认识装置机器人的元件 42 43 我们应该根据机器人的 各部位用途选择合适的 元件来装置机器人。 6.5.3 10pt 教师引导学生根据机器人系统的四大元素说出装置机器人的元件及其装置 部位。教师鼓励学生勇敢地说出对装置机器人的设计看法，以便装置一个 具有创意的机器人。 给老师的话 如何选择合适的元件 来装置机器人？ 机器人的感应、控制、 动力源和驱动元件应该 装置在哪里比较合适？ 我们也可以依照自己的 想法来装置机器人。如果 是你，你又会怎样做？ 直流电机装置在模板 下方，以便驱使智能 模型车移动。 超声波或红外线传感器 装置在前面，以便寻找 运行轨迹和避开障碍物。 感应 驱动 电池盒装置在方便拆卸 和替换电池的地方。 电板装置在方便拆卸和 修理的地方。 控制 动力源
学生分组，教师引导学生根据工程设计过程，共同完成项目。学生通过 计算思维来讨论策划和制作机器龙的过程。学生根据讨论，逐一分析每一个 步骤，以便能够制作最完美的产品。 给老师的话 趣味学！策划和制作机器龙 44 45 制作机器龙之前，我们必须 先掌握制作步骤才能制成 精美、有趣及实用的产品。 以下是制作机器龙的步骤。 我建议采用符合5R 原则的材料来制作 机器龙的外型。 我们合作无间，也懂得 礼让，所以讨论会能够 顺利进行。 构思设计概念 绘制几个草图 评估草图并进行 改进和优化 选择合适的工具、 材料和电子元件 绘制流程图 使用编辑器编写程序，将 程序导入到微控制器板中 进行测试 简述和呈献作品 上网 https://bit.ly/rbtth6ct 简介计算思维 我同意。
构思设计 44 45 制作之前须构思 设计概念，你们 有什么建议？ 我建议设计一个会 开合嘴巴的机器龙。 做一个外型简约 的机器龙吧！ …… 设计一个会 发出声音的 机器龙吧！ …… 机器龙的 外型……
草图1 草图2 太阳能电板 （动力源） 微控制器板 （控制） 灯光传感器 （感应） 环境光传感器 （感应） 5 cm 20 cm 5.5 cm 15 cm 20 cm 9 cm 发光二极管 有灯光靠近， 机器龙摇动 头部 有灯光靠近， 机器龙合上 嘴巴 微控制器板 （控制） 伺服电机（驱动） 伺服电机 （驱动） 环境光传感器 是微控制器板 V2.0里的内置 传感器。 46 47 1 2 3 标记尺寸与 其他资料 决定产品尺寸 画出整体外型 蓄电池 （动力源） 趣味学！绘制草图
草图3 我们一起构思 更多草图吧！ 按下按钮， 机器龙摆动 尾巴 微控制器板 （控制） 5 cm 16 cm 20 cm 伺服电机 （驱动） 压力传感器 （感应） 46 47 如果制作个人作品，每位同学须设计 最少 2 个草图。至于群组项目，每位 组员须贡献想法与草图设计哦！ 6.5.4 教师引导学生自由绘制草图，并标记所有资料和细节。学生将草图设计 收集或拍照作为档案记录，以便在课堂上简述和呈献作品。教师引导学生 分组讨论，评估机器龙草图的优点和缺点。 给老师的话 蓄电池 （动力源） 分组讨论。你如何评估草图？ 以稳固性的 角度…… 我…… 为什么评估草图 是一项重要的 步骤？
考量因素 说明 符合考量因素 其他/须改进的地方 符合 不符合 稳固性 结构稳固，耐用 经济性 材料容易取得，价格不昂贵 美观性 外型与颜色 实用性 可充当各种用品 制作难度 制作时间 6.5.5 教师引导学生评估三个草图设计的优点和缺点，找出一个最理想，并且 不需要优化太多，但又不失美观和实用的产品。 给老师的话 48 49 将评估草图所需考量的因素写在表格内， 以筛选出最好的草图设计。 你也可以添加其他 的考量因素。 考量因素 说明 符合考量因素 其他/须改进的地方 符合 不符合 稳固性 结构稳固，耐用 √ 经济性 材料容易取得，价格不昂贵 √ 采用符合5R原则的材料 美观性 外型与颜色 √ 外型大，样子像马 实用性 可充当各种用品 √ 可当摆设 制作难度 制作时间 √ 制作时间较长 草图1 考量因素 说明 符合考量因素 其他/须改进的地方 符合 不符合 稳固性 结构稳固，耐用 经济性 材料容易取得，价格不昂贵 美观性 外型与颜色 实用性 可充当各种用品 制作难度 制作时间 草图2 草图3 趣味学！评估草图
