Course Position
一、課程定位：不是拼模型，而是完成設計循環
SPIKE 課程的價值不只在於作品會動，而在於學生能否理解任務、提出設計、進行測試、根據證據修改，最後說明自己的學習歷程。
🧱結構與機構
學生理解穩固結構、輪軸、齒輪、連桿、重心與支撐。
💻控制與邏輯
學生能用程式控制馬達，逐步理解順序、重複與條件。
🔎測試與除錯
學生能判斷問題來自結構、程式、感測器或測試環境。
🤝合作與表達
學生能分工合作，並說明任務目標、問題原因與改良結果。
課程核心：讓孩子從「做出來」走向「說得出為什麼這樣設計」。
Design Formula
二、六步驟課程設計法
老師設計 SPIKE 課程時，可用「情境 → 任務 → 限制 → 測試 → 改良 → 分享」作為固定骨架。這個骨架能避免課程只停留在照說明書操作。
情境
從學生熟悉的生活或校園問題出發，例如送餐車、巡邏車、自動門。
任務
清楚說明今天要完成什麼，例如前進到指定距離、遇障礙停止。
限制
加入材料、時間、距離、路線、成功率等條件，促進設計思考。
測試
用統一場地與規則測試，讓學生知道成功不是主觀判斷。
改良
根據測試結果只改一兩個關鍵變因，例如速度、時間、車體。
分享
用簡短句型說明：原本問題、修改方式、測試結果。
Learning Progression
三、學習進程：從積木建構到智慧互動
第一階段
認識與安全
- 認識 Hub、馬達、線材與基本零件。
- 建立收納、安全與角色輪換規則。
- 完成第一個會動的作品。
第二階段
積木建構
- 穩固結構、輪子與車體。
- 重心、摩擦、支撐與傳動。
- 理解「造型」與「功能」的差別。
第三階段
動力控制
- 馬達啟動、停止與速度設定。
- 時間、距離、轉彎與路徑控制。
- 透過測試調整程式參數。
第四階段
感測互動
- 距離感測與顏色辨識。
- if 條件判斷。
- 建立輸入 → 判斷 → 輸出概念。
第五階段
專題整合
- 校園運送車、避障巡邏車。
- 循線任務、回收分類機。
- 用發表與學習證據呈現成果。
40-minute SOP
四、40 分鐘課堂流程
每堂課都可以使用固定流程，讓學生知道課堂節奏，也讓老師比較容易控場。
0–5 分
引起動機
用生活情境、失敗示範或短影片引出問題。例如：為什麼車子跑歪？為什麼沒有停在指定位置？
5–10 分
任務說明與微教學
只教一個核心概念，例如馬達時間控制、車體穩定、距離感測器或 if 條件。
10–25 分
小組建構與程式設計
小組依任務操作。老師巡迴時以提問取代直接修好作品。
25–32 分
統一測試
全班使用同一測試場域與成功標準，鼓勵學生記錄距離、時間、成功率或誤差。
32–37 分
除錯與改良
每組至少修改一項設計或程式參數，並說明為什麼這樣改。
37–40 分
分享與收斂
每組一句話：「我們原本……後來改……結果……」。最後進行收納與斷電。
Mixed-Age Strategy
五、混齡差異化：同題不同層
混齡課程最穩定的方式，是讓全班做同一個主題，但設計三種挑戰層級。
L1 基礎層
定位：完成基本功能，建立成功經驗。
- 小車能前進或停止。
- 能完成簡單結構。
- 能依規則安全操作與收納。
L2 進階層
定位：提高穩定度、準確度或加入限制。
- 停在指定位置。
- 完成轉彎或路線任務。
- 用測試結果調整速度、時間或結構。
L3 挑戰層
定位：加入感測器、條件判斷與數據證據。
- 根據感測器自動反應。
- 連續測試並比較平均誤差。
- 能清楚說明設計理由與改良成效。
混齡提醒：高年級可以協助提問、測試與記錄，但不能替低年級完成全部操作。每個孩子都要有實際參與的任務。
Assessment
六、評量規準：看見學習證據
| 評量面向 | 觀察重點 | 可蒐集證據 |
|---|---|---|
| 功能達標 | 作品是否完成任務，能否重複成功。 | 測試結果、成功率、任務紀錄。 |
| 設計合理 | 結構、程式與感測器使用是否有邏輯。 | 作品照片、程式截圖、設計說明。 |
| 除錯改良 | 學生是否能指出問題，並根據結果修改。 | 修改前後比較、測試紀錄、反思短句。 |
| 合作表達 | 小組是否分工，成員能否說明自己的貢獻。 | 小組角色表、口頭發表、同儕回饋。 |
Theme Examples
七、課程主題範例
初階任務
- 認識 SPIKE 與安全收納。
- 小車前進到 50 公分。
- 定點停止與速度調整。
- 自動門或簡易升降機。
中階任務
- 轉彎挑戰。
- 避障車。
- 顏色辨識反應。
- 智慧停車場。
進階專題
- 校園運送車。
- 循線任務。
- 回收分類機。
- 救援或巡邏機器人。
Teacher Notes
八、教師實施提醒
先穩定，再精準先確認車體、輪子、連接線與基本程式能穩定運作，再追求感測器與複雜任務。
任務要可測試避免只說「做一台很厲害的車」，要改成「能在 50 公分內停止」或「遇障礙 10 公分內停止」。
一次只改一件事除錯時不要同時改速度、時間、車體與輪子，否則學生不知道哪個因素有效。
保留失敗經驗跑偏、過頭、卡住、誤判，都是引導學生進入工程思考的好材料。