新北高中行星基地-STEM+A數位自造教育紮根說明會(1080424)

日期:108年4月24日

時間:下午 1:30-4:30

地點:新北高中

主題:新北高中行星基地-STEM+A數位自造教育紮根說明會

推廣講義:

活動照片:

相關網站:

2017新北創客季-兩岸創客教育論壇(1061027、28)

2017 新北創客季-兩岸創客教育論壇實施計畫

2017年10月27日(星期五) 2017 兩岸創客教育論壇  

主辦單位 : 新北市政府教育局

承辦單位 : 新北市立大觀國中 / 中華海峽兩峽兩岸教育聯合會

2017年10月28日(星期六) 第六屆兩岸產學合作教育高峰論壇  

主辦單位 : 中華海峽兩岸教育聯合會

STEAM與運算思維教學實務班–卡內基美隆大學機械學院入門課程:機器人設計(1060726)

日期:106年7月26日(三)

主題:STEAM與運算思維教學實務班–卡內基美隆大學機械學院入門課程:機器人設計

單位:資訊工業策進會 數位教育研究所

上課地點:台北市信義路三段153號3樓

課程計畫:

課程目標:

  1. 瞭解運算思維與STEAM於學科整合應用。
  2. 瞭解國際機器人教學編制架構與教學內容。
  3. 瞭解數位學習平台、模擬軟體與實體教學搭配。
  4. 瞭解機械工程中需要的技巧(包含簡單機械,基礎物理,解決問題的能力,設計和測試等)
  5. 具備建立簡單機械裝置同時能透過動作編程,將二者整合應用。

課程大綱:

  1. 【開幕式與課程說明】:這個單元會帶領您了解機器人的零件,以及如何更新機器人的韌體。
  2. 【圖型化編程環境介紹】:這個單元會教您如何利用圖型化程式,讓機器人前進與設置馬達。
  3. 【基本移動】:這個單元會教您如何利用圖型化程式讓機器人前後移動、控制速度與控制手臂、操縱旋轉方向與角度等,以及應用程式設計和數學的技巧。
  4. 【感測器應用】:這個單元會教您如何利用圖型化程式,讓機器人使用觸碰感應器與距離感應器避開障礙物、用陀螺儀感應器來偵測旋轉,以及用顏色感應器讓機器人可以對紅綠燈、道路標示等有所反應。
  5. 【程式流程】:這個單元會教您使用迴圈來編寫更複雜的程式碼,並用If/Else 條件敘述式,讓機器人根據感應器的讀取數值做出判斷、重複決策與追蹤路線。
  6. 【學習成果】: 這個單元會請您以救援為挑戰任務,讓機器人執行救人任務,同時防止任務中出現更嚴重的破壞。

課程內容:

STEM Integration in K-12 Education

什麼是運算思維 (Computational Thinking)?

運算思維就是解決問題的方法。
讓我們面對複雜的問題,能夠理解問題本質、發展可能的解決辦法。然後使用電腦、人或兩者都可以理解的方式來呈現這些解決方案。(參考:BBC

分成四個部分:

  1. 拆解(Decomposition):將複雜的問題或系統分解成更小、更易於管理的問題;
  2. 模式識別(Pattern Recognition):為了讓解決問題更有效率,將每個小問題分別檢視,思考之前是否有解過類似的問題;
  3. 抽象(Abstraction):只注意重要的細節,忽略不相關的資訊;
  4. 演算法(Algorithms ):設計簡單的步驟或規則來解決每個小問題。

最後,將這些簡單的步驟或規則寫成程式。

圖片來自 BBC BiteSize

程式是工具,實現「解決問題」的工具。程式語言本身並不涉及運算思維。


VEX IQ 官方網站

VEX IQ Meet the Bots – Starter Kit Robots

VEX IQ Super Kit

Getting Started with ROBOTC for VEX IQ Robot Virtual Worlds

圖片來源:https://content.vexrobotics.com/vexiq/images/SoftwareV2/robotc-graphical.jpg

RobotC Programming Tutorial #01: Getting Started & Basic Functions

Introduction to Programming VEX Robotics in RobotC


卡內基美隆大學機械學院入門課程-機器人設計:

課程網站:CM Asia Learning

VEX IQ – 智能機器人基本動作簡介

  1. 建造智能機器人的最佳練習
    • 最佳實踐導覽
    • 最佳實踐評量
  2. 簡單機械第一部分:槓桿簡單
    • 簡單機械介紹
    • 槓桿介紹
    • 學生槓桿練習
    • 槓桿建構說明
    • 槓桿研究文章
  3. 簡單機械第二部分:車輪和車軸和斜面
    • 輪軸簡介
    • 建造指示-輪軸
    • 輪軸應用
    • 斜面簡介
    • 建造指示-斜面
    • 斜面應用
  4. 簡單機械第三部分: 滑輪
  5. 簡單機械第四部分:簡單機械工程
    • 彈球機問題
    • 彈球機問題評量
    • 起重機問題
    • 起重機問題評量
  6. 編程的第一部分 : 入門
    • 系統配置
    • 你的第一程式 ( 物理機器人)
    • 你的第一個程式(虛擬機器人)
    • 使用
  7. BUG 挑戰:測量移動和轉動
    • 介紹 miniVEX
    • BUG 挑戰賽
    • BUG挑戰賽的學生練習
    • 車輪周長等於 1 圈的旋轉
    • 有關於測量的文章
    • 延伸學習
    • 用測量器測量角度
  8. 第二部份的程式: 向前移動&轉動
  9. 行星單元
  10. 小行星挑戰賽(自選)
  11. 地心引力的重心和摩擦力
  12. 齒輪:建立速度或扭轉力
  13. 機器人奧運會尖峰挑戰

上課教材:

  • CM Asia Learning:goo.gl/uxo2mj
  • 軟體下載:goo.gl/JexuwC
    • 最先裝:ROBOTCforVEXRobotics_455Release.exe
    • 最後裝:ExpeditionAtlantisDemo_August_31_2017.exe

學習資源:

STEAM與運算思維教學實務班–四軸飛行器(1060724)

日期:106年7月24日(一)

主題:STEAM與運算思維教學實務班–四軸飛行器

單位:資訊工業策進會 數位教育研究所

上課地點:

  • 台北市信義路三段153號3樓

課程計畫:

課程目標:

  • 受訓老師能在學習後描述與說明STEAM教學趨勢與創客學習的連結
  • 受訓老師能在學習後正確操作Parrot四軸飛行器
  • 受訓老師能在學習後獨立且正確使用Parrot四軸飛行器程式完成起飛、降落、旋轉等不同操作模式
  • 受訓老師能在學習後設計不同的停機坪
  • 受訓老師能在學習後能依據教學現況進行Parrot四軸飛行器的班級經營管理

課程大綱:

  1. STEAM與Maker
  2. 四軸飛行器機構與飛行原理簡介
  3. 停機坪設計與組裝
  4. 方形、圓形、S型等各種巡航之手動與程式控制
  5. 程式當中的判斷與變數的應用
  6. 教案解說
  7. 班級經營管理

課程內容:

空拍機飛行原理:

簡單的飛機飛行原理:

 

yaw_pitch_roll yaw_pitch_roll_飛行器

四軸正反槳的判斷:

wikidue 四軸飛行器課程介紹

研習所用的四軸飛行器:Parrot Minidrones – Airborne Cargo

飛控軟體:

學習資源:

認識DiFi學習板

課程主題:認識DiFi學習板

參考網站:竹林資訊站 – 宜蘭縣教育支援平台

DiFi 是 Scratch外部感應器另一種選擇。

DiFi 是一塊整合感測元件在板子上的學習板,可省去接線的困擾。直接用這一片,不用再去接擴充板及繁雜的接線,針對短時間(半天)的研習,做基礎教學應該夠用了。

DiFi 以ESP8266系列wifi晶片為基礎,加上繼電器光敏電阻RGB LED按鍵開關紅外線感測器蜂鳴器DHT11溫濕度感測器等感測元件。

除了基本的感測器之外,你還是可以很容易的再連接麵包板及其他感測器。

因為是以wifi晶片為基礎,也可以做遠端遙控喔!