48 49 教师引导学生评估三个草图设计后，从中选择一个最符合要求的草图设计。 学生选定草图，再解决其缺点或不足之处，并加以改进和优化。学生根据 所列下的缺点再次改进后，即可准备进入选择所需工具、材料和电子元件 制作实体的步骤。教师提醒学生，由于微控制器板V1.5不含内置蜂鸣器， 所以学生须懂得将蜂鸣器连接到微控制器板上，以让机器龙播放旋律。 学生可以参考五年级设计与工艺课本第68页以获得有关连接蜂鸣器的方式。 给老师的话 我们可从所构思的草图 设计中选出一个最合适的 草图设计。我选择…… 我们也可以将几个草图设计中 最精湛的部分结合起来，成为 一个最好的草图设计。 我们的草图 设计真棒。 完成每个制作步骤后，必须 保持四周的清洁和整齐。 我建议…… 发光二极管 合上嘴巴 伺服电机（驱动） 按钮A（播放旋律） 按钮B（眼睛闪烁） 蓄电池（动力源） 微控制器板（控制） 环境光传感器（感应） 20 cm 5.5 cm 9 cm 6.5.5 …… 上网 https://bit.ly/rbtth6p49 连接蜂鸣器 改进和优化设计
6.5.6 教师指示学生复习五年级设计与工艺课本的算法与流程图概念。引导学生 结合微控制器板和电子元件，制作一个会动、会发亮和会发出声音的 机器龙。学生以流程图呈现机器龙开合嘴巴的程序设计大纲： 1 如果有 灯光靠近，机器龙会合上嘴巴。 2 如果没有灯光靠近，机器龙会张开嘴巴。 给老师的话 50 51 有灯光靠近？ 张开嘴巴 开合嘴巴 播放旋律 机器龙 眼睛闪烁 是 否 开合嘴巴的算法和流程图 开始 合上嘴巴 趣味学！绘制流程图 1 如果有灯光靠近， 机器龙合上嘴巴。 2 如果没有灯光靠近， 机器龙张开嘴巴。 接着，我们来构思 算法和流程图吧！ 由于这三个功能可以 独立执行，因此每个 功能有各自的流程图。 机器龙有三个功能， 我们需要画多少个 流程图？
6.5.6 教师引导学生以流程图呈现机器龙播放旋律和眼睛闪烁的程序设计大纲： 1 如果按钮A被按下，机器龙播放旋律。 2 如果按钮B被按下，机器龙的眼睛 闪烁。教师引导学生分辨输入（按下按钮A、B）和输出（播放旋律、眼睛 闪烁）的信息。 给老师的话 50 51 开始 是 是 否 否 播放旋律的算法和流程图 眼睛闪烁的算法和流程图 眼睛闪烁 播放旋律 开始 按钮 A 被按下？ 按钮 B 被按下？ 如果按钮 B 被按下， 机器龙的眼睛闪烁。 如果按钮 A 被按下， 机器龙播放旋律。
6.5.8 教师让学生选出合适的工具和材料来进行产品制作。学生说出除了以上 工具和材料，还需要哪些工具或材料来使制作机器龙的过程更加快捷和 顺畅。 给老师的话 52 53 材料 工具 白色封箱胶带 黏贴、连接各部分 纸皮 身体的部分 颜料 上色、画图案 马克笔 做标记 剪刀 剪盒子与纸皮 尺 测量尺寸和画线 饮料盒(一升装) 机器龙身体 手工刀 切割盒子与纸皮 水彩笔刷 上色 还需要哪些工具 和材料？ 打孔机 在盒子上打洞 趣味学！选择工具和材料 工欲善其事，必先利其器。当我们 开始制作机器龙的模型之前，必须 先准备好工具和材料。
把饮料盒洗干净备用， 再用白色封箱胶带封盖 盒子。 1 用尺和马克笔分别测量、标记 和画上机器龙的眼睛、嘴巴和 牙齿。再用马克笔为机器龙的 嘴巴下颚部分画上虚线，标记 要剪下的部分。 小心地使用剪刀和手工刀， 沿着绘制的牙齿边缘进行 修剪和切割。 3 使用剪刀和手工刀，沿着 虚线剪出下颚部分。 4 2 6.5.8 学生根据工程设计过程，分工合作完成制作机器龙的项目。学生可以使用 其他环保盒子来取代饮料盒。学生根据草图设计的尺寸大小进行制作。 给老师的话 52 53 把饮料盒黏上白色 封箱胶带，以便 设计和上色。 上网 https://bit.ly/robotdragondiy 制作机器龙的主体 趣味学！制作机器龙的主体 完成流程图后， 我们可以开始 制作机器龙的 主体了。
使用白色封箱胶带将下颚 和纸皮黏合起来。 6 测量饮料盒的底部大小。 用纸皮剪出比底部小 0.5 cm（长与宽）的卡片。 5 在机器龙的腹部剪出微控制 器板 5 x 5 LED 矩阵的大小和 按钮 A 与 B 的洞口。 8 接着，用胶带将下颚黏入 机器龙的口腔内，确 保 下颚与口腔的接口稳固， 并可以松动地开关嘴巴。 7 6.5.8 教师提醒学生在制作过程中必须时刻提高警惕，注意自身和同伴的安全。 给老师的话 54 55
11 为机器龙上色。 完成制作！ 使用打孔机为机器龙的 眼睛部分打孔。 9 在纸皮上画尾巴和背鳍， 并将它剪下。用白色封箱 胶带将尾巴和背鳍黏在 机器龙背上。 10 54 55
