國小混齡｜40 分鐘課堂｜LEGO Education SPIKE

SPIKE 積木與機器人課程入口站

把「課程設計總覽、教師研習講義、第一堂示範課」整合成一個清楚的課程入口，協助老師從認識套件開始，逐步發展出可教、可評量、可延伸的 SPIKE 積木與機器人課程。

進入課程模組 查看學習路線 未來擴充方向
Core Concept

一、整體課程觀念

SPIKE 課程不只是讓學生完成一個會動的作品，而是透過積木、馬達、感測器與程式，讓學生經歷「發現問題 → 設計方案 → 建構測試 → 除錯改良 → 表達證據」的完整學習循環。

🔧工程設計

關注結構穩定、輪軸、齒輪、支撐、重心與任務規格。

🧠運算思維

從順序控制、速度與時間，進一步到重複、條件與感測器判斷。

🔍問題解決

透過測試紀錄與數據，比較修改前後效果，學會有根據地改良。

💬合作表達

用小組角色輪換、口頭分享與反思紀錄，讓每位學生都參與。

核心精神：給孩子時間思考，嘗試與失敗本身就是學習的一部分。
Course Modules

二、課程 HTML 模組導覽

請將本頁與以下三個 HTML 檔案放在同一資料夾內，點擊卡片即可開啟。三個模組分別對應「總覽理解」、「教師研習」、「第一堂實作」。

1

課程設計總覽

spike_course_design.html

適合放在課程首頁或研習第一段，用來說明整套 SPIKE 課程的核心目標、六步驟設計法、40 分鐘 SOP、混齡分層與評量架構。

課程地圖設計框架整體說明

開啟課程設計總覽
2

教師研習講義與示範教案

spike_teacher_training_updated.html

適合用於教師研習或共備，重點是指導老師如何發展機器人課程，並提供三個示範教案、評量規準與課堂經營工具。

教師共備示範教案研習講義

開啟教師研習講義
3

第一堂接觸 SPIKE

spike_first_lesson_course_design.html

適合直接拿來上第一堂課，主題為「讓小車前進到 50 公分」，建立學生對 SPIKE、合作分工、測試紀錄與改良流程的初步經驗。

第一堂課小車任務混齡入門

開啟第一堂課設計
Learning Roadmap

三、整體學習路線：從套件入門到專題創作

整體課程建議不要一開始就進入複雜感測器與多條件程式。較穩定的順序是：先讓學生完成會動的作品，再逐步建立結構、馬達控制、感測互動與專題整合。

第 1 階段

認識與安全

  • 認識 Hub、馬達、線材、輪軸。
  • 建立收納、安全與小組角色規則。
  • 完成第一台可動小車。
第 2 階段

基礎建構

  • 穩定車體與支撐結構。
  • 觀察輪距、重心與摩擦。
  • 讓學生理解「造型」不等於「功能」。
第 3 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。
  • 用測試結果調整程式參數。
第 4 階段

感測互動

  • 距離感測、顏色辨識。
  • if 條件判斷。
  • 建立「輸入 → 判斷 → 輸出」概念。
第 5 階段

專題整合

  • 校園運送車、避障巡邏車。
  • 回收分類、循線任務。
  • 用作品發表與學習證據呈現成果。
Mixed-Age Strategy

四、混齡教學策略：同一任務，不同深度

混齡 SPIKE 課程的核心不是準備三套教案，而是在同一個任務中設計三種挑戰層級，讓不同年齡與能力的學生都能進入任務。

層級 任務定位 適合學生 教師引導重點
L1 基礎層 完成基本功能，建立成功經驗。 低年級、初學者、需要支持的學生。 降低任務複雜度，先讓學生能做、敢做、願意再試。
L2 進階層 提高準確度、穩定度，或加入一項限制。 中年級或已能穩定操作的學生。 引導學生用測試結果調整速度、時間、車體或結構。
L3 挑戰層 整合感測器、條件判斷、數據紀錄與改良說明。 高年級、進階學生或能力較強的小組。 要求提出明確設計理由，並用數據或測試紀錄證明改良有效。
提醒：高年級不是幫低年級「做完」，而是協助提問、記錄、測試、解釋。低年級也必須有實際操作任務，例如找零件、固定車體、按下測試、記錄距離。
How to Use

五、這套課程資源怎麼使用

先看總覽

用 spike_course_design.html 建立課程全貌：知道為什麼教、教什麼、怎麼分層與怎麼評量。

再帶研習

用 spike_teacher_training_updated.html 帶老師實作、共備，學會自己發展機器人課程。

落地第一堂

用 spike_first_lesson_course_design.html 直接上「小車前進挑戰」，建立學生第一次成功經驗。

逐步擴充

把第一堂的 SOP 延伸到轉彎、避障、顏色辨識、循線與校園專題。

Next Development

六、未來可以繼續發展的方向

1. 發展成 8–12 週完整課程

  • 第 1–2 週：認識套件、基礎小車、課堂規則。
  • 第 3–4 週：穩定結構、直行與轉彎控制。
  • 第 5–6 週：距離感測器與避障任務。
  • 第 7–8 週：顏色辨識、路線任務與條件判斷。
  • 第 9–12 週：校園情境專題、展示與發表。

2. 建立教師共備題庫

  • 每個任務都整理成「情境、規格、限制、測試場、分層挑戰」。
  • 累積學生常見錯誤與教師引導語句。
  • 依低中高年級調整難度，不必每次重新設計全部課程。

3. 串接數學、自然與科技

  • 數學：距離、角度、速度、平均誤差。
  • 自然：摩擦、重心、力與運動、能量轉換。
  • 科技：輸入、處理、輸出、系統控制。

4. 建立學習證據資料夾

  • 作品照片、程式截圖、測試紀錄。
  • 改良前後比較。
  • 小組反思、發表稿與教師觀察紀錄。
Teacher Notes

七、教師實施提醒

先穩定，再精準 第一堂課先確認車體、輪子、連接線與基本程式能穩定運作，再追求距離精準。
測試比展示重要 展示作品只能看到結果；測試紀錄與改良說明，才能看見學習。
一次只改一件事 除錯時避免同時改速度、時間、車體與輪子，否則學生很難知道哪個改動有效。
角色必須輪換 組裝員、程式員、測試員、記錄/發表員輪流，避免少數學生壟斷操作。
不要急著加入所有感測器 感測器是後續擴充，不是第一堂就必須完成的目標。
保留失敗經驗 跑偏、過頭、卡住、感測誤判，都是引導學生進入工程思考的材料。
Materials to Add

八、建議後續補齊的材料

材料 用途 建議內容
學生學習單 協助學生記錄測試與改良。 任務目標、第一次測試、修改策略、第二次測試、反思句型。
教師投影片 用於研習或課堂投影。 課程理念、任務規格、操作步驟、分層挑戰、評量方式。
任務卡 讓小組依卡片自主操作。 L1/L2/L3 任務卡、除錯提示卡、挑戰延伸卡。
評量表 協助老師看見學生學習證據。 功能達標、設計合理、除錯改良、合作表達。