥克風、喇叭等元件，主機板正面的標誌也更改為電容式觸控感應器
軟體介紹
有很多軟體可以用來控制micro:bit，如大家熟悉的Scratch (這是國小開始學程式設計的最大功臣，採用積木堆疊的方式寫程式)
官方網站介紹兩種編輯器：makecode編輯器及Python編輯器
makecode為積木程式，建議國中小學生來學，網址：https://makecode.microbit.org/
Python為文字程式，建議高國中學生來學，網址：https://python.microbit.org/v/2.0
這次課程採用makecode的線上版來教學，瀏覽器建議採用chrome (也可直接在網址列打上makecode進入)
程式的開始
先執行【當啟動時】的積木(像鱷魚嘴巴，可以吃很多積木)
再來執行【重複無限次】的積木(像鱷魚嘴巴，可以吃很多積木)
只能有一個【當啟動時】的積木，但可以有很多【重複無限次】的積木
認識屏幕的畫面呈現
顯示圖案
內建
自繪
顯示數字，超過2位數，以跑馬燈的方式呈現
顯示文字，超過2個字元，以跑馬燈的方式呈現
顯示積木本身占有時間，顯示圖案積木占600亳秒 (其他程式的積木大都不占時間)
認識程式基本結構
循序結構 (像水由上往下流)
重複結構 (像水的循環，水-水蒸發成水蒸汽-水蒸汽凝結又變成水)
選擇結構 (像水遇到大石頭後，會選擇好走的路) (後面再說明)
(實作)製作簡易動畫
動畫原理
視覺暫留
一般30幀/秒
動畫作品 (但由於屏幕只有5X5，解析度不高，無法做太複雜圖案)
小綠人動畫
歡迎動畫
遊戲動畫
爆炸動畫
....
第二單元：
認識按鍵的使用
(先動腦想一想)如何利用micro:bit開發板來玩剪刀石頭布的遊戲
A鍵、B鍵、A+B鍵；按鍵積木處於一直偵測的情況下。
與其說按下按鍵，不如說放開按鍵。有些開發板按鍵有分【按下】、【放開】及【長按】三種。
剪刀石頭布遊戲
左右同學PK一下
認識變數的使用
何謂變數：會變的數，像分數、時間、存活數....
變數的使用原則
幫變數取一個名稱
設定變數的初始值
計數器
按A鍵新增1人
按B鍵顯示進場總人數
按A+B鍵則人數歸零
轉變成按按按遊戲
(作業)如何控制按按按遊戲在30秒結束後，即使再多按也沒用
(作業)轉變成計步器
(作業)九九乘法練習器(按A鍵顯示被乘數、按B鍵顯示乘數、按A+B鍵顯示兩者的乘積)
第三單元：
認識選擇結構
看是否符合條件，來決定程式的執行方向
如果...，就...
如果...，就...，否則就....(二分法)
體育課時，如果下雨，就在體育館上課，否則在教室上課
如果...(第1個條件)，就...，否則如果...(第2個條件)，就...，否則就...(三分法)
如果遇到紅燈，就停止，否則如果遇到綠燈，就前進，否則就快速通過或慢慢停止(黃燈)。
按鍵本身就是選擇結構
隨機的使用
隨機出拳的剪刀石頭布（有兩種寫法）
（實作）丟骰子遊戲
第四單元：
認識內建感測器
量測環境溫度
製作運動溫度計
量測環境光亮度
天黑請開燈
水往低處流
不管如何翻轉主板，屏幕上的箭頭均會指向下方
第五單元：
運算思維介紹
拆解 (Decomposition): 將一個任務或問題拆解成數個步驟或部分。
找出規律 (Pattern Recognition): 預測問題的規律，並找出模式做測試。
歸納與抽象化 (Pattern Generalization and Abstraction): 找出最主要導致此模式的原則或因素。
設計演算法 (Algorithm Design): 設計出能夠解決類似問題並且能夠被重複執行的指令流程。
利用程式設計來解題是學習運算思維的最好方法
（實作）依序點亮第一列燈：每顆亮燈間隔1秒鐘
認識計數積木
認識巢狀迴圈
所謂巢狀迴圈：就是迴圈內還有迴圈
在外面的叫外迴圈、在裡面的叫內迴圈
外迴圈相當於分針、內迴圈相當於秒針，當秒針走完一圈，分針才走1格 (結合循序結構及迴圈結構)
依序點亮所有的燈
先由左而右、再由上而下
先由上而下、再由左而右
第六單元：
（實作）畫出棋盤圖
找出要亮燈的位置有沒有什麼相似或相關的？
（實作）X字型圖
找出要亮燈的位置有沒有什麼相似或相關的？
（實作）九九乘法表
先了解何者為外迴圈？何者為內迴圈？
第七單元：
認識擴展板
有各式各樣的擴展板
認識蜂鳴器
（實作）播放內建音樂及自己填譜的音樂
全家便利商店入店時的音樂 (簡譜：3 1 5(低音) 1 / 2 5~ 2 / 3 2 5(低音) 1)
認識腳位（引腳）
點亮外接的LED燈（或三色LED燈）
（實作）天黑請開燈
常用外接元件介紹
繼電器
算是一種開關
以小博大，以小電壓啟動大電壓
超音波測距感應器
配合全家歡迎音樂就是一個作品了
倒車雷達
視力保健機
盲人枴杖
簡易保全系統
各式各樣的小車 (下次有機會再介紹)
不少於20種
連網模組 (下次有機會再介紹)
可以玩IoT(物聯網)
設備購買廠商
高雄ICShop：https://www.icshop.com.tw/
台中宇宙機器人：https://www.kodorobot.com/
第八單元：
認識藍牙廣播
心情傳送器
兩人一組，要設同一個廣播群組編號
一人為發送端(如兒女)
一人為接收端(如父母)
發送端心情好時，按A鍵發送happy文字給接收端(自己的屏幕顯示笑臉)，心情不好時，按B鍵發送sad文字給接收端(自己的屏幕顯示哭臉)
接收端接到happy的文字時，會在自己屏幕顯示笑臉，接收端接到sad的文字時，會在自己屏幕顯示哭臉
遠端開燈（播音樂）
第九單元：
小考一下：
題目：請同學設計一個猜數字遊戲，有兩種方式
我出數字，電腦(micro:bit)來猜數字
請同學先出一個1~99的數字給電腦猜
電腦會採用
方法一：隨機猜數字，並將數字呈現在屏幕上
方法二：二分搜尋法猜數字，並將數字呈現在屏幕上
若沒有看清楚，可將板子搖晃一下，重新顯示數字
若電腦猜的數字太小，請按A鍵
若電腦猜的數字太大，請按B鍵
若電腦猜對了，請按A+B鍵，並顯示打勾及猜的次數
電腦(micro:bit)出數字，我來猜
電腦會隨機出1~99的數字
我輸入一個數字
請同學想一想要如何輸入一個2位數的數字
如果我輸入的數字太大，屏幕顯示【向上】的箭頭
如果我輸入的數字太小，屏幕顯示【向小】的箭頭
如果我輸入的數字與電腦一樣，屏幕會顯示【打勾】的圖案，及猜了幾次的數字
搖晃主板，會顯示我輸入的數字
課程特色：
從micro:bit基本課程入門，搭配遊戲製作，吸引學生的學習興趣
從基本程式設計入門，藉由軟硬體的結合，發揮創意，進而完成任務。
在撰寫程式的過程中，會遇到各式問題，從做中學，進而養成運算思維的能力。