遊戲製作&S4A初體驗
| 策展人： | 桃園市大業國小 蔡兆琛老師 |
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| 策展單位： | 教育大市集執行團隊 |
| 活動時間： | 2021-12-21 |
| 活動地點： | 桃園市大業國小 |
| 適用領域： | 科技領域-資訊科技、科技領域-生活科技 |
| 上傳日期： | 2024-03-25 |
一、課程介紹Scratch是麻省理工媒體實驗室開發的圖形化程式語言平台。初學者不需先學習程式語言語法便能設計動畫或遊戲。期望通過學習Scratch，啟發和激勵學童在愉快的環境下操作去學習程式設計。
Scratch for Arduino泛指以Scratch為基礎，除了原有Scratch的所有功能外，還可透過各家所研發之Arduino擴充積木，可在Scatch環境下控制Arduino硬體的轉譯器，統稱S4A，它讓熟悉Scratch環境界面的學生可以透過Arduino開發板上的電子感測器取得可用的訊息後，來控制或驅動電子電機等零組件，達到以圖像式程式積木來自動控制外在硬體裝置的設計。S4A主要包含二個部份，一個是以Arduino程式語言構成的「韌體」程式，利用Arduino IDE介面燒錄到Arduino開發板，做為與Scratch溝通的橋樑；另一是增加Arduino的擴充積木，讓使用者透過其所擴充的數位腳位、類比腳位…等程式積木指令以進行硬體的自動控制。
希望透過這個課程可以提升學生在程式設計與開放硬體的運用與學習興趣，以啟發學生創意思維，學會思考的方式和解決問題的能力；在生活的應用上，期許學生除了知道可變電阻在生活中的應用也能動手製作一個運用可變電阻設計的可調整電器強弱的裝置。
學生先備知識，已學會Scratch遊戲程式設計基本功能(動作、事件、控制及運算積木) 。
二、學習目標● 能應用運算思維拆解問題的能力，解決複雜的問題，經由老師所提供scratch遊戲解析遊戲內容後並完成遊戲複刻再製。
● 能動手安裝Arduino開發板及感測器並能運用可變電阻數值完成操控遊戲角色的程式設計。
● 能具備使用科技與他人合作之能力與態度並完成使用可變電阻操控的雙人遊戲設計。
● 能運用可變電阻設計一個可調整電器強弱的裝置。
● 運算思維：拆解問題：請學生分析討論遊戲各角色的控制與動作邏輯。模式識別：能找出木板及彈簧相同的特徵和規則。演算法設計：能使用判斷指定條件(偵測積木)及使用迴圈積木(控制積木)。
三、上課流程活動一、遊戲設計
問題拆解：
● 請學生觀看並試玩教師提供之＂貓咪下樓梯遊戲＂。
● 小組進行問題拆解，請學生分析討論遊戲各角色的控制與動作邏輯後填入表單並分享解析內容。
● 問題拆解後學生進行程式撰寫流程如下表：
| 問題拆解 | 程式撰寫 |
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| 解析：貓咪可使用左右鍵移動方向 |
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解析：板子會往上移動
1. 木板動態效果(A.一開始隱藏 B.出現 C.由下往上 D.碰到岩石消失)。 2. 木板會由下往上移動。 3. 木板到頂端時消失(碰到灰色消失)。 |
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解析：貓咪會停留在板子上
1. 不同條件有不同狀況： 在木板上時？（跟著木板往上） 在彈簧板上時？（有彈跳感） 沒踩到時？（往下掉） |
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解析：貓咪碰到岩石後遊戲停止
1. 播放音效 2. 出現遊戲結束畫面 3. 全部程式停止 |
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解析：遊戲的計時或計分
1. 設計遊戲的計分或計時 2. 增加遊戲的挑戰性及趣味性 |
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活動二、S4A初體驗
| 教學活動 | 活動內容 |
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Arduino Uno相見歡
1. 腳位介紹：數位與類比腳位。 2. 感測器介紹：常用電子元件模組。 3. 擴充板與連接方式介紹。 |
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認識可變電阻
1. 外型介紹。 2. 原理與生活應用。 3. 接線方式。 4. 讀取可變電阻數值。 |
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可變電阻控制Scratch角色(貓咪)
1. 提示學生Scratch 座標圖。 2. 關鍵數值提示，引導學生找到可控制角色的數值。 3. 可變電阻轉化X軸座標程式撰寫。 |
活動三、合作共創
| 教學活動 | 活動內容 |
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合作共創
1. 分組合作，完成一個以二個可變電阻控制的遊戲設計。 成果發表準備 1. 成果發表。 2. 小組自評與互評。 |
活動四、生活應用
| 教學活動 | 活動內容 |
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生活應用25min
1. 介紹麵包板的使用方式。 |
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2. 分組合作，完成一個可變電阻設計一個可調整電器強弱的裝置。 |
四、教學省思在進行本教學活動時，運用「運算思維」問題解決設計，學生先試玩老師提供的遊戲後以逆向工程方式進行推理解析遊戲中的角色及特性，不只讓學生學會程式設計，還要有「做、用、想」的設計思考能力、創造力…等高層次思考，將程式設計邏輯及感測器應用的學習遷移於日常生活中並完成問題解決。
實際教學的過程中，發現學生經過分組討論的激盪後，對於相同問題可以發展出各種不同的解法，各具巧思的創意構想和能源控制設計，確實展現了創客的特質。雖然有時學生提出的構想會限於設備和能力而無法完美呈現，但是珍貴的思考能力和解決問題的熱忱，我仍然會加以鼓勵以延續他們的創客精神。
五、教學活動剪影
領域/議題國小 資訊教育