Classroom Science Pack 課室科學套件

簡介
Classroom Science Pack 是一款專為中小學生設計的STEAM 教育工具，
旨在透過趣味的動手實踐，幫助學生學習科學知識、培養科學思維、提升動手能力。

套裝包含悟空擴充板、DHT11溫濕度感測器、土壤濕度感測器和多種致動器，可用於搭建各種科學實驗裝置，進行資料收集、實驗設置、資料分析等科學實驗活動。



 

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硬體介紹


悟空擴充板
一款基於micro:bit的高整合度多功能擴充板，它的大小與micro:bit相近，功能十分豐富，整合了蜂鳴器、舵機驅動、馬達驅動等。
自帶400mAh鋰電池包，板載電源管理系統，支援快速充電，充滿僅需20分鐘，滿載運轉時間可達到40分鐘以上。
擴充板底座為樂高標準7 X 5 方形積木塊，完美連接到樂高積木。


OLED顯示螢幕
0.96吋OLED 顯示模組採用SSD1306 驅動晶片，有128x64個自發光的白色像素點。
具有功耗低、對比高等優點，可用於許多顯示應用，例如：各類感測器的數值顯示；mini 小型遊戲機；智慧穿戴裝置等。



DHT11溫溼度感測器
溫濕度感測器是一種用於測量和監測環境中溫度和濕度的設備。它能夠提供精確的溫度和濕度數據，幫助人們了解和控制環境條件。
這種感測器在許多領域有廣泛應用，包括氣象觀測、室內環境監測、農業、倉儲管理和自動化控制系統等。

溫濕度感測器能夠提供即時的溫度和濕度訊息，幫助使用者監測和調節環境條件，從而改善舒適度、提高生產效率和保護物品的品質。
溫濕度感測器的廣泛應用使其成為現代生活中不可或缺的重要組成部分。



土壤濕度感測器
土壤濕度感測器是一種用於測量土壤濕度的設備。它通常由一個感測器探頭和一個數據採集器組成。
土壤濕度感測器的工作原理是透過測量土壤中的水分含量來推斷土壤的濕度。
Octopus系列土壤濕度感測器的感測器探頭由一個導電金屬片組成，當土壤中的水分含量改變時，導電金屬片的電阻值也會改變。
資料採集器透過讀取導電金屬片的電阻值，並將其轉換為土壤濕度值。
土壤濕度感測器是一種非常有用的工具，可以幫助我們更好地了解土壤的濕度情況，從而指導農業生產和植物生長等應用。


3V繼電器
3V繼電器是一種電氣開關，它可以透過控制電流來開啟或關閉電路。
它由一個電磁線圈和一組開關接點組成。當電流通過電磁線圈時，它會產生一個磁場，這個磁場會吸引或推開接點，從而打開或關閉電路。

1 Channel Relay 3V Relay Module 是我們OCTOPUS系列的一路繼電器電子積木，
它的基本設計是根據OCTOPUS電子積木系列設定的，它的外形、PCB固定孔、電子積木的接口的設定是相同的。
OCTOPUS 1 Channel Relay採用超小、高品質HUIKE繼電器，可控制各種家用電器，及大電流負載。是電子愛好者的DIY的常用配件模組。



3V水幫浦
3V水幫浦是一種體積小巧、結構緊湊的水幫浦，通常用於家庭、工業和農業等領域的水處理系統。
在3V水幫浦中，有兩個主要的部分：葉輪和泵殼。葉輪是一個旋轉的部件，
它透過旋轉產生離心力，將水從泵殼的入口吸入，並推動水沿著泵殼的出口流出。
當葉輪旋轉時，水被吸入葉輪的中心，然後被甩向葉輪的邊緣。在這個過程中，水的壓力和速度都會增加。
當水離開葉輪的邊緣時，它被泵殼引導到一個出口，從那裡流出泵體。
在泵殼中，有一個或多個通道將葉輪的出口和進口連接起來。這些通道通常被稱為導流器或導流葉片。
導流器的作用是引導水流的方向，並減少水流的旋轉和湍流。

除了葉輪和泵殼外，3V水泵還包括一個馬達部分。
馬達驅動葉輪旋轉，從而驅動水的流動。馬達的類型可以是交流馬達、直流馬達或步進馬達等。
3V vertical water pump是一款直流微型潛水泵，引出了公的和母的杜邦線接口，接線十分方便，可以應用在多種工藝噴泉。


180°伺服馬達
舵機是一種位置（角度）伺服的驅動器，適用於那些需要角度不斷變化並且可以保持的控制系統。
 

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軟體準備
打開makecode.microbit.org 並點擊new project.


