iPOE 編輯部整理課程設計中若能妥善運用教具，不但能激發學生的學習興趣，亦能發揮輔助教學的良好成效。本篇邀集第一線的教學教師，分享他們使用科技教具的心得。昌福國小呂聰賢老師的「程式教育光速球」，介紹水陸兩棲的發光小球機器人，為學生帶來程式編寫的樂趣；除了現有教具，只要轉換角度，舊物也能有新創意，新市國小張博勝老師的「全黑板投影技術」，讓整張黑板都能同時投影和板書，上課不用再遷就於搖晃的投影銀幕；德音國小張原禎老師的「AR App & 應用網站介紹」，運用360 度全景相機製作內容，搭載Cardboard 與手機，就能擁有最實惠的AR 體驗；和平高中張為屏老師的「AR沙箱製作經驗分享」，和大家聊聊利用報廢課桌椅拼裝組合沙箱的實作經驗；天母國小沈佳慧老師、富安國小高德祥老師的「OSMO與9大App」，介紹專屬iPad、兼顧玩樂與學習的獨特遊戲配件，讓iPad 成為孩子的優良學習玩伴。
Sphero SPRK+ 程式教育光速球
文／圖 呂聰賢
Sphero SPRK+ 程式教育光速球、Sphero應用app
應用程式——Sphero Edu App
Sphero SPRK+ 需搭配「Sphero Edu」App， 下載程式安裝後， 打開手機或平板的App，將裝置和SPRK+ 靠近就可以自動連接。Sphero Edu 功能完整且有中文介面，所以即使是第一次玩SPRK+ 也不會有太大困難，Sphero Edu 可以幫助你熟悉SPRK+ 的遙控操作和程式編寫，包括快速旋轉、飄移甩尾、360 度空翻、彈跳和變換色彩等。
【 3D 模型 】 以3D 模型動態展示SPRK+的內部結構， 包括馬達、滾輪、電路板、陀螺儀、加速度感應器、充電器、LED、藍牙天線等。
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【 社群 】 為分享空間與學習的園地，使用者可以上傳自己設計的作品，也可以下載、執行以及檢視別人的程式。經由作品的觀摩學習，激發更多的創意。
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【 個人資料 】 Sphero Edu 可以與Google Classroom 連結，如果你的身分是教師，便可以開設班級，安排作業給學生。
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【 遙控光球 】 啟動App 藍牙連線後，可切換為遙控光球模式。調整App 的AIM 藍色光點並對準自己，可操控SPRK+ 前後左右移動，可調整速度及LED的顏色和亮度。
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【 三種編寫程式的類型 】
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【 Block 視覺化程式方塊 】 將複雜的程式語言簡化為易懂的視覺方塊，其操作與Scratch類似，只需將方塊拖曳至程序當中，點選即可設定行進時間、方向、速度、閃光顏色等參數。
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【 區塊版面說明 】 對移動、顏色與聲音、控制、運算子、比較子、感應器、事件、變數、函數等各類型程式方塊的功能說明。
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【 JavaScript 文字編輯】 可以使用文字模式直接編輯程式， 而用程式方塊設計好的程式， 也可以切換查看它的JavaScript 語法，增加學習的深度。
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【 感應器資料 】 執行程式時，SPRK+ 的各種感應器資料，如位置、方向、陀螺儀、加速度感應器、速率、距離等會被記錄下來，還提供CSV資料下載，可做進一步的分析。
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【 語音& 音效 】 SPRK+ 利用手機或平板的喇叭來發聲，所以在聲音的表現上，相較於其他機器人會有比較好的效果。
