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[STEAM好好玩] BOSON新專題「計時器」 實踐兒童程式設計之父Mitch Resnick的創意學習螺旋

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怡婷

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針對孩子的學習而言,家長們該採取的步驟,究竟是學中做?亦或做中學呢?

 

兒童程式設計之父、美國MIT麻省理工學院教授Mitch Resnick,提出了「創意學習螺旋」理論,讓孩童透過專案實做,從想像(Imagine)創作(Create)戲玩(Play)分享(Share),最後回想(Reflect),成為一個完整的學習過程。而這個過程將激發孩子產生出更多想法和創作,使整個過程又從頭而來,形成一個源源不絕的創意學習螺旋。

 

BOSON電子積木正是十分適合作為孩童踏出專案實做第一步的素材。這週,我們要分享的專題是「計時器」,一起來看看吧:

 

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[ Micro:bit]進擊的BOSON+Micro:bit! 如何用BOSON電子積木,讓Micro:bit與燈條同時閃亮亮??

  之前的文章,我們動手玩創意音樂盒,以及閃亮亮的皇冠。過程中,我們使用了BOSON主控板提供電源。但若我們將主控板換成Micro:bit會怎麼樣呢?會不會使整個作品有更多的變化?就讓我們一起動手玩玩看吧!

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陳怡璇

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  在之前的文章[Micro:bit] 使用BOSON電子積木控制燈條閃爍,有跟大家分享如何控制燈條閃爍。這一次,我們來增加一些變化,要比較方便地看它測量出來的數值,所以我們要進行以下幾個步驟:

 

Step1:先下載PuTTY這個軟體。請至這裡下載:PuTTY 。下載完之後,打開PuTTY,並按照圖1設定好數值。

圖1

 

  將紅色框框內的數值輸入好後,按下Save,這樣之後要使用時,按下Load便可以了。這邊要注意的是,Serial line的輸入內容,要至電腦控制台內的「裝置管理員」,去查看連接埠是多少。

 

Step2:接下來在Micro:bit的P0引腳接上傾斜感測器。我們在使用一個感測器前,都要先檢測它輸出的數值,藉此判斷它到底是屬於類比或數位訊號。比方說,按鈕的輸出只會有0與1的差別,因此屬於數位訊號;然而,光敏電阻屬於類比訊號,它的輸出則會有0至1023的變化。

 

  接上後,我們將數值讀出。在基本程式櫃裡找到「重複無限次」積木;在序列程式櫃裡找到「寫入文字」積木;在文字程式櫃裡找到「字串組合」積木,在引腳程式櫃裡找到「類比訊號讀取」積木,並將引腳改成P0。讀者們可依自己喜好更改引腳,然後參考圖2把這些程式方塊組合起來。

圖2

 

Step3:接下來,我們要把燈條也接上,請大家參考圖3。

圖3

 

  接好燈條後,我們要設定使傾斜感測器控制燈條的程式。從邏輯程式櫃裡取出「如果-那麼-否則」積木、「0=0」積木;從引腳程式櫃裡取出「數位信號讀取數位信號寫入」積木。更詳細內容可參考前一篇文章[Micro:bit] 使用BOSON電子積木控制燈條閃爍。將積木組合好後會呈現圖4的樣貌。

圖4

 

  至目前為止,都是上一篇文章就有教過的內容。但這次我們要進行一些改變。因為Micro:bit板子上面本身就有LED矩陣,我們是否可在燈條開關時,也同時改變Micro:bit上LED的狀態呢?一起來看看!

 

Step4:從基本積木櫃裡取出「顯示 圖示」積木,詳細的設定方式,可參考圖5。透過這樣子設定,程式就會在燈條開關的同時,於Micro:bit上的LED矩陣顯示圖形。

圖5

 

  最後,我們將寫好的程式下載至Micro:bit,就可以看到程式顯示的成果了,就如圖6的樣子。這裡也可自己多嘗試使用不同的圖形,只要把基本程式櫃裡的「顯示 圖形」積木換成「顯示 LEDs」積木還可不光用程式內建好的圖形,更能自己畫出圖形呢!