56 57 预算成本 序 材料 数量 单价（RM） 总价（RM） 1 线 1.00 2 颜料 12.00 3 橡皮泥 2.70 4 鳄鱼夹 0.70 5 电阻器 0.10 6 伺服电机 8.00 7 接线端子 0.60 8 微控制器板 80.00 9 发光二极管 0.50 10 白色封箱胶带 2.00 11 蓄电池和电池盒 2.50 总额 6.5.8 教师鼓励学生废物利用，实践5R环保计划，把制作成本降至最低。引导学生 说出在装置之前需准备的电子元件和材料。 给老师的话 制作机器龙的主体 和装置材料共需要 多少成本？ 电池盒 橡皮泥 微控制器板 蓄电池 电阻器 发光二极管 线 鳄鱼夹 接线端子 （红、白、绿、 黄、黑色） 电子元件 材料 趣味学！装置机器龙的电子元件和材料 伺服电机 制作机器龙进度表 1制作机器龙的主体 2找出强光的临界点 3编写机器龙的程序 4装置机器龙 装置机器龙需要 准备电子元件和 材料。 我们根据进度表 一起制作。
56 57 正面 背面 只有微控制器板V2.0 含内置蜂鸣器，V1.5 是不含内置蜂鸣器的。 微控制器板的内置传感器 老师，微控制器板有 哪些内置传感器？ 微控制器板有环境光 传感器、温度传感器、 运动传感器（加速度计 和指南针）等的内置 传感器。 制作机器龙之前，你们须先 了解如何通过 MakeCode 编辑器使用环境光传感器 的基础知识以及如何使用 “亮度级别”方块来测量 周围环境的亮度或暗度。 温度传感器 测量处理器的温度， 并估计周围环境的 冷热程度。 环境光传感器 5 x 5 LED矩阵显示器 可用作光敏传感器。 运动传感器 加速度计测量沿着 x 轴和 y 轴（水平面） 和 z 轴（垂直面）三个轴的加速度。 指南针可以充当金属探测器。
认识强光的临界点 读取亮度的程序 58 59 临界点是区分两个 状态的数值。 在编写程序前，我们必须测量有光与没有光的 亮度级别。然后，再依据所收集到的读数设定触发 机器龙反应的临界点。 当光值高于所设定的临界点，机器龙会合上嘴巴。 当光值低于所设定的临界点，机器龙会张开嘴巴。 6.5.7 教师提醒学生在下载和执行编码后，必须按下按钮A读取并记录所呈现在LED 矩阵上的数值，即周围环境的亮度。然后，启动手电筒或手机照明功能，把 强光照射在 LED 矩阵，再记录亮度。最后，再次按下按钮 A 以设定临界点。 给老师的话 机器龙对哪个 强光的亮度级别 才会合上嘴巴？ 我们得找出机器龙对 强光的临界点了。 什么是临界点？如何 找出临界点？ 方块菜单内选择“输入”，拉出“当按钮A被按下时”框架。在“基本” 选项，点选“显示数字0”，置入“当按钮A被按下时”的框架里。 1 3 5 6 这个程序主要用来读取环境亮度，它 并不会出现在最后项目的程序里。 1 2 上网 https://bit.ly/rbt6brightnesslevel 读取亮度的程序 4
周围环境的情况 光值 没有强光照射 有强光照射 找出强光的临界点 58 59 强光的临界点 = 没有强光照射的光值 + 有强光照射的光值 2 6.5.7 教师告诉学生，选择两种光值的平均值作为临界点，以避免周围环境的 亮度影响机器龙的感应能力。如果把临界点设得太高，机器龙对强光的反应 变得不敏感，即使把灯靠近，它也不会合上嘴巴；如果把临界点设得太低， 机器龙对强光的反应变得太敏感，当周围环境较明亮，机器龙便会合上 嘴巴。 给老师的话 = 方块菜单内选择“输入”，拉出“当按钮A被按下时”框架。在“基本” 选项，点选“显示数字0”，置入“当按钮A被按下时”的框架里。 我们…… 对，这样我们就 可以设定机器龙 在什么时候开始 合上嘴巴了。 2 3 在“输入”选项，点选“亮度级别”，置入“显示数字 0 ”的 0 的 格子里。 1 2 上网 https://bit.ly/rbt6brightnessthreshold 找出强光的临界点 编写机器龙程序之前， 我们先找出机器龙面对 强光照射而合上嘴巴的 临界点，以决定机器龙 在什么时候合上嘴巴。