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使用心得
Sphero SPRK+ 是筆者玩過最「活潑」的機器人，行動敏捷，活動力十足，當它伴隨著音樂跳躍起舞時，給人一種輕鬆愉悅的療癒感。做為一個要讓孩子開心放手去探索學習的玩具，SPRK+ 防刮的外殼設計完全體貼師長們在耐用度上的考量。頗具「科技感」的透明外殼，更能直觀內部元件的構造及運作，在提升興趣及學習成效上也都很加分。而如此高精密的產品竟然完全防水，可以放進水裡玩，更能與像水彩般的液態素材一起創作，也是令人非常驚豔的地方。
▲SPRK可以應用在數學、自然科學、工程、藝術等領域的教學。(資料來源：Google華人講師培訓中心)
AR App & 應用網站介紹
文／圖 張原禎
當前AR 可運用的部分可分為三大類：
- 如寶可夢遊戲的地點感知方式（Location-based Service, LBS）
目前我們仍無方便工具可以自製。
- 圖卡式
簡單好上手，只要安裝對應的App 來看圖紙（大多免費），就能有不同的擴增實境效果。例如AR Flashcards 的圖卡結合字母與動物模型，觸摸時可以發出聲音讀出字母與單字；人體與心臟模型的Anatomy 4D 與化學元素4D Elements，還提供需要手做的元素方塊紙張。此外，最好用的應該是提供數十張免費著色紙的Quiver，畫圖後可以產生擴增實境立體效果的動畫，有些還有不錯的互動設計。
- 自製AR
在自製工具部分，AURASMA 與RAVVAR 兩個網站與App 都很方便，首先須準備一張有足夠辨識度的觸發相片（Trigger），再於編輯區裡增添不同圖層（Overlay）與設計互動。圖層形式有多元選擇，包含文字、圖片、相片、影片、網址，利用觸發後出現圖層，進一步持續互動，可配合教學活動加以設計。
中小學現場的VR 教學應用，建議可以從360 相機拍攝開始，筆者拍了許多博物館的360 相片，利用Cardboard 與手機，就能帶領學生進行一場跨越地理時空的虛擬旅遊。
「Google Expeditions 冒險」App，老師和學生在同一個無線網段，老師可以設計活動、同步引導學生觀看各種360 場景。通常各自的360 相機會附贈相關的App 或電腦版軟體，有些相機拍攝的360 影片還需要在電腦轉檔後才能觀看。我推薦Insta Studio 軟體，免費且具備簡易編輯功能，但若需要剪輯後製，威力導演15 版之後是個不錯的選擇。
網站部分，Facebook、YouTube、Google 相簿都可以直接上傳360 相片或影片。利用「720Yun」、「Roundme」網站，就可以串接360 相片，像哆啦A 夢的任意門般，提供瀏覽者暢遊世界的體驗。此外，我也推薦「CoSpaces」網站，可以讓師生自己建造場景並跟角色互動，同時也提供Blockly 與JavaScript 的程式設計運用。相對於眼罩式裝備可能帶來對小學生造成暈眩或視力影響的困擾，「CoSpaces」網站賦予孩子們打造虛擬世界的能力，這種以VR 方式的數位說故事應用（VR-based Digital Story Telling），值得期待。
使用心得
擴增實境的設計製作以及教學相關的活動，具有可以輕鬆導入、快速上手且應用方式多元等特色。擴增實境增加了教學合作的機會，也讓學生有機會自製內容，若結合桌遊、密室逃脫活動都可以流暢進行。相較於此，虛擬實境需要周邊的配套較多，若要建立高互動的3D世界更是耗時費工。同時，在一般班級教學時也必須考慮每位學習者對Cardboard 罩住眼睛的接受性，這些仍有待突破與等待。
更多資訊歡迎至大學塾（http://blog.biglearner.tw/）參閱。
做到好，投到滿─全黑板投影
文／圖 張博勝
什麼是全黑板投影技術？
全黑板投影技術可以直接把簡報畫面投影在整個黑板上，老師和學生可以在投影出來的畫面上，直接用粉筆畫記或寫字。
之所以稱它為「技術」，是因為只使用現有的軟、硬體想辦法搭配而成，而不需要特殊投影機或是昂貴軟體，而且全黑板投影最重要的部分是「觀念」——對教材教法、投影方式和電腦螢幕配置的觀念。
全黑板投影技術的優點
- 資訊滯留時間長