圖6

 

  燈條跟Micro:bit一閃一閃會如何呈現?來看看影片:

 

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[STEAM好好玩]讓小朋友創意學習,用BOSON電子積木打造瘋狂海盜船

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怡婷

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  繼上一次的風車後,這一回,我們要做的是瘋狂海盜船,讓小朋友透過BOSON電子積木和樂高積木,再加上手做的海盜船,充分發揮創意學習,實踐STEAM的教育方式。一起來看看吧:

 

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[Micro:bit] BOSON電子積木呼吸燈條

生活中,您是否有注意到有些燈光除了「開關」與「閃爍」外,還有如同「呼吸」一樣的變化呢?「呼吸」的意思是指,像波浪一樣有著高低起伏,應用在燈光上,就會變成漸漸變亮與漸漸變暗的效果。今天要為大家介紹使用Micro:bit控制BOSON燈條,達到「呼吸燈」的效果。

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撰寫:郭皇甫

攝影:郭皇甫

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  請先將Micro:bit與Micro:bit擴充板準備好,接著將「彩色LED燈條模組」接上P1引腳。硬體設置好後,就可開始編寫程式,程式的概念很簡單,我們要做到的是讓燈條亮度慢慢增加,再慢慢減少,並且一直重複這個模式,請依照下列步驟進行:

 

Step1:初始化引腳與變數。首先找到【變數】→【建立變數】,將新變數命名為「light」後,找到「變數item設為0」方塊,設定item為light,並將方塊放入「當啟動時」內。接著找到【引腳】→「類比信號寫入」與「對應…從低…從高…到低…到高」方塊,將「引腳」改為P1,並將「對應…從低…從高…到低…到高」方塊放入「類比信號寫入」的「數字」內,並設定好「對應…」方塊內的數值(如圖2所示)

圖1 建立變數

 

圖2 類比信號寫入與對應方塊

 

圖3 設定對應方塊內的數值

 

Step2:重複燈條漸亮、漸暗。要讓燈條達到漸亮的效果,您可以從「如何讓數值變大」的方向來思考。首先,引腳的數值決定了燈條的亮度,若數值愈大,燈條的亮度愈高,而在Step1時,我們已經將P1的腳位數值對應到「變數light」中,並且將數值範圍從0~1023改為0~255,這樣的方式也可以讓數字變得較好計算。所以,當「變數light」的數字為0,亮度最小,反之亮度最大。瞭解後,我們要來做一些簡單的加減運算。

 

a.變數light每次加5。從【變數】找到「變數設為」與「light」方塊,並將item改為light;從【數學】找到「+」方塊,並接在「變數設為」方塊的後方,將「+」後方的數字改為5。(如圖4所示)

圖4 變數加5

 

b.變數light每次減5。與上述唯一不同的地方是使用「-」方塊,而不是「+」方塊。(如圖5所示)

圖5 變數減5

 

c.重複次數。不論是加5或是減5,只要各重複51次,即能達到最大255與最小0,因此,請找到【迴圈】裡的「重複…次…執行」,將次數改為51。(如圖6所示)

圖6 重複執行51次

 

d.數位引腳讀取數字。將變數light的數字設定好重複執行累加與累減後,我們還要將變數light每次得到的數字放進P1腳位裡,所以在這邊我們放進「類比信號寫入」的方塊,將「引腳」改為P1、「數字」改為「light」。(如圖7所示)

圖7 類比信號寫入

 

e.加入延遲秒數。最後,我們從【基本】找到「暫停(ms)」方塊,將數字改為30,並接在「類比信號寫入」的下方。(如圖8所示)

圖8 加入延遲秒數

 

  最後,完整的程式碼如下:

圖9 完整程式碼

 

  將程式碼下載到Micro:bit上,看看燈條是否會漸亮、漸暗了呢?您也可以試著使用BOSON的旋鈕直按控制燈條,也能達到漸亮、漸暗的效果喔!今天的介紹就到這邊,下次還會有哪些好玩的應用呢?敬請期待喔!

 

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[ 2018小小自造者冬令營-Boson篇 ] 2018.1.29-2.2小朋友的創作魂大爆發!!

當小朋友遇上Boson電子積木套件,會花生什麼事呢?

在CAVEDU教育團隊主辦的「2018小小自造者冬令營」就真實上演喔!

答案讓你猜一猜:

  • 小朋友大爆走
  • 小朋友鴉雀無聲、啞口無言
  • 小朋友創意大爆發,製造出馬力歐宇宙

答案會是什麼呢?

