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教育再進化─從樂高積木到樂高機器人

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
 
 
 
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
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