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教育再進化─從樂高積木到樂高機器人

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姚凱超｜國立彰化師範大學工業教育與技術學系

陳竑廷｜國立彰化師範大學工業教育與技術學系碩士班

張惠博｜高雄市立空中大學大眾傳播學系教授兼校長

自1932年，丹麥的樂高公司所製作的積木玩具開始，迄今已過了八十幾年。為此，樂高公司特地製作了一部長達17分鐘的影片，用以記錄這歷史的一刻。長期以來，傳統樂高積木以其繽紛多變的色彩與高自由度的特色，深受大眾喜愛，尤其是應用於兒童的教育當中。但是隨著資訊與科技迅速發展的世代來臨，人們的生活型態開始有了改變，傳統的樂高積木也隨著科技的創新，加入了更多不同的機械元素，造就了樂高機器人的問世（樂高演進歷程可見附圖）；本文首先扼要介紹傳統樂高積木與現代樂高機器人的差異，再探討兩者對於教育影響的差異。

傳統樂高積木，依照積木大小與適合孩童年齡可分為四個系列：baby（適合1~18月）、quatro（適合2~3歲）、duplo（適合2~6歲）、lego（適合4歲以上）。多變的顏色可促進孩童對於視覺刺激與色彩辨識的能力，教育工作者可以透過教導孩童操作積木的過程中，訓練孩童對於立體空間的敏銳度以及激發孩童的創造力。在幼兒時期接觸積木者，語言能力的增進也較為顯著。

1998年，樂高公司與麻省理工學院合作，推出EGOMINDSTORMS一系列的產品，幫助各級學校進行機器人教育的推廣。2006年，開發新一代NXT樂高機器人套件─ NXT，使用全新的32位元核心電腦控制器，具備3個輸入及4個輸出接點，輸入可接聲音、超音波、光、觸控等感應器，輸出可連接馬達及燈泡等。核心是ARM7的32位48MHZ-CPU功能。2013年，開發EV3樂高機器人，則具備ARM95之300MHZ-CPU及4個輸入及4個輸出接點，增加了可擴展性及靈活性，並可以使用Wi-Fi連接。

現代樂高機器人，除了繼承傳統樂高積木中可親自動手操作、組裝、自由度高等優點外，透過齒輪、插栓、十字軸、橫桿等仿真機械元件與馬達、光線、聲音感測器等結合積木的組裝，可以有效建立孩童的物理與機械的觀念，並且可以依據孩童的年紀，進行圖控式介面的程式設計教學，並將所撰寫完成的程式燒錄至微處理器當中，以驅動組裝完成的機器人，使得過去較為侷限於孩童教育的樂高積木，可以提升至國、高中以上的教育。

比較傳統樂高積木與現代樂高機器人對於教育影響之差異，可以發現樂高機器人多承襲傳統樂高積木之優點，並且由於樂高機器人結合現代機械結構與程式控制等概念後，使得以往較為艱澀難懂的機械結構與程式設計等教育，可望藉由樂高機器人降低學習的年齡層，且樂高機器人自由不受侷限的特性，也能夠提升學習程式設計的意願。然而，目前樂高機器人仍有一些缺點，例如：售價昂貴，且目前教學途徑，仍以業界補習班居多，學校內對於機器人的教學尚不夠完備等，但是不可否認，機器人教育對於未來產業的發展，具有不可忽略的趨勢，未來機器人教育的發展，仍令人無比期待。（本文由科技部補助｢學習在雲端―揭開科學與科技的神秘面紗｣執行團隊撰稿）

責任編輯：盧妍竹
審校：張惠博

機器人(75) 科發月刊(5210)

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