學機器人，到底學到了什麼？
STEAMagazine Vol. 01 運算思維面面觀
採訪 〉 劉冰倩 連庭瑤
撰文 〉 劉冰倩 攝影〉 廖家鴻
「對小朋友來說，上課有會動的東西就好玩！我們小時候，只要打電動什麼都好啊！」CAVEDU阿吉老師（曾吉弘）開門見山地說，他認為引起孩子的學習動機相當重要，機器人是最好的媒介之一。
好學好玩！培養跨領域能力
機器人教育著重兩大部份：機構組合與程式編寫。機構部份，樂高Mindstorm系列發展完整；麻省理工學院媒體實驗室（MIT Media Lab）的Scratch，電腦科學與人工智慧實驗室（MIT CSAIL）的App Inventor等圖形化介面，使孩子的學習程式的門檻大為降低。CAVEDU教育團隊以上述資源為基礎開設機器人課程，採專題導向式學習，學生須開發機器人以完成開放性題目。
阿吉老師舉自走車說明：「要車子自行避障，可以選超音波感測器，也可以選觸控感測器。你選擇的元件不同，需要的機構就不一樣，觸控感測器就要凸出於車體、一碰到障礙車子就轉彎，否則車子會整個撞上去。」阿吉老師認為要碰觸實物，孩子才能對周遭環境與可掌握的資源有真正了解、也才能有效修正。實作與修正是重要的基礎能力。
機器人好學好玩，可讓孩子全神貫注。阿吉老師說：「學生想學，我們就能設計更多議題，培養跨領域整合的能力。現在設計系學生如果懂一點機電，機械系學生懂一點App設計就很吃香，跨領域能力在未來相當重要。」
連結生活經驗，逐步解決問題
CAVEDU如何以機器人幫助孩子培養跨領域能力呢？郭皇甫認為連結生活經驗的教學是關鍵：「教六大機構中的齒輪，我們就讓學生觀察時鐘、手錶、單車。要製作機構，就從大家熟悉的摩天輪開始。」
皇甫老師以樂高動力機器人教機構設計，讓學生熟悉機械運作。學生具備一定能力後再玩EV3機器人，進入數位世界編寫程式。老師說：「無論在哪個階段，重要的都是動手做，跑跑看再說！」
徐豐智告訴我們，要製作機器人，學生必須從收集資料學起：「軌道是方形還是曲形，車子要停幾秒才能轉彎，學生要根據收集到的資料來做作品。接下來就實際測試，失敗了就檢討修正。一步步做完，自己獲得的經驗最寶貴。」
摩天輪這類作品出自個人經驗與美感。CAVEDU團隊另設計「貓空纜車」教案，孩子們必須一起架軌道、討論發車順序、觀察每台纜車的運行，這樣的設計讓孩子透過團體行為、取得共同成就感。學習溝通合作，當然也是機器人教育的一環。
談到團體，我們自然想了解不同性別孩子的學習表現。豐智老師笑著說：「女生比較善於觀察、會注意到細節，讓作品運作比較流暢。」但目前CAVEDU女學生的比例較少，這和家長的觀念直接相關。
機器人？物聯網？
課程到底差在哪？
談到機器人與物聯網課程的差異，豐智老師說：「我想最大的差別在於思考和溝通。機器人是創造者自己的思考，物聯網是機器對機器的溝通。我們寫個程式，在環境光源暗到一個程度時，家裡電燈能自動開啟，這段歷程就是光感測器、電腦、電燈三方的對話。」機器人和物聯網都在訓練孩子的程式邏輯，只是複雜程度有區別。
阿吉老師補充：「物聯網這麼蓬勃，主因是網路頻寬變高、雲端服務和聯網裝置都夠便宜。二十年前要手機、PDA、相機才能完成的功能，現在每支智慧型手機都辦得到。聯網裝置很多，機器與機器會不停對話，資料傳輸量非常巨大，這就是大數據的基礎。」物聯網，是現今世界的重要溝通模式。
Arduino這塊誕生於義大利的8位元開源開發板，讓一般人也能輕鬆成為簡易電子互動式裝置、甚至是物聯網開發者。從電路認識到程式編寫，CAVEDU以手把手的方式帶學員上課、討論、完成作品。
要有夢，也要練運球
「過往教育只重考試，不考的東西我們就不學，所以不太懂得和別人溝通合作，只懂得單方面公式化執行。常看報導說國外學校三點就下課，但台灣學生很難想像那麼早下課要作什麼。」談到創意與人文思考，阿吉老師先分析台灣多數人的成長經驗。
「想培養創意發想與人文思考的能力，要從關懷身邊人事物、去和人互動溝通開始。科技普及使一般人有能力解決生活中的問題，許多創新也出自於此。但技術很重要，技術是實現夢想的工具，要有夢，也要練運球。」阿吉老師語氣堅定。
關懷人群、積極創新、踏實循序解決問題，這是CAVEDU團隊的自我要求，也是對學員的期待。
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