【中小學生】小朋友學 EV3 機器人的一些心得,以及小型籃球機實作。

 

作者:蔡依橙

 

 

 

 

關於 EV3 機器人學習的一些心得

 

八月,小孩忽然想上樂高機器人的課,以前趁便宜買且積灰塵好幾年 的EV3 終於有機會用上,當作課後的練習道具使用。目前上了兩個月,有些體會分享。

 

因為我不是工科出身的,上一次寫程式是小學的時候寫 BASIC,很初階,從小也不是 Maker 性格,算是一個外行爸媽的體會。純粹野人獻曝,如果您是高手,還請不吝分享學習經驗與資源,我們也期待能更為進步。

 

 

程式跟機器人不一樣

 

首先,這幾年小朋友流行學寫程式跟機器人,但其上手過程並不一樣,寫純軟體程式,叫電腦畫什麼或算什麼,電腦就會畫什麼跟算什麼;但機器人是軟硬體的配合,變數增加非常多,寫機器人程式的時候,要有很強的現實思維。

 

例如:請電腦畫正方形在螢幕上,就是漂漂亮亮的正方形,但作個機器小車,光四次前進,加上轉四個 90 度,誤差就會非常多,走回原點的機會有八成,就算是很厲害了。

 

以「轉 90 度」這麼簡單的動作,就有非常多種轉法,像是左輪轉右輪不動、左輪不動右輪後退、左輪前進右輪後退,甚至以上三種動作的不同組合,都會造成不同的效果跟誤差!

 

更進一步,連輪子的出力都會影響結果,小朋友習慣出力開到滿,結果都會造成肉眼不可見的輕微打滑,導致誤差變大。如果連「轉 90 度」都這麼複雜,其他複合動作,要做得精確聽話,真的不容易。(我們還沒講到四輪車會需要差速器的問題喔)

 

所以我覺得能把教 EV3 當飯吃的老師,都蠻厲害的!

 

 

EV3 很貴?

 

其次,機器人也有很多流派,EV3 是其中一種而已,也是最常被批評「貴」的一種。比較便宜甚至更強大的,像是 Micro:bit 或 Arduino,都有很大的社群。

 

而我們之所以選擇 EV3,單純是因為這個在我們家附近比較容易找到人教,而且我自己沒什麼工科基礎,看過 micro:bit 跟 arduino,覺得自己可能根本沒辦法協助小孩起步。一個已經有清楚規範跟零組件的系統,對我們這種完全沒基礎的,或許比較容易上手。

 

真開始用 EV3 後,我也發現,如果家裡以前有樂高,不管是傳統樂高或 Technic 系列,都相容於 EV3,所以要做稍微大些的專案時,零件可以流用,不用一直購買擴充,算是樂高公司體貼老用戶的深度用心!在等下會介紹的小作品中,你也會看見我們幾乎都用上了過去的傳統樂高零件。

 

最後,樂高零件很耐操,尤其做到後來要微調時,小朋友怎麼拆怎麼凹,零件還真不容易壞,長期重複使用的耗損率很低。這個也是樂高的傳統強項!

 

總之,EV3 的初始投資的確金額較高,但長期成本可能差不多,尤其孩子會因為「不容易弄壞」,所以放手去嘗試,這本身也是不錯的優點。

 

 

小型投籃機實作

 

小朋友上了兩個月,多數是讓孩子挑一個專案,然後老師帶著做,熟悉基本動作與機器可能的應用。回家後,我都是請他們在家裡從無到有再做一次,讓學習與記憶深化。

 

最近放假,出門玩了投幣式的投籃機,小朋友欲罷不能,在第三次玩的時候,我跟他們說:「這們愛玩投籃,你們回家用 EV3 自己做一台吧。」小朋友很開心的答應!誰知道,這才是辛苦的開始。

 

我們預計做跟大型投籃機類似的,第一局如果有 30 分,就能繼續,如果不到,就只有一局,然後給予鼓勵。也要模仿投幣後,按鈕開始、時間提醒,跟倒數計時。

 

開始作了之後,孩子在程式部分碰壁,我出嘴巴指導了一陣子後,覺得效果不好,想說不自己做做看,也不知道自己出這一張嘴到底方向對不對,是不是能做到的。

 

就這樣一個念頭,就花掉我一整天的假日白天,畢竟上次寫程式是小學時候了。但還好,最後靠著清楚的 help 功能,理解各種指令,分開控制時間軸與計分迴圈,經過非常非常非常多次的測試,終於搞定。

 

因為有了好的作品,也要懂得介紹,所以再帶著孩子,示範用結構式的方法,介紹自己的作品。

 

 

 

 

嚴格來說,不是很完整的作品,但也盡力了。不夠好的地方在於:

 

  • 得分的偵測率不是太準確,離大型機台的品質非常遠,推測是因為我們的距離近,很容易受手的干擾。
  • 以及,原本這是距離感測器,樂高設計主要是水平偵測,但我們用在垂直落下,過於快速的晃過,似乎偵測頻率有時候會跟不上。
  • 我自己的跟孩子的程式,耐操程度都不好,有些流程不是很直覺。但繼續修下去,可能要多修一整天才行,明天又是週一,晚上得複習的功課不少,就先停在這裡了。

 

我的版本作出來之後,小朋友們看到「原來真的可以」,就也能突破之前的極限,陸續從零開始,完成自己的版本。然後也試著用自己的方法去呈現。

 

在這裡你也可以看到,即使你都看過別人的作品,等自己去做的時候,還是會截然不同,這是因為每個人慣用的指令與樂高零件都不一樣,對於空間與流程的想像也不同,真的很有「創作」的感覺。明明一樣的主題跟目標,但做出來的東西就是不一樣,而且反映了作者的個性。

 

國一姐姐的作品,特別在於其精緻度,球竟然是可以收納的,而且小小空間收五顆,最後的球池收圓邊平順,只是有點像祖墳的墓埕,就是大家站著拜拜燒金紙那區,但我想他掃墓的經驗不多,可能沒這樣想, 整體進球偵測率好像比我的好,這跟他的球特別做得比較大顆有關。

 

前面我的版本,用的其實是女兒設計的球,因為我自己做的球小顆些,偵測率很差,乾脆借他的球來用。這個籃框、球與偵測器的適配度,也是我們弄了好久的課題。

 

 

 

 

小學三年級的弟弟也試著作了自己的版本。弟弟對於樂高積木比較有愛,他平常就會去拿零件來組,所以作品中也用了最多的樂高。斜坡的設計、收納盒、擋板的規劃都不錯,但偵測器的擺放、設定與進球適配似乎沒有很好。但說真的,我也不知道要怎麼進步,所以就這樣啦。

 

 

 

 

這些都不是怎麼了不起的作品,因為教育的本質就是學習與練習,看起來像是扮家家酒,這是因為,跟實際做出能商業運轉的作品相比,這就真的只是扮家家酒。

 

對於三個沒有 maker 基礎,三個小學生程式程度的爸爸與兩個孩子來說,大概就是這樣了 XD 如果您有更好的學習資源,以及學習建議,也歡迎分享,我們也很希望能繼續進步。

 

 

閱讀筆記 / 小孩教養

 

 

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