文／圖 廖偉成
親手造物的樂趣，是世界上最快樂的事
造物教育，一直是大同大學機械系在機械教育上的主要目標。在造物教育的領域， 大同大學榮譽教授賴光哲教授帶領機械系學生成長，更早在Maker 一詞被廣泛提倡之前， 就已經行之有年。「機械乃百工之母」，一切的產業源頭，都是從機械開始。每一個產品的專案，必定會有機構的需求。由造物教育為出發的動手作樂趣，同樣也可以向下延伸至國中小、高中職的教育，讓學童可以享受造物的樂趣。
創造造物樂趣的前提是必須夠簡單、夠單純，讓學童可以在失去興趣之前，加強繼續造物的動力。如何將造物的樂趣，簡單的讓學童可以接受，進而產生興趣，這是目前STEAM 教育中最大的問題。同樣一個班級學童，可能有半數因為師長要求下， 進行如課業般的造物，這失去了原本造物的樂趣和美意。因此如何簡單的讓造物更有趣，成為我們主要的課題。
會動的事物，總是能引起興趣
當擺在眼前的， 是個不會動的玩偶和會動的小汽車， 大部分的生物第一眼的目標是會動的小汽車。這是生物的本能， 對於會動的事物產生的興趣大於不會動的物體。
互動裝置（Interactive device）的製作，需要的架構是感測器、控制器、致動器和機構的組成。因此想完成一個互動裝置，學童需要了解感測器的原理、學習控制器的撰寫（Arduino）、了解馬達如何驅動， 進而設計相對應的機構（3D 列印等）。製作會動的互動裝置， 可簡單引起學童的玩樂興趣，進而學習相關的知識， 達到訓練解決問題的能力。
Maker 教育初期，最大阻礙是程式
當提起造物的動機， 第一個面臨的就是如何讓作品互動。根據眾多中小學教師進行Maker 教育，當碰到程式設計， 不論是傳統Arduino 或是圖型化的程式設計， 總是只有小部分學童可以進入狀況，大部分學童還是無法了解程式設計原理， 進而直接放棄造物的樂趣。這點是目前眾多中小學教師在Maker 教育的最大阻礙。
程式教育前導，就是不寫程式
如何降低程式設計的難度，並且提高學童接受度，這是首當必須解決的問題。即便將傳統程式設計圖型化，尚無法完全使學童接受並且簡單學習。因此必須有一解決方案，在程式教育之前，導入邏輯概念，成為程式教育的前導課程，引領同學前往互動裝置的創造。
QuickBLE 互動裝置平台， 就是為了解決此一問題而產生的教具， 專用於程式設計教育的前導教育。透過簡單的設定， 即可完成互動裝置， 降低會動裝置製作上的難度， 讓每個學童都可以快速的進入互動裝置造物的領域。
簡單接線、設定邏輯、設定輸出
將互動裝置的過程簡化到「簡單接線、設定邏輯、設定輸出」， 免去繁雜的感測器研究階段， 免去控制器的學習階段， 透過簡單三步驟， 即可立即完成互動裝置。
簡單接線
QuickBLE 支援多種感測器，包含空器溫度、空氣濕度、防水溫度計、超音波距離感測器、光照度計、PIR人體動態感測器、反射式紅外線感測器、土壤濕度計、拍手感測器、PM2.5 空氣品質感測器。使用者僅需於APP 上挑選一種感測器，並依據提示接上QuickBLE，完成接線。即可開始設定邏輯條件。
設定邏輯
根據不同感測器，可立即使用「即時監看功能」，立即驗證感測器接線安裝是否正確， 立即獲得感測器數據。使用者無須了解感測器電路等特性即可完成。利用即時監看功能，可立即測試感測器動作，並了解應如何設定感測器邏輯數值。利用大於及小於作簡單邏輯判斷，即可繼續進行輸出的觸發設定。
設定輸出
當條件成立後，可設定輸出持續時間及輸出選項。QuickBLE 支援3 種蜂鳴器提示聲音、2 個USB 供電輸出、2 個繼電器接點輸出和數位5V 電壓輸出。
其中輸出部分可針對條件成立時，分別設定為啟動或關閉，因此有輸入正反邏輯搭配輸出等多樣變化，操作僅單一APP 畫面即可完成。
此教具的導入， 可使學童將造物的心思著重於創意與手動實作， 降低互動裝置啟蒙難度， 達到寓教於樂的效果。
人人都可以享受創造互動的樂趣
將互動裝置最困難的部分進行簡化， 使得不論中小學、高中、大學甚至是社會人士， 只要有心想要完成互動裝置，QuickBLE 提供的是一個簡單容易的互動裝置「平台」。想要開發互動裝置，卻礙於程式撰寫困難， 由QuickBLE 互動裝置平台來解決此煩惱， 讓人人都可以享受造物樂趣。
作者／廖偉成
- 服務單位：程創科技股份有限公司 技術長
- 任教單位：大同大學機械系 機械所 媒體設計系業界講師
- 任教課程：單晶片入門教育 單晶片實務應用 機電整合工學 介面設計實務 Arduino 入門實務