點擊Extensions


搜尋iot-environment-kit，新增iot-environment-kit軟體庫


搜索wukong，添加wukong軟體庫

 

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積木介紹
 

積木類別	積木塊圖示	參數	積木塊功能說明
		參數1類型：整數 參數1範圍：0~9	初始化OLED顯示屏
		無	清空OLED顯示屏
		參數1類型：字串 參數1範圍：0~9、a~z、A~Z、特殊字符	OLED顯示器顯示字串
		參數1類型：下拉選項 參數1範圍：180°，270°，360°； 參數2類型：下拉選項 參數2範圍：S0 ~ S7； 參數3類型：整形 參數3範圍：0 ~ 360	舵機角度控制
		參數1類型：下拉選項 參數1範圍：P0 ~ P16	顯示土壤濕度
		參數1類型：下拉選項 參數1範圍：temperature（°C）、temperature（°F）、humidity（0~100） 參數2類型：下拉選項 參數1範圍：P0 ~ P16	顯示目前溫度（℃）或濕度（0~100

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下載程式說明
使用USB線連接PC和micro:bit V2。



連線成功後，電腦上會辨識出一個名為MICROBIT的磁碟機


點選左下角的選擇Connect Device


點擊



點擊


在彈出視窗選擇BBC micro:bit CMSIS-DAP，然後選擇連接，此時，我們的micro:bit就已經連接成功


點擊下載程式


注意: 如果Download旁邊沒有看到豬鼻子LOGO(如下圖)，表示配對不成功，請重新配對一次，或換一條傳輸線

 

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安全第一
使用前請仔細閱讀說明書，在使用Classroom Science Pack之前，
請確保您已經詳細閱讀並了解產品的使用說明書。
按照說明書上的指示操作，以確保安全且正確的使用Classroom Science Pack 。

⚠ 年齡適用性：classroom科學套裝適用於3~6年級的學生。
請確保使用者的年齡符合使用要求，並在成年人的監督下進行操作。
對於年齡較小的兒童，需要有成年人的陪同和指導。

⚠ 使用適當的電源：在使用classroom科學套裝時，請確保使用適配器或電池供電，並遵循相關的電源要求和指示。
不要使用不相容或損壞的電源設備，以避免電氣故障或安全風險。

⚠ 安全操作：在操作classroom科學套裝時，請遵循安全操作指南。
請勿將classroom科學套裝放置在易碎物品或高處，以免發生意外損壞或跌倒。

⚠ 請勿拆解或修復：請勿自行拆解、修復或修改classroom科學套裝中的電子產品。
如發現任何故障或問題，請透過購買管道聯繫售後工作人員進行回饋及維護。

💡防止液體進入：請確保classroom科學套裝遠離液體，避免硬體設備接觸水或其他液體，
以防止短路或電器損壞。

💡學習環境安全：在使用classroom科學套裝進行學習和實驗時，請確保學習環境安全。
避免放置易燃物品或有害物質附近，並保持整潔有序的學習區域。

💡維護與保養：定期檢查classroom科學套裝的各個部件和連接線是否完好，避免鬆動或損壞。
如有異常情況或故障，請及時維修或更換零件。

💡長時間不使用時斷電：在長時間不使用classroom科學套裝時，請斷開電源並妥善存放。

遵守上述安全說明，能夠確保您在使用classroom科學套裝時的安全性和順利的學習體驗。如果您有任何疑問或遇到問題，請及時尋求協助。
 

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專案一：光與色彩的奧秘
本計畫旨在引導學生使用classroom科學套裝中悟空擴充板上板載的彩虹燈探索光的混色原理。
透過點亮並觀察彩虹燈的黃色燈光和紫色燈光，學生將了解如何透過組合不同顏色的光來創造新的顏色。
透過這個項目，學生將學習基礎的光學知識和程式設計技能，同時激發他們對科學探索的興趣。



教學目標
理解光的混色原理。
學習基礎的光學知識。
掌握使用micro:bit控制LED燈的基本程式設計技能。

課程流程
課程簡介
你有沒有想過，為什麼彩虹有七種顏色？為什麼當我們混合某些顏色的光時，它們可以產生新的顏色？
在本課中，我們將探索光與色彩的奧秘，以了解光的混合顏色原理。
我們將使用classroom科學套裝中的彩虹燈和micro:bit，透過程式控制彩虹燈的特定顏色發光。
這個裝置能夠幫助我們觀察並理解不同顏色的光如何混合在一起，形成新的顏色。
準備好了嗎？現在，讓我們一起踏上這趟有趣的學習旅程，探索光與色彩的奧秘吧！

探究活動
1. 了解如何使用 micro:bit 上的程式設計環境編寫程式碼來控制彩虹燈。
2. 了解如何控制各彩虹燈的亮度。
3. 了解如何調整燈光的亮度以創造不同的色彩效果。

硬體連接
本案例使用悟空擴充板上的4個彩虹燈進行實驗，彩虹燈連接到P16接腳。


範例程式碼
1. 開啟電源後，會顯示心形圖示。


2. 將彩虹燈初始化為4並連接到P16端口，將彩虹燈亮度設定為2。


3. 當按下按鈕A時，彩虹燈顯示紫光；當按下按鈕B時，彩虹燈顯示黃光。


請參考程式連結：https://makecode.microbit.org/_XM8XaJKs86UY

想想看，要怎麼混出不同的顏色呢?
可以混出一千多萬種顏色喔!



