教育部因材網
運用教育部因材網課程包和進度追蹤功能，幫助教師收集學生學習成效，快速準備後續課程內容。教學模式中搭配因材網運用四學策略：學生自學：使用教育部因材網等平台進行自學，善用課程包進行學習。組內共學：組內討論和分享學習心得，互相幫助解決問題。組間互學：組間交流學習成果，進行競賽和比賽。教師導學：老師引導和示範，解答學生疑問，提供學習建議和評估。  

臺南市教育局智慧魔鏡學習平台
台南市教育局開發的「智慧魔鏡-生成式AI數位學習平台」正式上線。該平台運用生成式AI技術，如同童話故事中的魔鏡，能即時回應、學習並生成新資訊。平台具備智慧診斷與智慧出題等功能，促進學生自主學習，並強調學習過程中的反思。其設計符合PISA 2025的數位學習力評測，為中小學生提供易用、安全、個別化的學習環境。由教師社群開發的教學模組，確保生成內容的真實性與安全性，引導學生進行批判性思考與學習。

LEGO Education SPIKE平台
LEGO Education SPIKE平台結合多樣的樂高SPIKE積木組裝圖和程式編輯的教育平台。提供類似Scratch的編輯介面，讓學生熟悉Scratc介面和觀摩各種樂高SPIKE模型來學習STEM概念。

教育部 G Suite (go 網域) 教育雲端平台
教育部 G Suite (go 網域) 教育雲端平台是一個專為教育設計的整合性工具平台。G Suite 提供了一系列強大的應用，如 Google Classroom、Google Docs、Google Sheets 和 Google Slides，這些工具不僅提升了教學效率，還大大方便了師生互動與小組協作。例如：Google Classroom 是一個課堂管理工具，讓老師能夠輕鬆布置作業、提供回饋並追蹤學生進度。Google Docs 為學生提供了即時協作的空間，讓他們能夠共同編輯文件和數據表，增強團隊合作能力。這些工具都存儲在雲端，確保資料安全且可隨時隨地登入。通過使用 G Suite 教育雲端平台，學生不僅能提升數位素養，還能在應用教育科技的過程中培養批判性思維和問題解決能力。

在運用“四學”一起玩變形金剛課程設計中，課程涵蓋自主學習四個理念:定標、擇策、監評、調節。課程運用學生自學、組內共學、組間互學及教師導學的模式進行課程。融入跨領域與新科技，利用智慧機器人、生成式AI及數位平台工具來提升學生的學習效果和解決問題能力。
 
在教學理念及完整性方面
這門課程結合了科學、技術、工程和數學（STEM）四個領域。課程不僅介紹智慧型機器人的基本概念，還涵蓋了生成式AI應用和機器人程式設計，讓學生能在實作中體會「動動腦」與「從做中學」。引入新科技工具與平台，如LEGO SPIKE Prime套件及智慧魔鏡學習平台，讓學生在專案任務中學習。此外，通過教育部因材網和臺南市智慧魔鏡學習平台進行教學，使學習內容更為豐富和完整。透過小組合作和討論，學生不僅能夠學習智慧型機器人程式，更能培養團隊合作和解決問題的能力。

在教學設計及創新性方面
充分利用了生成式AI工具，如ChatGPT和Copilot，來激發學生的創造力和自主學習能力。在課程中，教師引導學生使用生成式AI運用提示語並生成內容輔助學習，並透過Google文件和智慧魔鏡學習平台進行記錄提示語和紀錄學習成果。不僅提高了教學成效，還使學習過程更為有趣和生活化。學生的學習模式中運用教師導學、學生自學、組間互學、組內共學的四學策略：
學生自學：使用教育部因材網等平台進行自學，善用課程包進行學習。
組內共學：組內討論和分享學習心得，互相幫助解決問題。
組間互學：組間交流學習成果，進行競賽和比賽。
教師導學：老師引導和示範，解答學生疑問，提供學習建議和評估。
使學生能在不同的學習活動獲得深刻的學習體驗。特別是在程式實作和競賽過程，學生從實際操作機器人與團隊合作，不僅提升了程式理解能力，還培養了團隊合作精神和問題解決能力。
從困境切入
本課程著眼於現代學生對於科技知識和技能的需求，以及在傳統教學中缺乏動手實作和創意思考的問題，程式學習僅限於螢幕上的動態效果而非透過程式加上實體的體驗，如機器人加上程式指令後的動作。希望通過跨領域和新科技融合的教學設計，培養學生的批判性思維和創造力，並幫助他們適應未來AI世代的挑戰。總體而言，本課程不僅在「動動腦」與「從做中學」上有深度和廣度，更在教學方法上具備創新性，以教代學，教後整理，深入內化。

