給STEAM的14個酷點子

發揮無限大的創造力
『不使用電腦也能玩電路學邏輯，發揮創意激發出各種可能！』
近年國中小教育吹起了一股STEAM教育熱潮 ， 「STEAM教育」 （Science, Technology, Engineering, Art, and Mathematics）是結合科學、技術、工程、藝術以及數學的跨學科教學方法，各項領域以不單單只是純粹的學、術科課程，透過發想、設計、思考解決以及實作來培養小朋友更多的可能性及創造力。
BOSON是由DFRobot開發出來的電子積木套件，以往常見的電子零件總是帶有生硬陌生的印象，BOSON設計將零件們模組化且採用直覺式插拔方式，利用顏色區分出數位邏輯中經常應用的種類以及實作應用，藉由電子積木們，讓孩子能夠以更簡潔明確的方式學習。
本書將以趣味互動與科學實驗兩大主軸，帶領您的孩子完成許多有趣的專題，進而理解互動裝置與科學實驗的原理。諸多科學原理，只要體驗過一次就會有深刻的記憶，效果遠比傳統的背誦記憶來得更好，我們正是以此精神來完成本書。
目前政府大力推動基礎程式教育，目標是讓孩子們具備基礎的運算思維（Computational thinking）能力，能對這個快速變動的環境有更多的好奇心與觀察力。根據美國麻省理工學院媒體實驗室終身幼兒園小組的Mitchel Resnick教授表示，幼兒時期可說是我們一生中最具創造力的時候，因此他致力於讓大家都能成為創意思考家（Creative Thinker）。您回想，世界上各國都主推幼兒的程式教育，從Scratch、App Inventor、Lego EV3/Wedo到micro:bit MakeCode等圖形化程式在全世界都蔚為風潮，即可知這的確是目前最受關注的話題。

本書特色
本書分成兩大主軸：趣味互動與科學實驗，要和大家介紹如何使用BOSON電子模組來製作各種有趣的互動專題與科學實驗。
前半部「趣味互動」將告訴小朋友如何運用BOSON模組來製作生活中常見的自動機器裝置，包含自動門、小夜燈、摩天輪與遊園小火車等等。這裡會運用光、聲音等感測器來控制燈泡、馬達，還會使用樂高積木來做出許多有趣的造型。每一個專題都很有趣，一定要做做看喔！
後半部「科學實驗」則是帶領小朋友運用BOSON模組進行有趣的化學實驗，有測量導電性、酸鹼中和以及土壤溼度偵測等等。你會知道如何運用正確的感測器來測量這個有趣的世界，也知道實驗過程中要注意哪些地方才能讓實驗結果更精準。期待小朋友能從中找到喜歡的主題，進入有趣的科學世界。

CAVEDU教育團隊
CAVEDU，帶您從0到0.1！

CAVEDU教育團隊是由一群對教育充滿熱情的大孩子所組成的科學教育團隊，積極推動國內之機器人教育，業務內容包含技術研發、出版書籍、研習培訓與設備販售。
團隊宗旨在於以讓所有有心學習的朋友皆能取得優質的服務與課程。本團隊已出版多本樂高機器人、Arduino、Raspberry Pi與物聯網等相關書籍，並定期舉辦研習會與新知發表，期望帶給大家更豐富與多元的學習內容。

前言
CAVEDU教育團隊簡介
第1章 認識BOSON！快快樂樂認識周遭的世界
第2章 智慧生活真的好有趣喔!開一開、關一關，自動門動起來
第3章 智慧生活真的好有趣喔！動動手，讓小檯燈可以自己亮暗
第4章 智慧生活真的好有趣喔！一起動手做一個智慧風扇
第5章 歡樂嘉年華會 叮叮噹！自己動手設計創意的聖誕樹
第6章 歡樂嘉年華會 揮揮手、動一動的加油機器人
第7章 歡樂嘉年華會 哇！超級夢幻的摩天輪
第8章 歡樂嘉年華會 遊園小火車
第9章 LED亮起來、亮起來！一起來認識水溶液的導電性
第10章 生活中的化學反應 一起來觀察水溶液的酸鹼度
第11章 日常生活中的化學反應 一起來觀察酸鹼中和反應
第12章 會變顏色的水 指示劑辨色
第13章 科學小農夫 土壤與肥料酸鹼度
第14章 科學小農夫 土壤濕度

