2019冠狀病毒疾病(COVID 19,俗稱新冠肺炎)疫情持續肆虐全球,面對新冠肺炎疫情的影響,防疫期間物資難求,且本校值勤的老師,必須一手為入校學生量體溫、一手噴酒精,相當忙碌及辛苦,於是課程設計結合時事 新聞議題整合學科知識與實作應用能力,將科技教育融入於第一線校園防疫工作,協同跨科跨領域的老師 生活科技、資訊科技、化學科、美術科 ) 並以科學、科技、工程、藝術和數學 (Science, Technology, Engineering,Art and Mathematics, STEAM的跨領域元素實踐創客精神整合、自學、創意、實作為四大理念 )),設計製作「防疫機器人」來代替人力噴酒精等作業,且考量與新課綱結合的關聯性,在過程中融合批判思考問題解決團隊合作的能力養成,增加實務經驗,讓學生擁有創新、獨立思考和解決問題的能力。
學生們從零開始動手實作,透過小組討論及分享表達,設計組裝「防疫機器人」過程中訓練學生創造力與邏輯思考的能力,激發學生學習機器人程式撰寫的興趣 調配防疫酒精 增加學生防疫素養的知識。最後,透過藝術表達能力應用於「防疫機器人」,實踐 STEAM 當中的美感體驗,使學習連結更多美感經驗,有意識地體驗、學習,豐富自身美感素養形塑十二年國民基本教育本於全人教育的精神「自發、互動、共好」的課室風景。
教學活動
一、「防疫機器人」的組裝
1.請小組學生分享組裝樂高積木的生活經驗,並討論組裝積木的心得。
2.說明組裝機器人就像組裝積木一樣,加強學生的信心。
3.請學生確認組裝機器人的零件是否有缺少。
4.引導學生組裝機器人:底座組裝、機身組裝、機身外框組裝、舵機座組裝、舵機座組裝、感測器組裝、機身與底座結合、機身與外框結合、結合舵機座、機身與撥桿結合、結合感測器、結合電池盒、容器安裝與更換。(註:機器人組裝步驟圖解請參考防疫機器人Go !上課簡報~機器人組裝.zip (19MB)」)
5.學生組裝機器人。
二、C 語言與 Arduino 語言的架構
1.說明經由本課程學會基礎程式設計如變數、條件判斷、迴圈及超音波感測器的使用與積木的組合與拆解、數位設計軟體的使用等,並經由一步步的解說與引導,實作出不同功能的機器人,最後希望各位同學發揮想像力,創造屬於自己的機器人。)
2.說明C語言是一種常用的高階語言,由函式(所組成,所謂函式 (是執行某一特定功能的程式集合,Arduino 程式與C語言程式很相似,但語法更簡單而且易學易用,完全將微控制器中複雜的暫存器設定寫成函式 ( functin),使用者只需輸入參數即可。
3.講解 Arduino 的變數與常數,引導學生基礎程式設計,並請小組學生討論,獲得初步的「防疫機器人」程式設計。
三、 防疫酒精的配製
1.播放電視新聞的防疫酒精配製,為何是95% 酒精和水的比例4:1,老師詢問學生如何算出呢?
2.引導學生思考,假設酒精與水比例是a:1,根據體積百分濃度的定義,稀釋後的濃度就是95%× a/(a+1) ,而這濃度要落在有效範圍內,再運用數學的「一元一次不等式」即可求解。
2020年全球爆發新冠肺炎以來,全球各地都深受其害,以封城方式抵擋疫情,臺灣防疫一直做得滴水不漏,直到2021年5月下旬,教育部突然無預警的全國國中小停課,一時之間馬上準備停課不停學,所有師生改成線上同步與非同步教學。
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硬體方面:
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軟體方面:
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