運用“四學”一起玩變形金剛整個課程的設計注重結合「動動腦」與「從做中學」，學生透過反覆練習和實際操作，能夠熟練掌握機器人感測器運用及程式設計，並能應用於解決實際問題，提高其運算思維與解決問題的能力。
在本教學活動裡如何具體運用四學
適時利用生成式AI工具，如ChatGPT和Copilot，來激發學生的創造力和自主學習能力。在課程中，教師引導學生使用生成式AI運用提示語並生成內容輔助學習，學生並透過Google文件和智慧魔鏡學習平台進行記錄提示語和紀錄學習成果。不僅提高了教學成效，還使學習過程更為有趣和生活化。這種教學方法使學生能在不同的學習活動中獲得深刻的學習體驗，特別是在程式實作和競賽過程中，學生通過實際操作和團隊合作，不僅提升了程式能力，還培養了團隊合作精神和問題解決能力。

教學評量方式：
前測問卷    了解學生的學習起點。檢查Google文件：確認學生運用生成式AI和運用提示語的能力。
自走車測試    檢查自走車外觀的完整度及升降機構的可用性。
檢查筆記    檢查學生在智慧魔鏡學習平台上的筆記，檢查是否記錄了重要學習內容。
不插電的偽代碼    評估學生的程式設計思路，輔助完成程式。
程式畫面截圖    檢查學生在Google keep上的程式畫面截圖。
紀錄與修正程式    評估學生在競賽過程中的理解程式與程式除錯能力。
後測問卷    評估學生在本單元學習內容的程度。
教育部因材網討論區學生的討論    觀察學生的反思和交流。

課程創新與優勢
跨學科結合    通過機器人課程與跨領域學科的結合，促進學生全方位發展。
生成式AI應用    增強學生創造力和問題解決能力，讓學生在實踐中學習。
數位工具與資源    利用數位平台和工具提升教學效果，讓學生在互動中學習。
四學策略    促進學生自主學習和合作學習，提升學習效果和參與度。
課程發想
以「變形金剛」的概念設計功能套件(使用LEGO SPIKE Prime積木)
「變形金剛」的概念已經用在現行的汽車設計、海陸空軍火武器載台，甚至電子產業上，其含義就是在基本又是共通性高的底座上，依功能進行增減硬體套件或是以軟體程式輔助，現有功能即可倍數增加。共通性底座的優點可以降低許多時間成本。
依任務套件功能「由淺入深」設計教學單元
由基本結構的自走車入手，加上簡單易懂的積木與卡榫即可完成具有「變形金剛」的概念的自走車，例如:基本結構加裝顏色感測器的套件即可進行循線主題的課程，如單元三：自走車加裝顏色感測器 - 循線自走車大隊接力。基本結構加裝超音波感測器的套件即可進行送餐機器人主題的課程，如單元五：自走車加裝超音波感測器 - 送餐機器人。基本結構加裝大馬達與齒輪組的套件即可進行貨物升降機構主題的課程，如單元四：自走車加裝升降機構套件包 - 貨物運輸升降機構。
拋棄傳統機器人課程的思維與做法
聚焦在程式課程主題，而不是將上課時間讓學生從無到有進行積木的組合，老師還要隨時留意學生組合的過程，甚至協助多數學生處理組合上的失誤或是找零件，因此在準備階段，除了設計套件自走車載台之外，每組都安排一個整理盒，當天的成果都可以放入整理盒內，下一個上課班級也可以很快上手，老師不用花許多時間在教室內撿積木零件，而是聚焦在程式的進度與套件是否安裝正確。

第一節
流程圖繪製與基本概念    

準備活動（5分鐘）
1.老師拿出流程圖學習單，並說明上面流程圖圖示的涵意，引起學生學習動機。
2.各組領取平板電腦。
3. (定標)概略說明本單元的學習內容，以及學習目標。
4. 說明本單元評分內容與標準。(調節)老師使用臺南市教育局智慧魔鏡學習平台設計並建立前測、後測問卷。