團隊合作和發表
學生被分成小組，共同創建和編程案例。

鼓勵學生相互合作、交流和分享經驗。

每個小組都有機會展示他們製作的案例並向其他小組展示。

預期效果：上電後micro:bit的LED矩陣顯示愛心圖標，按下按鈕A時，彩虹燈顯示紫色光，按下按鈕B時，彩虹燈顯示黃光。


總結與反思
回顧課程內容並提醒學生他們獲得了哪些知識和技能。

帶領學生討論製作過程中遇到的問題和困難以及如何解決。

引導學生思考光的混色原理如何運用在日常生活中，如彩色電視、舞檯燈光等。

拓展知識
光的混色原理是光學領域的一個重要概念，它涉及如何將不同顏色的光組合成新的顏色。以下是光的混色原理的一些擴展知識：

加色混合：當不同顏色的光同時照射在一起時，它們會混合在一起形成新的顏色。這稱為加色混合，以彩色電視和電腦顯示器為代表，它們使用紅、綠和藍光來產生各種顏色。

減色混合：在顏料或染料中，不同顏色的顆粒會吸收一些光並反射其他光。當多種顏料混合時，它們會吸收更多的光，從而產生更深的顏色。這是減色混合，常用於繪畫和印刷。

光的原色：在加色混合中，紅、綠、藍被認為是光的三基色。這三種顏色的光可以混合產生白色。

顏色感知：人眼中的視錐細胞對不同波長的光敏感，使我們能看見顏色。不同波長的光對應不同的顏色。

透過了解光的混色原理，學生可以更好地理解我們如何感知顏色以及顏色如何在技術和藝術中使用。

 

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專案二：溫度和濕度－影響我們生活的關鍵因素
本計畫的目的是指導學生使用 CLASSROOM Science Kit 中的 DHT11 溫度和濕度感測器探索溫度和濕度的基本概念。
透過檢測環境的溫度和濕度，學生將了解溫度和濕度的含義、單位以及它們如何影響人體。
透過這個項目，學生將學習基礎物理，掌握如何使用感測器和微控制器來收集環境數據，並激發他們對環境科學的興趣。



教學目標
了解溫度和濕度的基本概念。
了解溫度和濕度的測量單位及其科學意義。
了解如何使用 DHT11 溫濕度感測器和 micro:bit 收集環境資料。

課程流程
課程簡介
溫度和濕度是影響我們日常生活的兩個關鍵環境因素。它們不僅影響我們的舒適度，也與我們的健康息息相關。在本課中，我們將使用DHT11溫濕度感測器和micro:bit來監測和分析周圍環境的溫濕度。

探究活動
1. 了解如何使用 micro:bit 上的程式設計環境編寫程式碼以從 DHT11 感測器讀取資料。
2. 了解溫度和濕度的科學單位（攝氏度和百分比）。
3. 探討如何在OLED螢幕上即時顯示溫濕度資料。
4. 分析不同環境下的溫度和濕度數據，討論其對人類健康和日常生活的潛在影響。。

硬體連接
將DHT11溫濕度感測器連接到悟空擴展板的P1端口，將OLED顯示器連接到悟空擴展板的IIC端口。


範例程式碼
1. 電源開啟時初始化 OLED 顯示器。


2. P1口連接的DHT11溫濕度感測器返回的溫度值儲存在變數Temp中，並暫停3000ms； P1口連接的DHT11溫濕度感測器回傳的濕度值儲存在變數DH中，並暫停3000ms。


3. 清空 OLED 顯示器，在 OLED 顯示器上顯示目前溫度，在 OLED 顯示器上顯示目前濕度。


請參考程式連結：https://makecode.microbit.org/_2JEfrXWsWEvw

團隊合作和發表
學生被分成小組，共同創建和編程案例。

鼓勵學生相互合作、交流和分享經驗。

每個小組都有機會展示他們製作的案例並向其他小組展示。

預期結果：通電後OLED顯示器顯示目前環境溫度和濕度。


總結與反思
回顧課程內容並提醒學生他們獲得了哪些知識和技能。

帶領學生討論生產過程中遇到的問題和困難以及如何解決這些問題。

引導學生思考溫度和濕度對人類健康和日常生活的影響，以及如何利用科技改善居住環境。

拓展知識
溫度 溫度是物質冷熱程度的量測。常見的溫度單位有攝氏度 (°C)、華氏度 (°F) 和開爾文 (K)。溫度的變化導致物質膨脹和收縮。溫度影響物質的物理狀態，例如，水在 0°C 時結冰，在 100°C 時沸騰。