在“创建项目” 输入项目名称， 如“MY ROBOT” 选择“创建” 创建新项目 开启MakeCode，依据 所绘制的流程图编写 程序输入微控制器板。 方块菜单内选择“逻辑”，点选“如果为 则否则”，置入 “无限循环”的框架里。在“逻辑”选项，点选 0 < 0 ， 置入“如果为 则否则”的 true 的格子里。 6.5.7 教师指导学生用游览器进入微控制器编码网站：https://makecode.microbit.org/，选择 “创建项目”来创建新项目。学生在“如果为亮度级别< 则否则”中输入 在第59页找出的强光临界点。 给老师的话 趣味学！编写机器龙的程序 60 61 开合嘴巴的程序 1 4 2 3 1 在“输入”选项，点选“亮度级别”，置入“如果为 0 < 0 则否则” 的第一个 0 的格子里。接着，在第二个 0 的格子里输入之前所算出的 强光临界点，例：80。 2 1 2 3 4 5 6 输入强光临界点。 上网 https://bit.ly/dragoncoding 编写机器龙的程序
在“引脚”选项，点选“向伺服机构引脚[P0]写入180 ”，置入“如果 为亮度级别< 80则否则”的第一个框架里，然后将 [P0]改为[P2]。 右键点选 “向伺服机构引脚[P2]写入180 ”，选择“重复”，置 入 “如果为亮度级别< 80则否则”的第二个框架里，并将180 改为 0 。 1 2 60 61 3 1 3 4 5 6 7 方块菜单内选择“基本”，拉出“无限 循环”框架。接着，在“逻辑”选项， 点选“如果为 则”，置入“无限 循环”的框架里。 2 4 播放旋律的程序 1 3 5 6
62 63 2 1 2 在“输入”选项，点选“当按钮A被按下时”，置入“如果为 则” 的 true 的格子里。接着，在“音乐”选项，点选“播放旋律dadadum 重复播放一次”，置入“如果为当按钮A被按下时则”的框架里。 2 4 眼睛闪烁的程序 1 1 2 3 5 6 在“输入”选项，点选“当按钮A被按下时”，置入“如果为 则” 的 true 的格子里，再将[A]改为[B]。 方块菜单内选择“基本”拉出“无限 循环”框架。接着，在“逻辑”选项， 点选“如果为 则”置入“无限 循环”框架的框架里。 方块菜单内选择“基本”，拉出“无限 循环”框架。接着，在“逻辑”选项， 点选“如果为 则”，置入“无限 循环”的框架里。 1 2 3 6 5 4 3
62 63 在“输入”选项，点选“当按钮A被按下时”，置入“如果为 则” 的 true 的格子里。接着，在“音乐”选项，点选“播放旋律dadadum 重复播放一次”，置入“如果为当按钮A被按下时则”的框架里。 在“基本”选项，点选“暂停（ms）100 ”，置入“向引脚[P1]数字写入值1” 的下方，然后将100 改为200。 右键点选“向引脚[P1]数字写入值1”，选择“重复”，置入“暂停（ms） 200”的下方，再将 1 改为 0 。右键点选“暂停（ms）200”，选择 “重复”，置入“向引脚[P1]数字写入值0”的下方。 在“引脚”选项，点选“向引脚[P0]数字写入值0”，置入“如果为当 按钮B被按下时则”的框架里，然后将[P0]改为[P1]；0改为1。 3 4 5 1 1 4 3 3 2 1 5 2 3 4 5 6 7 2 方块菜单内选择“基本”拉出“无限 循环”框架。接着，在“逻辑”选项， 点选“如果为 则”置入“无限 循环”框架的框架里。
编写好三个功能的 程序后，机器龙的 程序就完成啦！ 同学们，你们有没有发现 结构里的 指令是重复的？ LED 重复开关就可以 达到 LED 闪烁的效果。 …… 我们要如何缩短 或简化程序？ 64 65 右键点选“向引脚[P1]数字写入值1”、“暂停（ms）200”、“向引脚[P1] 数字写入值0” 及“暂停（ms） ”，选择“重复”，都置入下方， 重复2次，便完成了。 x 2 1 2 6
检查与调试程序 6.5.7 教师引导学生说出当输入程序后须测试编码功能，以便及时作出改进和 优化。 给老师的话 64 65 右键点选“向引脚[P1]数字写入值1”、“暂停（ms）200”、“向引脚[P1] 数字写入值0” 及“暂停（ms） ”，选择“重复”，都置入下方， 重复2次，便完成了。 当程序编写完毕后，必须点击（debug）按钮 以便可以切换到调试模式。 1 点击 debug按钮。 界面换成调试模式。调试模式可以测试所编写的程序是否正确。 当确保程序正确无误后，就能顺畅运行以达到所要的效果。 2