傳統的投影方式，按了下一頁，上一頁的內容立即消失，這對學習並不是好事。全黑板投影可以改善這個問題，當我們把整個黑板分成三大塊的時候，全黑板投影的「一頁」，等於傳統的「三頁」！資訊滯留時間夠長，學生要反芻或對照便方便多了。
- 黑底白字+ 放大字體= 提升閱讀舒適度
長焦投影機使用時常令人覺得刺眼，但只要把原本「白底黑字」的畫面改成「黑底白字」，將會大大的減少刺眼的光線。
除此之外，字體也要放大，讓學生可以看得清清楚楚，讓想學的學生，不會因為看不清楚而放棄，或者為了想看清楚而不斷「擠眼睛」，導致原本不良的視力雪上加霜。
- 延伸螢幕，教材修訂最即時
全黑板投影使用電腦多螢幕功能中的「延伸螢幕」模式，使老師操作電腦的畫面不會被投影出來，只有老師想讓學生看到的內容，才會出現在黑板上。如此不但可以讓學生更專心，老師也可以利用空檔的時間，準備或臨時改變即將出現的內容，在此同時並不會影響學生的觀看。老師的畫面只有老師看得到，黑板上就單純的只有需要出現的畫面。
全黑板投影技術的軟體
除了簡報軟體可能需要付費之外，全黑板投影所需的其他各種輔助軟體都是免費又好用的小軟體，歡迎有興趣的老師一同交流。
全黑板投影技術的硬體
- 黑板變灰板，好投影、易書寫
為了取得投影與板書效果的平衡，特別委請國內知名油漆製造大廠，調製出一罐量身訂做的投影專用灰色黑板漆，它不會像白板一樣易壞、易反光，反而像傳統黑板一樣可以用粉筆直接書寫，一群學生同時上台做題目也沒有問題。![]()
- 長焦投影機，投影大滿板
解析度1920x1200、5000 流明、LCD 的長焦機種，是CP 值最高、也最適用的。
- 電視輔助更完美
課程以投影為主、大電視在一旁為輔，投影機負責教材，大電視負責照片或影片，在全黑板投影的相同技術使用下，可以很方便的指定媒材要顯示在何處，如此互補長短之下，會得到最令人滿意的結果。
使用心得
使用全黑板投影教學至2018 年已四個年頭、帶領兩個班以來的感想，只有四個字——回不去了！而且隨著使用時數的增加，技術將持續精進，未來只會更好用，更方便。歡迎您也加入全黑板投影教學的行列！
AR 沙箱製作經驗分享
文／圖 張為屏
什麼是AR 沙箱？
簡單來說，AR 沙箱是一個裝了沙子的大盒子，結合3D 攝影機即時偵測沙子的造形變化，將彩色的等高線圖透過單槍投射在沙子上，學生可以很直覺的看到並瞭解地形變化，除等高線圖外，還有額外功能如降雨、降雪、岩漿……，如下列三張圖。
本篇採用加利福尼亞大學戴維斯分校（University of California, Davis， 以下簡稱UC Davis） 所開發的「沙箱開源程式」， 詳細介紹請見官網（http://idav.ucdavis.edu/~okreylos/ResDev/SARndbox/）。
沙箱的組成
UC Davis 版沙箱的組成可分為三個部分：沙箱本體+ 硬體設備+ 軟體。
沙箱本體是個矩形大盒子，規格為100cm（長）× 75cm（寬）× 20 ～ 30cm（高度夠裝沙子，堆積造形時不會漏出即可），箱內放50 ～ 60 公斤的沙。沙子的選擇很多，校舍整修剩下的建築用沙、學校操場沙坑的沙、購買品質較佳的白沙或是小朋友遊戲用的動力沙皆可。但須注意建築用沙及沙坑的沙子會有很多粉塵，衛生問題堪慮，若自己到河邊或海邊挖沙則要考慮當地的法規限制，至於是否一定要用價格高很多的動力沙，端看使用者的偏好及預算。
由於裝沙的盒子只有大約30 公分高，為方便操作，會在大盒子下方加上支架，通常大家不會注意到這支架，但它其實非常重要，因為大盒子加上沙子的重量至少在60 公斤以上，且學生操作或是圍觀時，常將雙手撐在箱體邊緣，支架的負重可能超過100 公斤，老師若要自己DIY 箱體及支架，務必考量日後使用的安全性，避免支架倒下壓傷學生。
如果想做不同尺寸的沙箱，基本上只要依4：3 的比例改變大小即可，但請注意若沙箱放大，就要將Kinect 感應器拉高，才能涵蓋更大面積，但如此一來 Kinect 感應器分辨解析度就會變差。所以目前100cm × 75cm 的面積，應該是經UC Davis 測試過後，在品質可接受的條件下的最佳大小。
所需硬體設備 | 所需軟體設備 | 成本 |
Kinect感應器(第一代) | ubuntu 或 linux mint 或其他類似的 linux OS 都可試試 | 目前市面上販售的UC Davis AR沙箱 價格從10萬到30 萬都有，自己組裝約在6萬元以內可完成 |