濕度 濕度是空氣中水蒸氣的含量。濕度的常用單位是相對濕度 (%) 和絕對濕度 (g/m3)。濕度影響人體的舒適度，例如濕度高讓人感覺悶熱，濕度低讓人感覺乾燥。

溫度和濕度對人體的影響 適當的溫度和濕度對於人體健康非常重要。溫度過高會導致中暑，溫度過低會導致凍傷。濕度過高會導致身體感到悶熱，濕度過低會導致身體感到乾燥。
 

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專案三：探討土壤水分與植物生長的關係
該計畫的目的是指導學生使用課堂科學套件中的土壤濕度感測器來探索土壤濕度對植物生長的影響。
透過監測不同土壤濕度條件下的植物生長，學生將了解土壤濕度對植物生長的重要性。
透過這個項目，學生將學習基礎生物學，掌握如何使用感測器和微控制器來收集環境數據，並激發他們對生態學的興趣。



教學目標
了解土壤濕度對植物生長的重要性。
了解如何使用土壤濕度感測器和 micro:bit 收集土壤濕度資料。
學習資料分析的基本方法，探索土壤濕度與植物生長之間的關係。

課程流程
課程簡介
植物的生長需要水，但是喝多少水適合呢？水太多和太少都會影響植物的生長。
在本課程中，我們將使用土壤濕度感測器和 micro:bit 來監測土壤濕度並探索土壤濕度對植物生長的影響。

探究活動
1. 了解如何編寫程式碼以從土壤濕度感測器讀取資料。
2. 設計一個實驗來比較不同土壤濕度條件下的植物生長。
3. 分析實驗數據並討論土壤濕度對植物生長的影響。

硬體連接
將土壤濕度感測器連接到悟空擴展板的P1端口，將OLED顯示器連接到悟空擴展板的IIC端口。


範例程式碼
1. 當電源開啟時，會顯示心形圖示以初始化 OLED 顯示器。


2. 連接到 P1 連接埠的土壤濕度感測器的返回值儲存在變數土壤濕度中，該變數在 OLED 顯示器上顯示當前的土壤濕度。


3. 暫停1000ms，清除OLED顯示幕顯示。


請參考程式連結：https://makecode.microbit.org/_KYwM1gDxFUxt

團隊合作和發表
學生被分成小組，共同創建和編程案例。

鼓勵學生相互合作、交流和分享經驗。

每個小組都有機會展示他們製作的案例並向其他小組展示。

預期結果：通電後OLED顯示器顯示目前土壤濕度。


總結與反思
回顧課程內容並提醒學生他們獲得了哪些知識和技能。

帶領學生討論製作過程中遇到的問題和困難以及如何解決。

引導學生思考土壤濕度對植物生長的影響以及如何利用科技來優化植物生長的環境。

拓展知識
土壤濕度對植物生長有顯著影響，直接關係到植物根系吸水、吸收養分的能力、植物的整體生長。以下是土壤濕度對植物生長的一些主要影響。

根系吸水：適當的土壤濕度可以確保植物根係能有效吸收水分，維持正常的生理活動。

養分吸收：水是植物從土壤中吸收養分的媒介，適當的土壤濕度有助於植物更好地吸收必需的礦物質和養分。

土壤通氣：濕度過高會導致土壤空氣含量較低，影響根部呼吸，長時間潮濕也可能導致根部腐爛。

對土壤結構的影響：土壤濕度不均勻會影響土壤的物理結構，如結塊或侵蝕，不利於植物根系生長和土壤微生物活性。

生長速度：土壤濕度對植物的生長速度有直接影響。適宜的濕度可以促進快速生長，而不適合的濕度則可能導致生長緩慢。
 

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專案四：探討水與植物生長的關係
該計畫的目的是指導學生使用課堂科學套件中的土壤濕度感測器、繼電器模組和泵浦與 micro:bit 結合創建自動澆水裝置，
以探索水對植物生長的影響。透過監測土壤濕度並自動調節供水，學生將了解水對植物生長的重要性並學習基礎農業科學。
該計畫將加深學生對物理、生物學和自動化技術的理解。