發展活動（25分鐘）
1. 學生自學
(擇策)學生觀看老師的廣播畫面，廣播畫面是情境流程1，請全班將情境流程1利用使用平板電腦開啟流程圖平台或是流程圖軟體練習繪製相對應的流程圖，需要敘述程式的意義或是執行順序。
2.請學生完成老師準備的臺南市教育局智慧魔鏡學習平台前測問卷。老師觀看問卷結果以了解學生學習起點。
3. 教師導學
(擇策)老師說明「循序」的概念，利用廣播畫面呈現情境流程1，請學生對照自己繪製情境流程1的流程圖，開啟平板電腦上的LEGO Education SPIKE平台組合相對應的程式積木。並請學生利用程式備註寫出「循序」的概念。
4. 教師導學
(監評)老師以Veyon系統遠端遙控學生滑鼠與學生共同修改學習單的流程圖。
5. 教師導學
利用廣播畫面呈現情境流程2，請學生思考廣播畫面上情境流程2應該歸於哪一類。
6. 教師導學
老師說明「平行處理」的概念。
7. 學生自學
提醒學生在程式備註上加上概念名稱，目前學生已經了解「循序」與「平行處理」（本次學習單檔案都放於Google classroom的作業內），老師教導學生如何進行畫面截圖與儲存截圖結果，說明後請學生將Education SPIKE平台組合相對應的程式積木截圖後放於自己的程式作品學習單。
8. (監評)老師請學生以OpenID登入臺南市教育局智慧魔鏡學習平台完成筆記。

綜合活動（10分鐘）
1. 教師導學
(擇策)老師使用教育部因材網課程包呈現「循序」、「平行處理」概念教材以及呈現Education SPIKE平台「SPIKE感測器」程式積木自編教材。
2.回收自製流程圖的學習單。
3. 收回各組平板電腦。

第二節
偽代碼與應用實作    

準備活動（5分鐘）
1.以上次的學習單，幫學生複習上次的「循序」、「平行處理」的學習內容。
2.回應各組需要解決的問題，老師提出建議。
3.各組領取平板電腦，學生準備製作專案。
4. (定標)概略說明本節課的學習內容，以及學習目標。

發展活動（25分鐘）
1. 教師導學
(擇策)以教室的Veyon系統派發給全班學生每人一件學習單檔案在各自的螢幕畫面上，請學生使用平板電腦進入Education SPIKE平台開始組合相對應的程式積木，並在程式積木旁邊加上備註，完成後將程式畫面截圖在學習單上。各組將逐步說明紀錄在Google keep上。
2. 教師導學
說明以上的做法叫做「不插電的偽代碼」pseudocode，並說明使用「不插電的偽代碼」的重要，簡單來說，「不插電的偽代碼」pseudocode就是為一些簡單的事情撰寫指示，如果可以詳細的逐步說明來說明任務，這樣會更加讓人理解。
老師呈現：
1. 寫下程式目標？讓機器人需要做什麼？
2. 想一想機器人如何達到這個目標。有哪些具體的步驟？
3. 寫下機器人將採取的每一個步驟。從步驟1開始，繼續下去。
4. 檢視已寫出的，如果機器人需要重複執行任務的情況。
5. 機器人是否需要永遠繼續執行任務還是結束任務？
3. 學生自學
學生以Google帳號登入draw.io流程圖平台(https://app.diagrams.net/)後進行編輯，老師示範如何設定流程圖的Google雲端硬碟連結與共用，讓學生具備更快更完整的程式學習方式。學生在流程圖上做詳細的註釋，老師告訴學生在流程圖完成紀錄之後，再使用紀錄來編寫SPIKE程式。
4. 教師導學
(擇策)老師以如何製作三明治、如何裝飾蛋糕、如何種植種子等生活上的例子。請學生依照這三個主題撰寫指示，提醒學生盡可能以詳細的逐步說明來說明任務，以上都是很好的練習方式。
5. (監評)各組需要整合一個逐步說明，由小組長紀錄在Google keep上，老師使用教室的Veyon系統呈現各組小組長Google keep的逐步說明。學生將逐步說明放入臺南市教育局智慧魔鏡學習平台筆記。
學生可能的回答示例：
第一組寫道：“把花生醬放在麵包上”。於是老師把整罐花生醬放在麵包片上。
第二組寫道：“拿一塊麵包並把花生醬抹在上面”。於是老師在整個麵包上抹上花生醬。
第三組寫道：“拿兩片麵包並在上面抹上花生醬和果醬”。於是老師在兩片麵包的兩面都抹上花生醬和果醬。
6. (監評)學生完成臺南市教育局智慧魔鏡學習平台筆記。