5 5 1 2 4 弯曲发光二极管的长引脚 （正极）并使用接线端子 连接。 用绿色鳄鱼夹夹住发光 二极管的短引脚（负极） 并将另外一端连接至GND。 使用黄色的鳄鱼夹夹至 微控制器板的P1，另外 一端则夹至电阻器。 3 5 6 将蓄电池放入电池盒内， 连接至微控制器板。 把伺服电机和电线组合 起来。 使用鳄鱼夹连接伺服电机的 电线。 伺服电机电线 褐色 红色 橘色 鳄鱼夹 黑色 红色 白色 装置机器龙 66 67 上网 https://bit.ly/robotdragonvideo 装置和操作机器龙 6.5.9 教师告诉学生，微控制器板的下方有一排“金手指”引脚，分别是输入或 输出信号环（P0、P1和P2）、电源接口（3V）及地线接口（GND）。 给老师的话
P1 电阻器，发光二极管 （长引脚，正极） P2 伺服电机（信号线） 3V 伺服电机（电源线） GND 伺服电机（接地线）， 发光二极管（短引脚， 负极） 8 启动电源，进行功能测试。 启动手电筒或手机的照明 功能，测试微控制器板的 感光功能。当光的强度达到 临界点，机器龙的嘴巴将会 合上。 9 白色鳄鱼夹 P2 红色鳄鱼夹 3V 黑色鳄鱼夹 GND 绿色鳄鱼夹 GND 7 黄色鳄鱼夹 P1 A B 0 1 2 3 GND 使用橡皮泥把伺服电机固定 在机器龙头部。 解除电线，把伺服电机的电线 通过饮料盒开关处，放入到 机器龙身体内。然后再度连接 伺服电机与电线。 10 66 67 在把电线和元件放入机器龙 的身体前，先将机器龙的 下颚取出来，并放在一旁。
将发光二极管放入机器龙的 眼睛内，并使用白色封箱 胶带固定其位置。 把微控制器板、电池盒和 电线小心地放入机器龙的 身体内，然后贴上机器龙 的下颚部分。 13 12 用线穿过伺服电机的移动 手臂 。 14 使用白色封箱胶带暂时贴着 线的尾端和伺服臂，防止其 在接下来的过程中松脱。把 线的另一端通过饮料口，穿 入机器龙体内。 11 15 把线安置在嘴巴下颚，然后 用白色封箱胶带贴上。切记 将线贴紧，防止下颚在咬合 中脱落。接着，解开伺服臂 上的胶带，让线继续固定在 伺服臂。 16 使用橡皮泥将微控制器板 固定在机器龙的身上。 68 69
主题 机器龙 名称 MY ROBOT 功能 1 开合嘴巴 2 播放旋律 3 眼睛闪烁 制作材料 饮料盒 (一升装)、白色封箱胶带、纸皮、颜料 草图设计 启动电源，进行灯光测试。 当光的强度高于临界点， 机器龙会合上嘴巴。当光的 强度低于临界点，机器龙会 张开嘴巴。按下按钮 A ， 机器龙会播放旋律；按下 按钮B则眼睛闪烁。 趣味学！呈献作品 17 按钮A 按钮B 68 69 完成机器龙作品的过程必须是有条理、整齐 且可以被效法的。学生可以用创意的方式呈献 作品。在呈献作品时，必须提供讲解及制作机器 龙的完整资料。 呈献作品时所需的资料： 6.5.10 教师引导学生有条理且清楚地呈献作品。鼓励学生使用双向沟通来进行作品 呈献。 给老师的话
70 71 机器龙创意制作比赛展览 展览 电脑展示 廊道 有灯光靠近，机器龙 的嘴巴会…… 如果伺服电机安装错误， 这会带来什么影响？ 演 说 家 角 落 我是小小演说家。与同学分享你制作产品的 过程。 6.5.10 教师鼓励学生在演说家角落，尽情分享制作过程所遇到的酸甜苦辣，并谦虚 地接受他人提供的意见，以精益求精的精神作出改进，使产品尽善尽美。 给老师的话
脑筋动一动 脑力激荡 70 71 1 说出机器人对人类所带来的重要性。 • 机器人是一种自动化机器。 • 机器人系统四大元素包括感应、动力源、控制和驱动。 感应 传感器收到外界的灯光、 触碰、声音等信息而作出 指定反应。 控制系统读取并处理从传感器 接收到的信息，再发出指令，让 驱动器作出指定反应。 控制 驱动器是机器人身体内部的 小型电机，促使机器人完成 走动、开合、摇摆、移动等 动作。 驱动 动力源是提供机器能源的方式。 机器人从电力中获取能量。动力 使机器人能够发挥作用。 动力源 2 绘制草图需要附上资料吗？说一说。 3 比较和说出传统常规的产品与含有机器人元素的 产品的不同之处。 包罗万有 i ii iii 机器人系统元素 演 说 家 角 落 学生勇于挑战，回答问题。教师引导学生概括此单元内所学的知识。 给老师的话
72 73 完成以下问题，带机器小兵走出迷宫吧！ 开始 结束 说出机器龙发出 声音的过程。 根据机器人系统的元素， 写出机器龙可以添加的 新设计或功能。 i ii 完成树状图。 机器人系统的元素 感应 1 3 2