教學目標
了解水對於植物生長的必要性。
了解如何使用土壤濕度感測器和繼電器控制水泵。
獲得製作自動澆水系統的基本技能。

課程流程
課程簡介
水是生命之源，對植物生長至關重要。在本課程中，我們將探討水對植物生長的影響，並創建一個自動澆水裝置來保持植物的水分生長。

探究活動
1. 了解如何使用 micro:bit 上的程式設計環境編寫程式碼以從土壤濕度感測器讀取資料。
2. 了解土壤濕度的科學單位及其對植物生長的影響。
3. 探索如何使用繼電器控制幫浦的打開和關閉以實現自動澆水。
4. 設計一個實驗來記錄植物在不同土壤濕度條件下的生長情況。
5. 分析實驗數據並討論自動澆水如何促進植物生長。

硬體連接
將土壤濕度感測器連接到悟空擴展板的P1口，繼電器連接到悟空擴展板的P2口，水泵連接到繼電器，OLED顯示器連接到悟空擴展板的IIC口。


範例程式碼
1. 電源開啟時初始化 OLED 顯示器。


2. 將連接到端口 P1 的土壤濕度感測器的返回值儲存到變數土壤濕度中。


3. 當變數土壤濕度的值小於25時，設定P2連接埠連接的繼電器打開水泵，否則設定P2連接埠連接的繼電器關閉水泵；


4. 暫停1000ms，清除OLED顯示器顯示，並在OLED顯示器上顯示目前土壤濕度。


請參考程式連結：https://makecode.microbit.org/_b2vP7K5W6KRd

團隊合作和發表
學生被分成小組，共同創建和編程案例。

鼓勵學生相互合作、交流和分享經驗。

每個小組都有機會展示自己製作的案例並向其他小組展示。

預期結果：通電後OLED顯示器顯示目前土壤濕度，若土壤濕度過低則自動開泵澆水。


總結與反思
回顧課程內容並提醒學生他們獲得了哪些知識和技能。

引導學生討論生產過程中遇到的問題和困難以及如何解決這些問題。

引導學生思考水對於植物生長的重要性以及如何利用科技來優化植物生長的環境。

拓展知識
水對於植物生長至關重要，在植物的整個生命週期中發揮幾個重要作用。

養分運輸：水幫助植物從土壤中吸收養分，並將這些養分輸送到植物的各個部分，例如葉子和果實。

光合作用：在光合作用中，植物利用水和陽光來製造所需的糖和氧氣。沒有水，這個過程就無法進行。

結構支持：水也有助於植物維持其結構，使它們的莖和葉保持僵硬。

溫度調節：植物透過葉子上的氣孔釋放水蒸氣來調節溫度，水蒸氣充當植物的“汗水”，幫助它們在炎熱的天氣中保持涼爽。

太多和不足的影響：水太多或太少都不利於植物生長。太多的水會導致根部腐爛，而太少的水會使植物乾燥並影響其生長和健康。

環境保護：透過吸收和儲存水，植物有助於維持生態平衡和環境保護，例如減少洪水和提供棲息地。
 

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專案五：探索力的基本交互作用
本計畫旨在引導學生使用classroom科學套裝中的舵機和micro:bit探索力的基本交互作用。
透過程式控制舵機的轉動，並透過按鍵輸入改變舵機的運動狀態，學生將了解力和運動的關係，以及牛頓第三定律——作用力和反作用力的原理。
此計畫將加深學生對物理學基礎概念的理解和應用。


教學目標
理解力的基本交互作用和牛頓第三定律。
學習如何使用micro:bit控制舵機的移動。

課程流程
課程簡介
力是物體間基本交互作用的結果。當我們推一個物體時，它也會給我們一個相等的反作用力。
在本節課中，我們將透過控制舵機的轉動來探索力的基本交互作用。