綜合活動（10分鐘）
1. 教師導學
(調節)歸納說明pseudocode，以及如何使用「不插電的偽代碼」的日常生活例子，例如：
機器人需要繞著一個正方形盒子走一圈。它從線的一端開始，朝北。最終會停在線上，朝北的方向。
「撰寫此程式的偽代碼」
偽代碼解決方案：
步驟1：向前移動20厘米
步驟2：左轉90度
步驟3：重複執行步驟1和步驟2共四次
2. 以Google classroom的作業收集學生完成的學習單。
3. (監評)學生以OpenID登入臺南市教育局智慧魔鏡學習平台完成後測問卷。
4. 收回各組平板電腦。

透過上述二節課的教學活動，學生將能夠：
1.理解流程圖和偽代碼的基本概念，並能繪製相應的流程圖。
2.掌握「循序」和「平行處理」的概念，並能應用於程式設計中。
3.熟練使用LEGO Education SPIKE平台和流程圖編輯工具，能夠記錄和展示程式設計過程。
4.能夠撰寫詳細的逐步指示，應用「不插電的偽代碼」於日常生活。
5.在智慧魔鏡學習平台完成筆記和學習成果記錄，提升自主學習和反思能力。

1. 智慧魔鏡學習平台前測問卷
2. 學生自製的流程圖
3. 程式備註中的「循序」概念
4. 截圖並儲存的程式積木
5. 完成的筆記
6. Google keep上的逐步說明
7. 智慧魔鏡學習平台後測問卷

學生觀看老師示範的情境流程1後，使用平板電腦進行流程圖繪製，包括主程式與副程式的設計，並完成智慧魔鏡學習平台前測問卷，以評估個人的學習起點。

組內共學：
學生在小組內討論和比較各自繪製的流程圖，共同修改和改進學習單，確保流程圖的正確性和程式積木結構的完整性，以提升團隊合作和學習成果。

組間互學：
在教師的引導下，學生觀看情境流程2並討論其應用類型，了解並分享不同流程的設計和應用方式，並學習如何在程式備註中寫出「循序」和「平行處理」的概念，從中相互學習和交流。

教師導學：
老師透過廣播畫面和教室的Veyon系統指導學生運用Education SPIKE平台的程式積木，解釋和演示「不插電的偽代碼」的概念和實際應用，並教導學生如何撰寫詳細的逐步說明。

1. 學生能夠理解並繪製基本的流程圖，包括主程式與副程式，並能夠應用於簡單的程式設計中。
2. 學生能夠理解並應用「循序」和「平行處理」的概念，並能在程式中正確使用這些概念。
3. 學生能夠撰寫詳細的「不插電的偽代碼」，並能夠將偽代碼轉化為具體的程式積木。
4. 學生能夠運用偽代碼和流程圖設計簡單的機器人任務，並能夠記錄、分享和改進他們的設計。

在進行「不插電的偽代碼」與流程圖活動的教學中，我發現學生對於流程圖和偽代碼的概念需要更多的實踐和反復的練習來加深理解。
透過實際操作和平板電腦上的流程圖軟體練習，學生逐漸掌握了如何將情境流程轉換為流程圖並進一步撰寫偽代碼的技巧。
特別是在繪製流程圖時，學生能夠通過小組合作，展現出良好的團隊協作能力和問題解決能力。然而，在解釋「循序」和「平行處理」概念時，部分學生仍需更多的引導和示範。
 為了幫助學生更好地理解這些概念，我結合了日常生活中的例子，如如何製作三明治和種植種子等，這些實際的例子讓學生更容易掌握抽象的程式概念。整體而言，本單元的教學活動有效提升了學生對程式設計的興趣和理解能力，未來將更多運用情境教學和實際操作來強化學生的學習效果。