机器龙可采用 哪些传感器？ 我们须添加什么 材料，才能够让 机器龙行走自如？ 绘制流程图并 将程序输入到 微控制器板中 进行测试。 闯关1 闯关2 闯关3 72 73 大挑战 闯关大比拼 菁菁和文凯，我建议制作会走动 的机器龙，你们认为如何？ 我们合作 构图吧！ 拉祖，好主意。 根据以下情况，运用你所学的 机器人原理，一起闯关解决 问题，为机器龙添加新功能吧！ https://bit.ly/rbtexercise-two 单元二评估
设计与 工艺 74 75 单 三 小发明，大用途！ 元 教师引导学生看图讲述。为俊康的妈妈提供最好的建议，以解决俊康一家 出游的顾虑，让他们在出游期间，仍然可以不间断地替花草浇水。 给老师的话 快乐学！ 年终假期快到了， 我们一起去露营吧！ 我们要出门几天，家里 刚刚种下的花草没有人 帮忙浇水，怎么办？ 问题终于解决了！ 我同意你的 做法！ 你的设计 很实用。 妈妈，不怕！ 我有办法！
趣味学！简介产品制作 74 75 一个产品的设计必须要有条理地策划才能够 达到真正的目标。因此，每个产品的制作打从 开始前至结束都需要妥善的管理与安排，并按部 就班地进行，才能够完善。 教师引导学生说出制作产品之前必须安排妥当，以便制作过程能顺利进行。 让学生一同思考及讨论如何执行一项任务和完成产品制作的过程。 给老师的话 产品制作 预算成本 策划项目 绘制草图 选择 工具和材料 设计 工作表 8.1.1 集思广益 哪些工具适合用来 制作此产品？ 这个产品需要 用到什么材料？ 当我们被赋予完成一项 任务时，首先，我们 必须集思广益，针对 有关产品拟出一套完善 的制作过程。 成本是否符合 我们的要求？ 大概需用到多少 制作时间？
构思解决方案 76 77 8.1.1 在制作过程中，从发现问题到解决方案都须要不停地构思。构思是将 问题范围、设计对象、理解力、想象力结合起来产生解决方案概念的思维 活动。教师鼓励学生根据所学的理论在真实环境中应用和测试。 给老师的话 在制作过程中发现问题后，我们必须构思 解决问题的方案。我们可以通过观察、深入 了解、自身经验、消费者的投诉、别人的经历等 情况来解决在制作过程中所面对的问题。 以下是构思解决方案的方法： 自然生态的启发 脑力写作 故事板 探讨与研发 思维导图 类比法
趣味学！策划和制作自动浇水器 设计与 工艺 76 77 根据俊康所面对的情况， 设计一个自动浇水器吧！ 学生发挥想象能力，说出制作一个自动浇水器的概念。教师提醒学生须 尊重同学所建议的每一个概念。当同学在表达想法时，学生须仔细 聆听及思考是否能接纳他人的意见。接纳与否，学生必须给予一个善意的 反应。 给老师的话 8.1.1 我想制作一个自动 浇水器，以便可以 和爸爸妈妈安心地 去露营。 我建议你使用塑料容器 来制作自动浇水器，它 既容易获得，还可以让 我们实践5R原则。 这个建议非常 好！让我们 一起来制作吧！ 我曾经在电视节目上 看见有关自动浇水器的 制作，待会儿我把相关 链接发给大家参考。 设计要实用。 可以采用机器人 原理来操作。 必须要有 防水功能。 必须在一个月内 完成。 使用符合 5R 原则的材料。
结合基本设计与科技 78 79 我们可以结合所学的基本设计 与科技来制作自动浇水器，并 构思一个新概念来制作产品。 8.1.2 教师引导学生复习四年级和五年级设计与工艺课程所学的单元，并结合生活 中的经验来制作产品。学生可以用个人或组别的方式来制作产品。 给老师的话 基本设计 基本科技 绿色产品 使用符合5R原则的材料进行 设计，既可减少物质和能源 的消耗，也能减少有害物质 的排放，降低产品及制造 过程对环境的影响。 微控制器板是可编写程序的 设备。通过微控制器板的 编码来控制所连接的硬件， 当它接收指令后会作出分析， 然后判断，再输出指令。 根据算法写出伪代码、 流程图等的基本控制结构 的程序设计，以执行每条 指令，并根据程序设计的 指令完成任务。 根据产品的形状、图案、 色彩、结构等设计外观。 产品外观须应用优质材料、 夺目色彩、精美装饰等因素， 以提高产品的可观性。 机器人是一种自动化机器。 它根据控制器发出的信息来 进行指令，并通过动力源、 感应、控制、驱动元素来 完成任务。 应用电机和动力装置把电能 转换成动能，以使产品能够 移动、旋转、振动等，完成 指定任务。 设计产品外观 加入程序设计 机电元素 加入机器人原理 使用微控制器板
