一、課程核心目標
🧱
結構與機構
理解穩固結構、輪軸、齒輪、連桿、重心與支撐，知道造型與功能不一定相同。
💻
控制與邏輯
透過程式指令理解順序、重複、條件判斷、事件觸發，以及馬達與感測器控制。
🔍
測試與除錯
學會判斷問題來自硬體、程式或環境，並以測試紀錄支持改良。
🗣️
合作與表達
能清楚說明任務、設計理由、遇到的問題、修正過程與最後成果。
二、課程設計公式：六大步驟
1情境
從學生生活出發，例如校園送餐車、資源回收車、避障巡邏車。
2任務
設定清楚、可觀察、可驗證的成果，例如從 A 點到 B 點、辨識顏色後反應。
3限制
加入時間、零件數、路線、成功次數等限制，讓學生真正進入設計思考。
4測試
建立一致測試流程，例如直線賽道、轉彎區、障礙區、顏色辨識區。
5改良
讓學生根據測試結果修正結構或程式，至少完成一次有理由的迭代。
6分享
用固定句型說明：任務、問題、原因、修改方式、結果與下一步。
三、學習進程：從積木到機器人
第一層：積木建構層
先建立穩固結構與機構概念，不急著寫複雜程式。
- 穩固結構
- 輪子與車體
- 齒輪與傳動
- 支撐與重心
第二層：動力控制層
讓學生知道機器人依照程式指令動作，並理解誤差。
- 馬達控制
- 前進後退
- 轉彎與停止
- 速度與時間
第三層：感測互動層
加入輸入、處理、輸出的系統思維，進入智慧控制。
- 距離感測
- 顏色辨識
- 力量感測
- 條件判斷
四、40 分鐘課堂流程 SOP
0–5 分
引起動機：用情境、失敗示範或短問題引出今日挑戰。
5–10 分
任務說明與規範：講清楚成功標準、限制條件與評量方式。
10–25 分
設計與實作：小組討論、搭建、程式設計與初步測試。
25–32 分
測試與改良：實際跑測試、記錄結果、分析問題、調整設計。
32–37 分
分享與發表：每組用一句話說明「我們改了什麼，結果如何」。
37–40 分
總結與反思：教師統整關鍵概念，預告下次挑戰。
五、混齡差異化：同題不同層
基礎層 L1
完成基本任務
適合低年級或初學者。重點是能完成主要功能，理解基本結構與簡單指令。
能動能達標能說明進階層 L2
提高表現與效率
適合中年級或有基礎學生。增加精準度、穩定度或附加功能。
更準更穩有改良挑戰層 L3
感測整合與創新
適合高年級或進階學生。加入感測器、條件判斷、變數或完整任務整合。
感測器條件判斷專題整合教學提醒：混齡課不要設計三套完全不同的課，而是同一任務設計三種挑戰等級，讓學生自然向上延伸。
六、評量重點與規準
| 評量面向 | 表現優秀 3 分 | 表現良好 2 分 | 仍需努力 1 分 |
|---|---|---|---|
| 功能達標 | 完整完成任務，且能穩定重複成功。 | 大致完成任務，但偶爾失敗或不穩定。 | 尚未完成主要任務，需大量協助。 |
| 設計合理 | 結構與程式有清楚邏輯，能說明原因。 | 設計大致合理，部分地方需要調整。 | 設計缺乏明確目的，結構或程式不穩。 |
| 改良過程 | 有測試紀錄，能根據結果提出有效改良。 | 有進行修改，但紀錄或原因說明不足。 | 缺乏測試與修正，主要靠嘗試或模仿。 |
| 合作表達 | 分工清楚，能共同說明問題與成果。 | 大多能合作，但參與程度不平均。 | 合作不穩定，說明內容不足。 |
建議總分 12 分，可依課程目標調整權重；若為低年級，可降低程式評量比重，提高觀察與表達比重。
七、SPIKE 課程主題範例
🚗 精準小車
控制小車前進、停止與轉彎，練習馬達控制與誤差修正。
🚧 避障車
使用距離感測器，遇到障礙物時停止、後退或轉向。
🌈 顏色任務車
用顏色感測器辨識不同顏色，做出不同動作。
📦 校園搬運車
將物品從 A 點運送到 B 點，整合車體穩定、路線與任務限制。
🚪 自動門
距離或力量感測觸發開門，理解輸入、處理、輸出。
🧭 巡邏機器人
整合移動、感測、判斷與任務路線，作為期末專題。
八、教師帶課提醒
老師巡迴三問
- 你們今天的成功標準是什麼？
- 現在遇到的問題比較像結構問題，還是程式問題？
- 下一次只改一件事，你們會先改哪裡？
小組角色建議
- 組裝員：負責結構搭建與零件整理。
- 程式員：負責程式設計與修改。
- 測試員：負責測試流程與紀錄結果。
- 記錄/發表員：負責照片、學習單與成果分享。