探究活動
1. 學習如何使用micro:bit上的程式設計環境，並撰寫程式碼來控制舵機的轉動。
2. 理解舵機轉動的基本原理和力的交互作用。


硬體連接
將舵機連接到wukong擴充板的S1介面。


範例程式碼
1. 開機時，顯示Yes圖示。


2. 當按鍵A被按下時，設定連接到S1的180°舵機轉動到0度位置，顯示大愛心圖示。


3. 當按鍵B被按下時，設定連接到S1的180°舵機轉動到180度位置，顯示小愛心圖示。


請參考程式連結：https://makecode.microbit.org/_iE0FRyLoA7ak

團隊合作和發表
學生分成小組，共同完成個案的製作和程式編寫。

鼓勵學生之間相互合作、交流和分享經驗。

每個小組有機會向其他小組展示他們製作的案例，並進行演示。

預期效果：透過按鍵控制舵機的轉動，觀察力的交互作用。


總結與反思
回顧課程內容，提醒學生掌握了哪些知識與技能。

引導學生討論他們在製作過程中遇到的問題和困難，以及如何解決這些問題。

引導學生思考力的互動在現實生活中的應用，如火箭發射、划船等。

拓展知識
力的作用：力是物體對物體的作用，它可以改變物體的運動狀態，包括運動的速度和方向。

力的相互作用：根據牛頓第三定律，力是相互作用的，即作用力和反作用力總是成對出現，大小相等，方向相反。

力的種類：在推動木塊的實驗中，舵機對木塊施加的是推力，這是一種接觸力。此外，還有非接觸力，如重力、磁力等。

力的效果：力可以產生兩種效果：一是改變物體的形狀，二是改變物體的運動狀態。

力與運動的關係：力是改變物體運動狀態的原因，但物體若不受力，會保持原來的靜止或等速度直線運動狀態，這是牛頓第一定律的內容。

能量轉換：舵機將電能轉換為機械能，推動木塊移動，這是能量轉換的一個例子。

力的互動與日常現象：力的互動不僅存在於物理學的抽象概念中，它在我們的日常生活中無所不在。例如，當我們走路時，我們的腳對地面施加一個向後的力，根據牛頓第三定律，地面也給我們的腳一個相等大小但方向相反的力，這個反作用力推動我們前進。
 

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專案六：micro:bit特徵計數器
本計畫旨在引導學生使用classroom科學套裝中的感測器和micro:bit，探索種群統計學的基本方法。
透過製作一個族群特徵計數器，學生將能夠對特定族群的特徵進行量化統計，如植物種類、動物數量等。
這個計畫將幫助學生學習基礎的生態學知識，掌握資料收集和處理的技能，並激發他們對生物多樣性研究的興趣。


教學目標
理解族群統計的基本概念。
學習如何使用感測器進行數據收集。
掌握使用micro:bit進行資料處理與顯示的方法。

課程流程
課程簡介
在生態學研究中，對特定區域內的生物族群進行計數和特徵分析是一項重要的工作。
它有助於我們了解生物多樣性、族群結構和生態系統的健康狀況。
今天，我們將使用micro:bit和OLED來建立一個族群特徵計數器，透過按鍵來記錄並統計不同的族群特徵。

探究活動
1. 探索如何使用micro:bit對感測器資料進行處理。
2. 設計一個程式，實現特徵計數並即時顯示在OLED螢幕上。

硬體連接
將OLED顯示器連接到wukong擴充板的IIC介面。


範例程式碼
1. 開機時，初始化OLED顯示器。


2. 當按鍵A被按下時，變數A加1，當按鍵B被按下時，變數B加1。


3. 當分別顯示A、B的值，並在兩秒後清除螢幕訊息。


請參考程式連結：https://makecode.microbit.org/_M0rMpv63oEoF

團隊合作和發表
學生分成小組，共同完成個案的製作和程式編寫。

鼓勵學生之間相互合作、交流和分享經驗。

每個小組有機會向其他小組展示他們製作的案例，並進行演示。

預期效果：透過按鍵對A,B進行計數，資料在OLED顯示器進行顯示。


總結與反思
回顧課程內容，提醒學生掌握了哪些知識與技能。

引導學生討論他們在製作過程中遇到的問題和困難，以及如何解決這些問題。

引導學生思考族群特徵計數器在生態學研究的應用，以及如何運用科技手段保護生物多樣性。

拓展知識

生物多樣性: 生物多樣性指的是地球上各種生命形態的豐富多樣性，包括生物種類的多樣性、遺傳變異的多樣性、生態系的多樣性。

族群統計: 族群統計是生態學中用來估計某一區域內特定物種數量的方法。準確的族群統計對於物種保育和生態系統管理至關重要。

資料處理: 在生物學研究中，收集到的數據需要透過適當的統計方法進行處理和分析，以得出科學的結論。
 

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專案七：探索聲音的奧秘
本計畫旨在引導學生使用micro:bit探索聲音強度的測量。
透過讀取麥克風的數據並在OLED顯示器上顯示當前噪音強度，學生將了解聲音的物理特性，
學習如何使用感測器收集環境聲音數據，並激發他們對聲學科學的興趣。


教學目標
理解聲音強度的物理概念。
學習如何使用噪音感測器測量聲音強度。
掌握使用micro:bit和OLED顯示器顯示資料的方法。

課程流程
課程簡介
聲音是我們日常生活中不可或缺的一部分，但你知道如何科學地測量聲音的強度嗎？
在本課中，我們將使用噪音感測器和micro:bit來監測和分析我們周圍環境的聲音強度。