伺服电机 伺服电机 12 cm 铁钉 20 cm 20 cm 12 cm 15 cm 15 cm 10 cm 微控制器板 微控制器板 塑料容器 塑料容器 趣味学！绘制草图 78 79 构思产品的操作原理与基本概念后，我们 必须要绘制草图。草图的设计是为了呈现设计的 结构、所需的工具和材料、可行性及操作原理。 草图1 草图2 铁钉
伺服电机 6 cm 8 cm 微控制器板 塑料容器 80 81 8.1.3 教师提醒学生须在草图中标记所有的资料和细节。要求学生将草图设计收集 或拍照作为档案记录，以便成为日后呈献作品时的最佳辅助器材。 给老师的话 草图3 铁钉 发挥创意， 再构思几个 草图吧！ 自动浇水器不能 缺少…… 我们还可以 加上…… …… 这个草图 设计……
趣味学！评估草图 80 81 8.1.4 教师引导学生说出评估草图是为了针对产品设计的稳固性、美观性、 实用性、耐用性、方便性等方面找出设计的优点和缺点。 给老师的话 我们必须根据所选择的草图 进行评估、改进和优化。 评估草图的考量 因素是…… 我建议将草图 2 的容器换成方形 容器，以便…… 考量因素 说明 稳固性 稳固 经济性 容易取得材料 美观性 简约，需要改进 实用性 可以发挥功能 耐用性 所选材料不容易破损 方便性 方便携带，易于换位使用 制作难度 制作时间短
伺服电机 蓄电池 铁钉 微控制器板 塑料容器 11 cm 6.5 cm 16.5 cm 82 83 分析后的草图设计必须做评估。这是为了要 将产品进行改进和优化，保留符合考量因素的 部分，并去除不符合考量因素的部分。 8.1.4 教师提供修改建议，让学生改进草图设计。学生必须虚心听取及接受别人的 意见，而评估的一方也须提供中肯的意见，切莫为了批评而批评，或故意 取笑他人的产品。 给老师的话 我喜欢这个改进和优化后 的草图2。你认为如何？ 考量因素 说明 符合考量因素 其他/须改进的地方 符合 不符合 稳固性 高度 √ 经济性 材料 √ 美观性 外观 √ • 必须修改整体外观 • 整理电线以美化外观 实用性 操作 √ 耐用性 结构 √ 使用耐用的塑料吸管 方便性 体积 √ 制作难度 时间 √ 改进和优化设计
82 83 为了响应环保，我们 会使用符合5R原则的 材料来代替需购买的 材料。 还需要准备 哪些工具？ 每个项目、产品制作所使用的工具和材料 是不相同的。我们需要用到以下的工具和材料 来制作一个自动浇水器： 材料和电子元件 工具 剪刀 用于剪封箱胶带 吸管 把水倒入植物盆 橡皮筋 固定叉子位置 封箱胶带 用于紧贴伺服臂、 叉子和塑料容器 塑料容器 ·用于装置叉子和伺服电机 ·充当“水盆” 塑料叉子 连接橡皮筋与伺服电机， 作为两种物件的支撑点 趣味学！选择工具和材料
84 85 8.1.5 教师提醒学生须认真、全力以赴地制作产品。完成一项任务或制作产品后， 也要对自己有信心。 给老师的话 铁钉 通过电流流通的强度 来测量土壤的干燥 程度 伺服电机 通过编码使驱动轴以特定 角度旋转（0度到180度） 鳄鱼夹 夹住零件，用于连接电子 元件到微控制器板的引脚上 数据线 用于连接电脑和 微控制器板，传输 程序或电源 微控制器板 编写机器人控制 蓄电池 提供电源 电池盒 安装蓄电池 电线 用于连接电路
84 85 购买材料和电子元件的成本预算表 你有明智地消费吗？说出 你精明理财的方法。 8.1.5 为了减少成本预算，教师鼓励学生收集符合 5R 原则的物品作为材料。 学生必须清楚地掌握有关预算成本能够制作出多少份产品，以便可以有效地 控制成本。引导学生先了解和比较所需材料的价格与实用性，有规划地 采购工具和材料，再根据所定下的预算购买所需的工具和材料，充分地 控制成本，以避免超出预算。 给老师的话 我们要珍惜并善用 资源，避免浪费。 我家里有…… 我可以…… 我会带两个塑料 容器…… 预算成本 这个步骤是为了 计算制作产品所 需要用到的成本。 成本包括了工具、材料 和电子元件的费用。 序 材料/电子元件 数量 单价（RM） 总价（RM） 1 铁钉 2根 0.50 2 电线 1米 2.00 3 数据线 1条 2.00 4 鳄鱼夹 5条 0.70 5 封箱胶带 2卷 2.00 6 伺服电机 1个 8.00 7 微控制器板 1个 80.00 8 蓄电池和电池盒 1套 2.50 总额
