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【Project Study】IoT for Kids:讓孩子愛上動手操作

作者:劉繼珩

本專案為2015年《Ameba阿米巴物聯網創意設計大賽》得獎作品(入選),開發團隊為「Play Lab」,希望將教具變成有趣的玩具,並結合科技,讓孩童在玩樂中學習,喜歡上自己動手操作的感覺。

近幾年,美國教育界興起一股STEM教育熱潮,所謂的STEM即為代表科學(Science)、科技(Technology)、工程(Engineering)及數學(Mathematic)的教育,團隊希望STEM教育能在台灣深根落實,讓台灣的孩子與世界接軌,所以成立了遊戲實驗室推廣兒童科技教育,同時也致力於開發自己的教具,期許能帶給孩子更多學習的動機。

功能&運作

這次製作的兩款科技教具,是以壓克力及各式電子零件製作的彈珠台與投石車,透過視覺化程式介面,各年齡層的孩子都可以透過類似Scratch的程式積木,控制投石車的投射動作,或是設計彈珠檯的遊戲規則。當教具透過WiFi連線時,彈珠台的每個球道可以觸發投石車的各種動作,增加科技玩具的趣味性,此外,老師還可遠端控制所有小朋友的教具,方便解說彈珠台與投石車的原理,以及如何用程式積木進行控制。

IoT for Kids系統概念

IoT for Kids系統概念

  • 彈珠檯
    使用素材:壓克力板、Ameba開發板
    運作概念:彈珠檯設有八個球道,每個球道的下面裝置了光敏電阻,利用光線亮度的變化判斷是否有彈珠通過球道。
IoT for Kids彈珠檯設計圖

IoT for Kids彈珠檯設計圖

IoT for Kids彈珠檯成品

IoT for Kids彈珠檯成品

  • 投石車
    使用素材:壓克力板、Ameba開發板
    運作概念:車體可分為履帶車、中間的圓盤、投石機構,透過直流馬達、伺服馬達分別控制所需功能,完成前進、旋轉、投射的動作。
IoT for Kids投石車設計圖

IoT for Kids投石車設計圖

IoT for Kids投石車成品

IoT for Kids投石車成品

同時,團隊也以Google開發的視覺化程式介面函式庫(Blockly)為基礎,為彈珠檯以及投石車設計了多種不同難度的程式積木於教學網頁上,並利用Ameba開發板的WiFi功能,將視覺化程式介面的網頁、彈珠檯及投石器連上IoT For Kids平台,更新或取回即時資料庫Firebase的指令或資料。

解決了哪些問題?

IoT for Kids系統希望能提高孩子的學習意願,在玩樂中學習程式邏輯的思考,從彈珠檯或投石車的設計了解光敏電阻、七段顯示器、LED、直流馬達、伺服馬達的原理,進而思考如何設計自己的玩具,或解決生活中的問題,另一方面也讓老師能擁有不一樣的教具啟發孩子。

技術上有什麼突破?

這套系統除了支援團隊開發的教具,也能整合現成的教具,開發者能夠將自己設計的教具與IoT for Kids平台串接,團隊可以為這些教具設計程式積木,讓各種年齡層的孩子都能從中學習,當開發者的教具連上網路後,也能讓教具與教具之間有不一樣的互動。

未來能怎樣運用?

未來可以為彈珠檯與投石車設計更多的程式關卡,讓孩子闖關,同時增加社群功能,可在平台上分享自己設計的程式積木,並與其他孩子交流討論;除了網頁版的視覺化程式介面,還可增加平版及手機App,讓學習不只侷限於電腦前。

團隊介紹

Play Lab

由王證淇、Xeon Su、林偉棻三人所組成,期待藉由這套系統培養孩子邏輯思考、運用資源解決問題的能力。

劉繼珩

劉繼珩

因為喜歡文字,所以成為編輯;因為喜歡與人互動,所以熱愛採訪;因為喜歡有溫度的生活,所以樂在自己動手做;因為以上的「喜歡」,進入了Maker圈,想藉由非專業IT產業人士的視角,用一般人都懂的語言解讀自造生活。
現任MakerPRO特約主筆及Freelancer。
劉繼珩

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