第1章 認識BOSON！
快快樂樂認識周遭的世界

什麼是BOSON？
BOSON是由DFROBOT公司所推出的一套電子教學套件，它不需要寫程式就能做出各種有趣的互動專題，用電線連接就能讓它動起來，讓我們先來瞭解一下它的構造吧！

（電源開關、按鈕輸入、電線插座、USB電源輸入）
BOSON外部構造

小朋友，你有發現嗎？不同顏色的BOSON，它的樣子是不是會有些不一樣呢？沒錯，除了大小之分以外，根據顏色還可以分成以下四種不同的功能喔！

藍色（輸入）
 
輸入模組

紅色（主控板）
 
主控板

綠色（輸出）

輸出模組

黃色（運算邏輯）
 
運算邏輯模組

BOSON要怎麼使用？
認識了什麼是BOSON以後，你一定迫不急待想要知道怎麼使用？有哪些好玩的功能呢？那麼，就讓我們一起來學習如何使用BOSON吧！

1. 三種顏色的模組
拿出按鈕（藍色）、主控板與電池座（紅色）、高亮度LED（綠色）、兩條電線。
2. 主控板連接電池座
把主控板與電池座連接。
3. 電線連接按鈕與主控板
把按鈕放在主控板左邊，並用電線連接。
4. 電線連接主控板與高亮度LED
把高亮度LED放在主控板右邊，並用電線連接。
5. 打開主控板上方的開關
將主控板上方的開關撥向ON。
6. 開啟LED
按下按鈕，LED亮起來。

恭喜！你已經學會基本的BOSON連接方式，並且可以成功開啟高亮度LED，這是最簡易的輸入、輸出概念，就像家裡開關電燈或是風扇一樣，按下按鈕就能開燈，你也能做到喔！

BOSON還有哪些有趣的模組？
除了以上介紹的模組外，還有其它像是可以偵測到光線強弱的「光感測器」；可以360度轉動的「馬達模組」；甚至還有像是留聲機功能的「錄音機模組」……等等，各式各樣不同且有趣的模組。本書使用了Inventor Kit與Science Kit這兩個BOSON盒組，以下一併列出，讓我們一起來看看吧！
 
Boson的Inventor Kit及Science kit

藍色輸入模組
我們人類有眼睛、耳朵、鼻子、舌頭與皮膚來感知身邊的變化，本書中的各個專題也會使用各種感測器來讓我們可以與作品互動。包含：
 

主控板
主控板負責把藍色輸入模組所偵測到的狀況告訴綠色輸出模組。每一個專題都會用到它喔！主控板又分成1組I/O與3組I/O，差別在於可以連接多少輸入與輸出裝置。（1組I/O表示可以接1個藍色輸入與1個綠色輸出）
 

阿吉老師特別小提醒：
除了使用Kit裡配有的電池座外，若你有行動電源，也可以使用BOSON盒組裡附的MicroUSB線，並與主控板連接。

綠色輸出模組
輸出模組會產生各種動作，包含聲音、燈光或是馬達轉動，藉此做到許多有趣的效果。包含以下模組：
 

黃色（運算邏輯）
這些模組可以做到更多豐富的變化，例如用一個輸入控制兩個輸出、簡單的邏輯運算(交集/聯集/反向)等等。包含以下：
 
另外，BOSON套件也可以搭配擴充板來連接Micro:bit或是其他類型的開發板，也可以使用Scratch或Make Code等簡易圖形化程式介面來寫程式，延伸出更多有趣的互動專題喔！先前所提到的Inventor Kit 主要會用在第二章到第八章的作品；第九章到第十四章則會使用Science Kit，從下一章開始，我們將一起來動手做做看各式各樣有趣的作品囉！