自動化機械與機器人製作課程

〈每堂課完成一個不同的自動化機械或是執行特定功能的機器人，整堂課包含機械結構實體組裝與電腦程式編撰〉

年齡：國小四到六年級與國中一年級到三年級

課程詳述：

自動化機械與機器人的課程乍聽之下，好像是非常艱澀深奧的領域，國小、國中的孩童能接觸嗎？他們聽的懂嗎？透過適當的器材教具是完全沒有問題的！

在一堂課中，區分為機械的製作與程式的編撰設計，例如：先經由老師對於結構的分析，學習者組裝一個遊樂場常見的『海盜船』，在機械結構上，學習者要設計考慮如何運用馬達去驅動它，要多大力量〈齒輪組的搭配〉，以及海盜船在擺動時，如何運用結構及建築的技巧，達到穩固的目地，不至於甩動的力量造成結構的崩解。

在初步完成製作後，就進入程式編撰的部分，程式在排列機械運作的流程〈動作〉的先後順序，例如：海盜船先左擺還是右擺，動作要來回擺盪幾次；盪到多高的高度；是否要360度的旋轉；是否要安排將海盜船停留在半空中；海盜船運作的同時是否再加上編曲音效的功能等等…………….只要學習者能用正確的程式語法、合乎邏輯〈一個事件的合理性、完整性、正確性〉，機器就能照著製作者的創意與安排，執行出正確的動作〈需經過不斷的測試與修正〉，才能完成原先的預期與設計。

操作重點與益處說明：

一、百分之八十的機械結構製作，已經脫離中低年級時看『組裝圖』依照範本製作的模式，幾乎經由老師在白板上繪製結構分析圖，分析此機械裝置組裝的大方向，與特定零件的用法，直接就由學習者開始製作機械實體，不會出現學習者作品相同的情形。

益處：學習者必須不斷嘗試組裝後的效能，更新適切的零組件，直到發揮預期的效能，每位學習者皆能達成製作主題，但每個人使用的組裝方式、零件，技巧則皆不相同，可以有機會相互比較、觀摩、討輪、與修正的機會。

二、在製作的裝置中，淺藏了大量的機械、物理觀念

益處：包括〈摩擦力、離心力、反作用力、浮力、光的折射與反射、能量等物理觀念以及機械上的各類動作應用，垂直、水平、扇形、圓周等各類往復運動，機械裝置上速度、力量的考量，生物動作的機械模擬，跳躍、爬行、蠕動、四足步行、兩足步行等…………….製作題材多元而廣泛〉

三、程式編撰中的邏輯訓練及程式語言表達能力

益處：人要作個拿起筆的動作輕而易舉，換作沒有生命的機械要作出這個動作，就必須  透過程式的安排，排列『機器拿筆』這個動作的先後流程，程式編排的方式可能有非常多種，無論如何編輯，必須合乎邏輯和程式語法，邏輯好的學習者，簡單的流程就編撰好了『機械拿筆的動作』，邏輯能力差的，可能編撰了一個相當攏長的程式才完成了『機械拿筆的動作』。藉由程式是訓練學習者思考、冷靜、預設、規劃非常好的一種方式。

　　『程式語言、程式語言』，既然是語言，就能夠作出描述，描述程式也是學習者重要的一環訓練。

四、透過程式，訓練細心、謹慎、找出問題的針擷所在。

益處：此課程的最重要意義，在於訓練學習者能夠找出，我的設計，為何和原的期許或預設動作有所落差。此課程幾乎沒有所謂的一次成功，反覆不斷的測試執行、找出問題、解決問題，才是此課程的精髓所在。

五、數學的運算

益處：程式中包含了數學運算的功能，舉例說明：一個能夠容納20輛車的停車場系統，就必須運用到程式計算的功能，並適切的將數的計算，與停車場機械柵欄的系統相互配合。

六、無線創意的延展

益處：將學習者心中所想像的，真實的利用積木和程式呈現出來，當完成設計以及機械設備正確作出動作，此時得成就感是難以言諭的，學習者之間可以彼此欣賞每個人創意的發揮。

毛毛老師的話：以上是自動化機械與機器人製作課程詳細說明，課程對於學習者的影響層面是多元的，除了上述所提及的益處外，也在此課程中發現現在多數國小國中生普遍缺乏，判斷、思考、組織、規劃、整理以及解決問題的能力，已經顯少有人將問題的處理與解決當成是自我挑戰、自我突破。但藉由此課程慢慢發現學習者漸漸將處理問題、解決問題當成是正面的、快樂的、越來越有自信，這也是我們課程老師在教授過程中感到值得欣慰之處。