探究活動
1. 學習聲音強度的科學單位（分貝）。
2. 設計一個實驗，比較不同環境下的聲音強度。

硬體連接
將OLED顯示器連接到wukong擴充板的IIC介面。


範例程式碼
1. 開機時，初始化OLED顯示器。


2. 透過OLED顯示器顯示目前環境音強度。


請參考程式連結：https://makecode.microbit.org/_iq3AfTUY9MUu

團隊合作和發表
學生分成小組，共同完成個案的製作和程式編寫。

鼓勵學生之間相互合作、交流和分享經驗。

每個小組有機會向其他小組展示他們製作的案例，並進行演示。

預期效果：OLED顯示器可即時顯示目前環境的噪音強度。


總結與反思
回顧課程內容，提醒學生掌握了哪些知識與技能。

引導學生討論他們在製作過程中遇到的問題和困難，以及如何解決這些問題。

引導學生思考噪音污染對人類和環境的影響，以及如何運用科技手段減少噪音污染。

拓展知識

聲音的物理特性 聲音由振動產生，透過介質（如空氣）傳播。聲音的強度以分貝（dB）來衡量，它是一個對數單位，表示聲音壓力水平的相對大小。

噪音污染 噪音污染是指環境中不需要或不愉快的聲音。長期暴露在高噪音水平下會對聽力造成損害，並可能導致其他健康問題。

感測器的應用 感測器是將物理量（如聲音、光、溫度等）轉換為電訊號的設備。在本專案中，噪音感測器將聲音強度轉換為電訊號，供micro:bit讀取和處理。
 

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專案八：人體的電波
本計畫旨在引導學生使用micro:bit探索聲音強度的測量。
透過讀取麥克風的數據並在OLED顯示器上顯示當前噪音強度，學生將了解聲音的物理特性，
學習如何使用感測器收集環境聲音數據，並激發他們對聲學科學的興趣。


教學目標
理解人體電生理活動的基本原理。
學習如何使用土壤濕度感測器檢測人體電壓。
掌握使用micro:bit展示數據。

課程流程
課程簡介
人體就像一個生物電的發電站，我們的心臟、大腦和肌肉等器官在工作時都會產生微弱的電訊號。
這些電訊號可以被特定的感測器偵測到，並用來分析我們的健康狀況。
今天，我們將使用土壤濕度感測器和micro:bit來探索人體的電波。

探究活動
1. 學習人體電生理活動的基本原理。
2. 探索如何使用土壤濕度感測器檢測人體的電壓變化。

硬體連接
將土壤濕度感測器連接到wukong擴充板的P1端口。


範例程式碼
1. 透過串口讀取目前土壤濕度感測器偵測到的電壓。


請參考程式連結：https://makecode.microbit.org/_89Y4tFKdWAfk

查看serial串口數據
使用USB線連接PC和micro:bit V2。



連線成功後，電腦上會辨識出一個名為MICROBIT的磁碟機


點選左下角的選擇Connect Device


點擊



點擊


在彈出視窗選擇BBC micro:bit CMSIS-DAP，然後選擇連接，此時，我們的micro:bit就已經連接成功


點擊下載程式


注意: 如果Download旁邊沒有看到豬鼻子LOGO(如下圖)，表示配對不成功，請重新配對一次，或換一條傳輸線




makecode serial視窗
請點選Show data Device


查看數據


團隊合作和發表
學生分成小組，共同完成個案的製作和程式編寫。

鼓勵學生之間相互合作、交流和分享經驗。

每個小組有機會向其他小組展示他們製作的案例，並進行演示。

預期效果：透過makecode查看人體的電壓資料。


總結與反思
回顧課程內容，提醒學生掌握了哪些知識與技能。

引導學生討論他們在製作過程中遇到的問題和困難，以及如何解決這些問題。

引導學生思考人體電生理訊號在醫學診斷上的應用，以及如何運用科技手段提高健康監測的準確性。

拓展知識

生物電現象 生物電現象係指生物體內部或生物體與外界環境之間所發生的電現象。人體電生理活動是由細胞膜上的離子通道控制的離子流動產生的。

感測器的應用 感測器是將非電物理量（如光、聲音、壓力、濕度等）轉換為電訊號的設備。在本專案中，土壤濕度感測器被用作檢測人體電壓變化的感測器。

生物訊號的測量 生物訊號的測量是生物醫學工程和醫學診斷中的重要領域。透過測量和分析生物電訊號，醫生可以了解病人的健康狀況，並進行相應的診斷和治療。
 

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專案九：探討光照對植物生長的影響
本計畫旨在引導學生使用classroom科學套裝和micro:bit建構一個植物生長監測裝置。
透過LED燈模擬不同的光照條件，學生將能夠觀察和記錄植物的生長變化，進而分析和繪製植物的生長曲線。
此計畫將加深學生對植物學和環境科學的理解，同時鍛鍊他們的實驗設計和數據分析能力。


