活動名稱:2023苗栗縣教育處國中小自然數位科技夏令營-國小組
活動日期及時間:112年7月10日(一)至7月14日(五),每天上午9點至下午4點。
活動地點:清華大學普物實驗室
學員人數:小五、小六學生共29位(男16:女13)
課程講師:清大跨領域科學教育中心 戴明鳳教授(中心主任)
課程主題:Arduino-自走車智能自動駕駛
課程照片連結:https://reurl.cc/XE3gVE
課程內容記錄:
附圖:本梯次營隊學員與國立清華大學跨領域科學教育中心戴明鳳教授及助教群合影。
本週為苗栗縣教育處與國立清華大學跨領域科學教育中心(下稱本中心)聯合辦理之2023苗栗縣教育處國中小自然數位科技夏令營-國小組活動(下稱本營隊),本營隊以Arduino自走車實作為主題,授課對象為來自苗栗縣轄內國小五、六年級的學生,由本中心主任戴明鳳教授帶領專業助教團隊,由淺入深的指導學員們從認識何謂Arduino開始,到動手組裝一台屬於自己的自走車,並且為自走車循序漸進的裝備上琳瑯滿目的功能,最後帶著自己做的自走車進行「自動駕駛」的闖關挑戰。
本營隊的核心宗旨為透過讓學員們自己動手實作,讓學員們能將課堂上所學的Arduino相關新知識都深深地烙印在腦海中,並且在未來求學路上靈活地運用,除此之外,透過每天鼓勵學員們進行各式各樣的關卡挑戰,讓學員們在闖關的過程中,體會不輕言放棄的實驗精神與通關的成就感,以期能引發學員們對科學的興趣。
課程首日(7月10日)主題是詳細的帶學員們從認識何謂Arduino開始,漸進式的從了解Arduino的應用與功能,再開始Arduino相關的入門練習,並且在下課前讓學員們動手組裝專屬於自己的自走車;第二日(7月11日)則是開始為自走車裝備上基礎的功能,例如前進、後退以及左右轉彎等,並且透過與超音波測距儀的搭配,來讓自走車具備煞車雷達功能,為本梯次營隊的目標「智能自動駕駛」勾勒出了雛形。
附圖:戴明鳳教授詳細的為學員們介紹超音波感測器的功能及其原理。
課程第三日及第四日(7月12日、7月13日)主題為Arduino自走車的進階實作,學員們需要陸續為自走車裝備上相對前兩日所學更進階的功能,並且將原有功能和新裝備上的功能合併運用,例如AEB自動剎車及轉向系統、紅外線循跡模組以及光敏電阻等,各項功能所搭配的程式難度亦是大幅提升,幸虧經過前兩日扎實的練習,以及助教隨時在旁協助除錯,學員們幾經修正後都順利的完成程式,並且雀躍地帶著自己的自走車進行「道路防撞」與「自動駕駛」等共計八個關卡的闖關挑戰,再透過闖關的過程來做觀測以做程式參數的修正,激發了學員們無限的鬥志與對自走車強烈的興趣。
附圖:雖然程式及車身組裝的困難度皆不斷上升,但助教仍隨時在旁協助學員。
而本梯次課程最後一天(7月14日)的主題便是本梯次營隊的主旨「智能自動駕駛」,學員們先是為自走車搭載上最後一個功能-變速系統,再依序將前兩天的挑戰再次精確地完成,確認程式參數與自己期望的行駛結果無誤後,緊接著便是透過Arduino程式與手機APP的搭配,達到使用手機來遙控自走車的效果,並且讓自走車能與依照學員的指示自如行駛,實現「智能自動駕駛」的目標。
附圖:學員們在完成程式的修正後,非常興奮地展開闖關挑戰。
相信對學員而言,能夠自己從零件組裝到程式設計,最後實際的做出一台可遙控的自走車,真的是非常新奇且有意義的體驗,而學員們最後帶著自走車成品心滿意足地踏上回家的路途,便是本梯次營隊最完美的結尾,希望未來學員們都能將本周所學實際運用於生活中,並且在科學領域持續探索,落實生活與科學的結合與創新的目標。
附圖:學員們很開心的展示自己做的Arduino自走車。