單槍投影機 | vrui 套件(這是 UC Davis 開發的一套多用途的 VR使用者界面) | |
電腦 | kinect 驅動程式 | |
sandbox 程式 |
※設備細部規格可參閱官網說明（https://arsandbox.ucdavis.edu/）
沙箱除了地理教學用，還有什麼用途？
如果是小學低年級或幼兒園的學生，可考慮安裝有撈魚功能的程式，可以利用撈魚練習加、減法；高年級可以結合美術課，將原本配合地形的等高線做顏色變化，讓學生做造形變化設計，沙箱的即時影像變化變成動態3D 沙畫；國文課或許可以製作枯藤老樹昏鴉的造景，所以發揮什麼用途，就端看老師及同學的創意了。
OSMO 與9 大App 介紹
文／圖 沈佳慧．高德祥
什麼是OSMO ？
OSMO 是一套iOS 互動式教育套件，經由OSMO base 基座與反射鏡，使iPad 前鏡頭判斷OSMO 套件以產生互動效果。不僅可以讓學生與iPad 保持良好的視線距離，更增加動手操作的樂趣，是一套寓教於樂的優質教學工具。
9 項OSMO App 評介
OSMO 目前有9 個App， 包含Numbers、Tangram、Words、Masterpiece、Newton、Monster、Coding Awbie、Coding Jam 與Pizza co.，以下根據套件來說明：
- OSMO Genius Kit
此為基礎套件，包含OSMO Tangram、OSMO Words、OSMO Numbers、OSMO Base。OSMO Tangram 七巧板可用來學習幾何圖形概念；OSMO Words 文字可訓練英文拼字能力，可以選擇兩人對戰或是與遊戲角色對戰，也可單人練習；OSMO Numbers 則利用湊點數與數字方塊來闖關。
- OSMO Coding Awbie
讓學生藉由Coding 的積木引導玩偶Awbie 進行蒐集草莓重建家園之旅。
- OSMO Coding Jam
利用Coding 學習自己編曲，分為練習與工作室兩個遊戲模式。Coding Jam 可以進行三組音效編曲，在創作的過程中可以讓學生學到樂理、指令排序與迴圈概念。
- OSMO Pizza co.
創業家套件是教導孩子企業管理。藉由模擬經營披薩店，讓孩子能學會數學、理財與接待客人等技能。
- Masterpiece
「傑作」是一套素描輔助工具，只需要具備OSMO Base 基座、反射鏡、白紙與畫筆就可以開始創作之旅。
- Newton
牛頓是一套與物理相關，訓練解決問題能力的好遊戲，如何Masterpiece 般，只需要基座、白紙與畫筆便可進行遊戲，學生要想辦法將螢幕中掉落的球引導至目標區中，一共有79 個精彩的關卡等著學生闖關。
- Monster
讓怪物Mo 陪伴學生說學逗唱，只需要基座、白紙與畫筆，當我們開啟App，Mo 會跟你討要各式各樣的舞台道具，例如：魔法棒、帽子或星星，你只需要在白紙上畫出來，Mo 就會把圖案變進螢幕中與牠一起表演。
OSMO 重視個別學習歷程
OSMO 現在也提供學校管理功能，教師請先在myOSMO 註冊帳號，並選擇在學校使用，此時會出現8 碼的學校註冊激活碼，之後在iPad 的任何一個OSMO App 點選myOSMO並登入一次，就可以紀錄學生的學習進度。如果是共用平板的學校，也可以藉由此機制切換多位學生。教師可在網頁登入myOSMO 後在myProfiles 中點選每一位學生的頭像，藉此了解各別學習成就，或針對App 可設定的項目對在iPad 的註冊與註銷進行調整和管理。
OSMO 與STEAM
OSMO 是一套發展學生STEAM 基礎能力課程非常好用的互動式教育套件，可以至官網瀏覽教學指引，網址：https://my.playOSMO.com/zh/schools/lesson-plans。
▲在此可選擇想發展的課程項目，這些課程皆參照2010年美國跨州共同核心課程標準CCSS來編輯，很適合搭配目前臺灣新課綱能力素養導向的課程中
▲針對STEAM課程，OSMO目前有14個課程，包含套件有七巧板、數字、牛頓與繪畫大師，至於Coding Jam與Coding Awbie 兩套專門for Coding的套件列為程式課程的範疇。