86 87 设计工作表是为了明确地显示以及预算产品 制作过程所需的时间。此外，我们也可以定下 目标，务必在预期的时间内完成任务。 设计工作表的目的 8.1.5 教师引导学生仔细地将项目所需的活动与事项写下来，规划项目流程以确保 可以在预期的时间内完成产品。 给老师的话 甘特图表将项目中的 每个活动细节都清楚 列出。通过此图表， 组员或个人都可以清楚 和快速地确认制作产品 的进度。 趣味学！设计工作表 我 们 先 处 理 …… 接着，才处理…… 好，这样 可以避免 不必要的 浪费。 只要大家都遵守工作表， 我们的任务就能够如期 完成。 你 说 得 对 我们根据工作表 做事…… 提高工作效率 避免浪费资源 有效地管理时间 。 序 活动/事项 周数 1 2 3 4 5 6 7 1 构思与策划 √ 2 绘制草图 √ 3 预算成本 √ 4 准备工具和材料 √ 5 测量、标记、切割材料 √ √ 6 制作产品的主体 √ √ 7 编写程序 √ √ 8 测试产品 √ 9 修改产品 √ 10 制作档案记录 √ √
上网 https://bit.ly/plantwateringdiy 制作自动浇水器的主体 86 87 评估每个草图设计的优点和缺点，并加以 改进后，我们便可以根据草图制作自动浇水器了。 8.1.6 教师让学生根据他们所绘制的草图进行制作。引导学生根据工程设计过程 完成项目。提醒学生制作产品时，必须要有耐心，同时也要注意安全。 给老师的话 我们需要用到主体 和微控制器板来 制作自动浇水器。 …… 趣味学！制作自动浇水器的主体 你 说 得 对 1 连结两条橡皮筋，并挂放在 叉子的叉缝，用白色封箱胶带 将其稳贴在叉子上，避免脱落。 2 将伺服电机放到叉子的 背面，用白色封箱胶带将 其稳贴在叉子背面上。
5 将伺服臂置入伺服电机上。 88 89 将已经安装在叉子的伺服电机 放在塑料容器上。橡皮筋绕过 塑料容器的下方，并绑稳在叉子 的尾端。接着，用白色封箱胶带 绕着叉子的尾端，将其稳固。 用红色封箱胶带把附在吸管上 的伺服臂贴稳。 完成自动浇水器的主体。 6 将电线连接至伺服电机。 3 4 7
88 89 教师让学生在编写程序前先复习五年级设计与工艺课本的编程概念。提醒 学生编写程序之前必须要构思算法。 给老师的话 根据步骤完成制作自动 浇水器的主体。接着， 我们须进行微控制器板 编码的工作。 自动浇水器的 算法是…… 自动浇水器的算法和流程图 这是哪一类型的 基本结构？ 浇水一次 开始 是 否 1 当土壤干燥，吸管移动 为植物浇水。 2 当土壤湿润，吸管停止 为植物浇水。 土壤干燥？ 8.1.6 绘制流程图
90 91 方块菜单内选择“输入”，拉出“当按钮A被按下时”框架。 1 2 我们必须先测量土壤干燥的读数， 再依据所收集到的读数设定触发 自动浇水器反应的临界点。 当土壤干燥的读数低于所设定的临界点，吸管移动 为植物浇水。 当土壤干燥的读数高于所设定的临界点，吸管停止 为植物浇水。 上网 https://bit.ly/rbt6drynesslevel 读取土壤干燥的程序 认识土壤干燥的临界点 读取土壤干燥的程序 1 在编写自动浇水器 的程序之前，我们 先测量土壤干燥的 临界点，以此决定 土壤在什么时候才 算干燥。 这样我们就可以 设定浇水器在什么 时候开始浇水了。 我们如何使用自制 的土壤湿度传感器 来测试土壤的干燥 程度？ 铁钉如何……
90 91 在“基本”选项，点选“显示数字0”，置入“当按钮A被按下时”的 框架里。 在“引脚”选项，点选“模拟读取引脚[P0]”，置入“显示数字0”的 0 的格子里，并将 [P0] 改为[P1]。 点击“ 下载”并将程序输入微控制器板 内。 1 2 3 1 2 3 4 5 教师提醒学生在下载和执行编码后，必须按下按钮A来读取并记录所呈现在 LED 矩阵上的读数，即土壤的干燥度。接着，重复为土壤浇水和记录读数。 最后，再次按下按钮 A 以设定临界点。 给老师的话 8.1.6 2 3 4
92 93 准备工具和材料。 1 3 找出土壤干燥的临界点 微控制器板显示土壤 浇水前的读数是多少？ 我们根据之前寻找强光 临界点的经验，为自动 浇水器找出土壤干燥且 需要浇水的临界点吧！ …… 先将铁钉X和Y插入土壤 内，再按下按钮A以获取 土壤浇水前的读数。 我来记录土壤 干燥的读数。 我也来帮忙测试 土壤的干燥程度。 铁钉Y 铁钉X 2 绿色鳄鱼夹 3V 铁钉X 黄色鳄鱼夹 P1 铁钉Y 这个步骤是让我们观察 电导率的变化。 完成读取土壤干燥 的程序后，下一步 该怎么做？ 铁钉Y P1 3V 铁钉X