科學魔法車營隊

科學魔法車營隊
暑假中幫我們學生共29人上了科學魔法車的營隊課程，這是學生的部份成果，其他有些作品因為我在幫學生除錯，所以沒拍到。

看到影片的記錄，很多人大概以為要花上很多時間才有辦法做出這樣的成果吧？這次的課程屬於初階課程，兩天共12小時可完成。這群學生是資優班的，裡頭有國七升國八和小六升國七的，但是別有先入為主的觀念以為只有資優班才能作。

這樣的課程我教過中途班的學生（國八和國九）和資優班（國七+小六）的學生，也就是說多數人想像中的「上限」和「下限」的國中生都上過了，他們都做得出來，所以一般生絕對沒問題，就算沒學過理化也沒關係。

課程緣起

上這個課程是我主動跟校方提的，一方面是有幾個學生在日後作生物和物理的專題時，可能會用到這部份的電子知識，所以我想來教他們。二方面是我想創造我的附加價值-「除了教生物，我還會什麼」。記得數週前，學生在看到報名表的時候，最驚訝的是授課老師居然是教生物的老師，他們說「老師，你不是教生物嗎？為什麼會這個？」「啊就興趣啊」

我很推薦透過這個課程學自動控制、學機器人，這比樂高便宜且方便許多，因為不需要用電腦寫程式。我朋友看到我推薦這課程，有進一步詢問，不過知道價錢要約莫1000元就有點嚇到了，其實這個價錢真的算便宜了。雖然那些零件除了開模製作的車子外，其他自己買也都可以，厚工一點，車子也可以自己Hack。但是透過購買來支持發明者也是應該的，而且自己買那些零件真是蠻麻煩的，如果你有自己去電子材料行東市買駿馬，西市買鞍韉，你就會知道那有多累人了，人家一包包弄好的確方便很多。（雖說到這些地方瞎拼，是我們這類Maker的興趣）

不過這個價錢對某些學生可能也是負擔，昨晚跟家祥老師在網上聊也談到這個問題。他在社團課開設了這個課程，他的作法是自己買來借學生用，不過零件弄壞要賠錢。此外他也提到或許也可以叫學生自己負擔電子零件包的錢。（一份150，不含車子和麵包板）

我覺得這是好主意！麵包板壞不了，主要擔心的是怕車子從桌上摔下來，小耳朵會斷掉。零件的部份，也只有LED和IC可能會壞掉，其他除非蓄意破壞。而LED一個1元，IC一個10~15元，都比飲料便宜。

再來講講我憑什麼教這個課程？明明我就是學生物的。原因有二，一是人家曹老師都把講義、說明、圖片、器材都準備好好的，我不太需要再準備什麼。二是我有豐富的挫敗經驗，我知道學生組錯是哪個部份出問題。我覺得當老師的「心態歸零」是很重要的，這樣你才會知道初學者會遇到什麼問題。


在過去的電子電路學習路上，我曾經找過許多教科書來看，但總還是覺得有個隱形門擋住我。一直到我玩了科學魔法車之後，我才知道原來那道隱形門是因為教科書說得太清楚了，但是少了簡單的實作。這事情很奇妙，說得太清楚，反而不是我需要，但是說得太簡單，我卻又沒辦法複製。

我把先前在blog發表過有關「科學魔法車」的心得文章整理後，寫成這篇初心者的電子路（pdf），有興趣可以讀一下。




課程安排

這次課程是12小時，每三個小時分成一段。第一段可以教前三課，這包括第一課認識電子零件，但是不用把所有零件一次全教，應該等到要用到的時候再教。第二課電路基本實驗：電阻、電容、串聯、並聯、繼電器、反向器，和第三課光影控制，用光敏電阻控制動作。

然後就有大任務：繼電器七關，要做出光照和黑暗時有不同的動作。動作有七類：直進、直退、左前彎、右前彎、左後彎、右後彎、停止，我就任意排列組合出幾種組合動作讓學生用繼電器配線完成（例如光照時直進、黑暗時後退）。這個基礎任務真的很重要，因為後續一些難一點的任務（例如巡跡或是障礙停止），都會需要這個基本能力。懂了之後，要設計出車子開到桌子底下自動停車，就變得很容易了。

第二段就以第四課的紅外線感應為主，要作到不落桌、或是遇障礙物轉彎，最後要作到用兩塊板子各控制一個輪子。

第三段就要挑戰用雙麵包板走三關：「S型黑線巡跡」、「曲折獨木橋」、「走彎曲迷宮」，然後可以再延伸改裝成「手懸空控車穿越障礙，或推落物體」。兩個板子的會弄了以後，可以再改回用光敏電阻控制，然後用雷射光來遙控左右轉。最後講第五課用雙麵包板做出大小聲控制車輛動作，無聲時直進、小聲時左彎，大聲時後退。

第四段是第六課的反覆動作，要設計花式動作。還有第七課的創意內容，像是「走黑線圓圈，但前遇障礙就停」

授課建議

兩天的課程中，除了套件內含的四顆電池外，還需要至少四顆電池。我學生有幾台車子不能動作，就是因為電池電壓太低，推不動繼電器，另外老師也還要準備個三用電錶檢查電壓。

這個課程當中，給挑戰任務是很重要的，如果都是有現成答案的，學生就只有照抄而已，激不起鬥志。此外，應該要作些差異化教學，給不同程度的任務，有簡單有難，學生自己依程度去挑戰。雖說有簡單的，但是學生還是很願意挑戰難的。

要教學生自己除錯，有些只是線插錯格，重新檢查一下就會發現，不然一群人都等著老師幫忙除錯，老師也忙不過來。當遇到待除錯的人太多，我就在任務進行中調查已完成的人，指派他們當助手協助除錯，這也是一種作法。