本專案「結合Micro:Bit與創意設計的七彩書燈程式實作課程」融合科技、工程、藝術、數學等多元領域,實踐108課綱核心素養,並因應生成式AI時代學生所需能力進行轉化與創新。以下為專案的具體課程內容與創新教學作法整理:
一、課程設計理念與背景
在生成式AI快速發展下,學生必須具備不被取代的核心能力:運算思維、創造力、自主學習、設計思考與資訊識讀。本課程跳脫傳統程式語法教學,以「生活化、跨域化、普及化」為設計核心,將Micro:bit程式與美感造型創作結合,透過七彩書燈的實作課程,讓學生從中體會科技如何應用於生活並創造價值。
二、課程單元架構與實施流程
課程共設計五大教學單元,內容如下:
1. Micro:bit模組化與陣列程式設計:學生透過雙迴圈、函式、方向羅盤模組等練習,學會結構化思維與模組化控制。
2. RGB LED燈條控制實作:學習霹靂燈、流水燈、彩虹燈等效果控制,搭配RGB色彩理解與接線練習,強化程式與硬體的整合能力。
3. 書燈造型設計與數學應用:透過觀察現有商品、分析線對稱原理,引導學生進行書燈內頁摺紙與外觀設計,融入藝術與數學元素。
4. 系統整合與作品製作:學生將程式與書燈結合,進行組裝測試,確保RGB燈條效果能隨程式正常執行,實現概念原型(Prototype)驗證。
5. 成果展示與影片錄製:每位學生需上台分享書燈特色與設計想法,並錄製30秒說明影片,上傳Padlet等平台進行作品觀摩與互評。
三、創新教學作法
1. AI輔助學習導入:在程式除錯、配色設計、美感靈感蒐集等環節,引導學生使用ChatGPT與生成式AI工具進行輔助學習,強化資訊識讀與問題解決能力。
2. 協同教學與跨領域融合:課程設計結合資訊科技、生活科技與數學教師共同備課,並將「數學對稱」、「設計構圖」、「美感造型」融入教學流程。
3. 普惠資源運用與永續設計:選用回收紙張、平價LED燈條與Micro:bit模組,建立共用教具袋(含線材、燈條、控制器),降低教學成本、提高教材再利用率。
4. 自主探究與任務導向學習:以任務解決為導向,設計書燈功能任務卡,學生依能力與興趣自由選擇燈光效果與書燈造型,強調個人創作與成就感建立。
5. 合作學習與小組回饋機制:學生以2人小組進行設計與實作,過程中記錄任務分工、設計改進紀錄,並於每階段結束後進行同儕互評與反思回饋。
6. 數位平台整合應用:透過Google Classroom進行作業繳交與程式上傳,利用Padlet進行作品展示與互評,大幅提升課後延伸與觀摩價值。
7. 多元評量與素養導向:以學習單、成果錄影、自我檢核表、同儕回饋、教師觀察五面向進行多元評量,培養學生表達、溝通與反思能力。
四、課程亮點成果與深化應用
學生不僅學會陣列與模組化程式設計,更能透過燈光設計與摺紙美學,自主完成具實用性與藝術價值的七彩書燈作品。學生作品風格多元,功能設計創意十足,如閃爍提醒燈、呼吸燈模式、彩虹跑馬等,展現學習成果具體且有深度。部分優秀作品與影片亦作為教學展示資源,用於校內社群與教師增能研習。
五、強化學生自主學習能力的課程設計
課程中特別強調「任務導向、自主探索」的學習精神。每個學生在學習過程中,不是單純依賴教師指令,而是透過「學習單」明確了解自己每階段的學習目標。學生須主動查找資訊(如RGB配色理論、Micro:bit腳位接線法)、解決程式錯誤、構思書燈造型等。這過程中也引導學生運用生成式AI(如ChatGPT)協助除錯與創意發想,培養主動提問與資訊整合能力。課堂上學生可以自由選擇進行程式邏輯設計或書燈摺紙創作,教師則提供學習資源包與技術支援,確保每位學生皆能依照自身步調前進與完成任務。最終,每位學生皆需為自己的作品錄製影片並說明,展現完整的學習歷程與成果。
六、課程普及化推廣與師生反饋
教師透過公開課與校際社群進行教學分享,並於臺北市各大自造教育與科技中心(如石牌、北投等)協助進行教師增能與學生營隊推廣實施課程。學生回饋普遍反映「做中學、玩中學」的模式最能激發興趣與自信心,並產生對程式學習的長期正向態度。