有3種供電方式:110V ~ 200V 市電、MicroUSB、圓孔5V插座

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因為DiFi的腳位和arduino不同,所以WFduino特別製作了一個腳位對照表方便大家使用。

開啟WFduino,選擇[幫助],[腳位對照表],[DiFi]

就會出現腳位對照表

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腳位說明:

A0:讀取類比輸入訊號

D0~D10:數位輸出、輸入,也可以做類比(PWM)輸出。(D9、D10做USB傳輸使用)

3V3:正極(3.3V)

GND:接地(負極)

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實際對照圖如下:

只要將輸出、入腳位用麵包線跟感測器插孔連接,就可以使用。

左上方那個大黑色方塊是[變壓器],可以直接將家用電源的火線、零線(中性線)接上供電。(請參考DiFi第十三課繼電器),比較危險,要注意絕緣,建議教學上不要用。

A是[繼電器]:COM、長閉、常開,接外部要控制的電器。控制方法就是拿一條麵包線,一端接輸出腳位D0~D8其中一個插孔,一端接板子上寫[REALY]的插孔(上圖標a)。使用方法請參考DiFi第十三課繼電器。

C是[蜂鳴器]:控制方法就是拿一條麵包線,一端接輸出腳位D0~D80其中一個插孔,一端接板子上寫[BEEP]的插孔(上圖標c)。使用方法請參考WFduino第七課(蜂鳴器)。

RGB是[RGB三色LED]:燈的顏色分別由板子上的插孔[LEDG](上圖標d)、[LEDR](上圖標e)、[LEDB](上圖標f),來控制綠、紅、藍三個顏色,採用低電位觸發(類似共陽極RGB LED)。使用方法請參考DiFi第2~7課

H是[按鍵]:由板子上的插孔寫[KEY](上圖標h)來控制,使用方法請參考DiFi第九、十課按鍵

J是[光敏電阻]:由板子上的插孔寫[PhotoR](上圖標j)來控制,使用方法請參考DiFi第11課(光敏電阻)

K是[DHT11溫溼度感測器]:由板子上的插孔寫[DHT22](上圖標k)來控制,使用方法請參考DiFi第十五課DHT11溫濕度感測器

M是[紅外線感測器]:由板子上的插孔寫[IRSW](上圖標m)來控制,使用方法請參考DiFi第12課主動式紅外線感測器

板子上寫[D2]的LED由(上圖標D0)的腳位來控制,採用低電位觸發(預設是亮燈)。

數位輸出高電位是3.3V

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使用USB線連接電腦後,板子上有3顆LED會亮

開啟WFduino,選擇連接埠後,程式會自動掃描附近的基地台,此時板子上寫[D2]的LED(上圖標D0)會先熄滅,等它再次亮起來,就是連接完成了。

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更新韌體:

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1.如果要更新韌體,請選[功能],[韌體更新],選擇板子的型號[ESP8266系列]

2.顯示[正在更新ESP8266晶片]。請稍等

3.顯示[更新完成,請按RST重開,已完成重置動作]。

4.請按板子上面的[RESET]鍵,重新啟動

5.等板子上寫[D2]的LED(上圖標D0)燈亮起,再選一次連接port 就可以使用了。

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安裝WFduino

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WFduino新版下載使用方法,請參考:

http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/97509/660050

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安裝離線版Scratch 2.0

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請先連結 Scratch 2.0 離線版 下載網址:https://scratch.mit.edu/scratch2download/

下載安裝檔,然後依照指示安裝即可,過程中會要求安裝[Adobe AIR],就按[確定]把它裝完。

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注意:

WIN7 系統上沒有預設安裝USB連接晶片的驅動程式,所以插上板子不會有動作,請先安裝CH340系列的驅動程式。

參考下載點

win7 http://www.arduined.eu/files/CH341SER.zip

win8 http://www.arduined.eu/files/windows8/CH341SER.zip

Mac http://kig.re/downloads/CH341SER_MAC.ZIP

小學生的 FABLAB 創客教室檔案下載區(黃輝聲老師網頁)

https://app.box.com/shared/iemr21so8a942l6pu9r6tygy787eg7ol/1/3157139133

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安裝CH340系列的驅動程式(WIN7 系統)

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註:win10系統會自動安裝,chromebook也可以省略這個步驟。

下載程式後解壓縮,請點[CH341SER]資料夾

執行[SETUP.EXE]

點[INSTALL],就可以完成驅動程式安裝。

 

相關連結:

DiFi課程目錄
http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/100870/660551

WFduino(Arduino)課程目錄
http://blog.ilc.edu.tw/blog/blog/868/post/97509/641433