作者/攝影宗諭 / 楨詒、怡婷
課程時間2018.1.29-2.2
課程講師 品叡、楨詒、皓云、怡婷、偉伶
課程場地CAVEDU教育團隊大本營

 

Boson是由DFRobot開發出來的電子積木套件,也就是藉由一個一個的電子積木,讓孩子與想要學習電子電路原理的初學者們,能夠以更簡潔明確的方式學習。

因為在Boson的電子積木套件中,提供了And、Or、Not的邏輯方塊,所以,小朋友可以透過Boson學習數位邏輯,體驗數位邏輯的符號運用。在此,先簡介一下數位邏輯,讓大家有個初步了解。數位邏輯又稱邏輯閘,就是當我們把一個或多個電子訊號,比方說電壓或電流,輸入一個電子電路,然後這個電子電路透過本身的運算,可以產生出輸出訊號,那麼這個電子電路就是一個邏輯閘。

數位系統中的電子訊號,例如我們剛剛提到的電壓或電流,在數位系統中都只有兩種數值,就是0跟1。比如說,我們可以將高的電壓定義成邏輯1, 而將低的電壓定義成邏輯0。所以,在一個數位系統中最簡單的運算就是邏輯運算,而負責邏輯運算最基本的元件就是邏輯閘。

日常生活中有什麼地方會運用到數位邏輯呢?比方說,我們每天都會用到的電腦,它的主機板就是由許多的邏輯閘所組成;還有我們出國會搭乘的飛機,上面的許多航空儀器,也都是由許多邏輯閘所組成。

與過去極為不同的是,以往台灣的教育較為重視記憶和考試,透過這樣的方式教導學生數位邏輯。然而,現今Boson把邏輯閘實化成為實際可動手玩、體驗的積木,孩子從小便習慣使用,長大後自然對邏輯閘的概念不陌生。

 

超興奮,用Boson做自己的夢想成品

於是,在這次「2018小小自造者冬令營-電力公司」第三天的活動中,CAVEDU教育團隊就讓小朋友們親自動手體驗Boson積木的樂趣,小朋友可說是超興奮完全停不下來!

1 小朋友興奮無比玩Boson積木

2 玩積木停不下來

當天上午,講師先講解Boson的顏色,然後拿出按鈕、組版、跑燈、燈條,讓小朋友親手接起來,他們必須了解積木間方向的關係,才能成功把LED燈接好。接下來,就是讓孩童把自己想要的積木樣式做出來,完成後配合感測器執行動作,製造出他們心目中的魔法棒。

3 LED燈接好

4 點亮了!YA

超能力,小朋友打造馬力歐之宇宙

然而,小朋友們的創意可說是火力全開,大人設定的框架完全限制不了他們!因為Boson可與積木結合,所以小朋友的作品多半與造型積木連結。從一開始的槍、機器人,至後來完全爆發Maker自由創作的精神。

5 Boson積木創作——機器人

6 Boson積木創作——

因有位小朋友最近常在家中與爸爸打「超級馬力歐」電玩遊戲,所以在他的大力吆喝下,大家開始製作電玩遊戲「超級馬力歐」中各式各樣的道具,包括,黃色神秘道具箱、蘑菇、金幣,最後完全一發不可收拾,搭配上Boson積木的聲光效果,幾乎完成一個作品,連教課的講師們皆十分咋舌小朋友充沛的創作力。

7 馬力歐的黃色神秘道具箱

8 馬力歐宇宙

下午則是教導邏輯閘,雖然是比較抽象的概念,但因Boson十分直覺化,所以小朋友們只要按一按、玩一玩,就能搞懂數位邏輯中的And、Or、Not的觀念。

 

超直覺,麻瓜完全可以無痛就上手

然而,Boson可不只是教小朋友好用而已喔!因為DFRobot還有針對最近在Maker界很火紅的micro:bit,推出Boson kit套件包(micro:bit需另購),內附一片micro:bit擴充版,上面有電源開關、六個周邊接頭、音量鍵及耳機插孔。套件包內還提供許多有趣範例,可以立即動手實作。當然,Maker們更可以透過這片擴充板與micro:bit充分結合,找出更多創意十足的玩法。

總而言之,Boson這套電子積木套件提供了非常直覺化的學習方式,讓在這方面自認為麻瓜的朋友們,完全可以無痛上手!

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