教學目標
理解植物生長的基本條件和環境因素。
掌握使用LED燈模擬不同光照條件的方法。
繪製並分析植物的生長曲線。

課程流程
課程簡介
光照是植物生長發育的關鍵環境因素之一。
它不僅影響植物的光合作用，也影響其生理時鐘和生長週期。
在本課程中，我們將透過建造一個植物生長監測裝置來模擬不同的光照條件，並觀察這些條件如何影響植物的生長。

探究活動
1. 學習植物生長的基本條件和環境因素。
2. 設計對照組實驗，使用LED燈模擬不同的光照條件。
3. 定期記錄不同光照條件下植物的生長數據，並繪製生長曲線。
4. 分析光照條件下植物生長的規律。

硬體連接
此案例使用wukong擴充板上的4顆彩虹燈進行實驗，彩虹燈連接腳位為P16。


範例程式碼
1. 顯示愛心圖標，初始化彩虹燈為4顆並連接到P16端口，設定變數lightness為255。


2. 透過按鈕控制調節變數lightness的數值。


3. 設定亮度為lightness，設定燈光為白色。


請參考程式連結：https://makecode.microbit.org/_0Hk1dfCuEg38

團隊合作和發表
學生分成小組，共同完成個案的製作和程式編寫。

鼓勵學生之間相互合作、交流和分享經驗。

每個小組有機會向其他小組展示他們製作的案例，並進行演示。

預期效果：透過按鍵控制彩虹燈的燈光亮度


總結與反思
回顧課程內容，提醒學生掌握了哪些知識與技能。

引導學生討論他們在製作過程中遇到的問題和困難，以及如何解決這些問題。

引導學生思考光照對植物生長的實際應用，如農業生產和植物栽培。

拓展知識

植物的光合作用 光合作用是植物在光照條件下，透過葉綠素吸收光能，將二氧化碳和水轉化為葡萄糖和氧氣的過程。

光照週期 光照週期，或稱光週期，是指植物在一天中所接受光照和黑暗的時間長度。不同的植物對光照週期的需求不同，對植物的生長和開花有重要影響。

生長曲線 生長曲線是描述植物生長隨時間變化的圖形，可用來分析植物的生長速率和生長階段。
 

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專案十：模擬溫室環境
在這個案例中，學生將利用classroom科學套裝建構一個模擬溫室環境，使用溫濕度感測器監測溫度和濕度的變化。
透過控制模擬溫室中的溫度條件，學生將觀察並分析溫度變化對植物生長的影響，從而深入理解植物生長對環境溫度的依賴性。


教學目標
理解溫度對植物生長的影響。
學習使用溫濕度感測器收集環境數據。
分析環境溫度變化對植物生長的具體影響。

課程流程
課程簡介
溫室為植物提供了一個受控的生長環境，其中溫度是最關鍵的因素之一。
在本課中，我們將透過建構模擬溫室環境來研究溫度對植物生長的影響。


探究活動
1. 學習溫室環境對植物生長的重要性。
2. 探索如何使用溫濕度感測器監測環境溫度。
3. 設計實驗，記錄不同溫度條件下植物的生長數據。
4. 分析溫度變化對植物生長的具體影響

硬體連接
將溫濕度感測器連接到wukong擴充板的P1連接埠。

範例程式碼
1. 顯示愛心圖標，初始化彩虹燈為4顆並連接到P16端口，設定燈光為白色。

2. 透過LED矩陣顯示目前溫度。


請參考程式連結：https://makecode.microbit.org/_XF48ydY92TPH

團隊合作和發表
學生分成小組，共同完成個案的製作和程式編寫。

鼓勵學生之間相互合作、交流和分享經驗。

每個小組有機會向其他小組展示他們製作的案例，並進行演示。

預期效果：開啟機器後彩虹燈常亮，透過溫濕度感測器監測模擬溫室中的溫度變化，觀察並記錄這些變化對植物生長的影響。


總結與反思
回顧課程內容，提醒學生掌握了哪些知識與技能。

引導學生討論他們在製作過程中遇到的問題和困難，以及如何解決這些問題。

引導學生思考模擬溫室環境在現代農業的應用。

拓展知識

植物的光合作用 光合作用是植物在光照條件下，透過葉綠素吸收光能，將二氧化碳和水轉化為葡萄糖和氧氣的過程。

光照週期 光照週期，或稱光週期，是指植物在一天中所接受光照和黑暗的時間長度。不同的植物對光照週期的需求不同，對植物的生長和開花有重要影響。

生長曲線 生長曲線是描述植物生長隨時間變化的圖形，可用來分析植物的生長速率和生長階段。