蘋果電腦創辦人賈伯斯：『這個國家的每一個人都應該學會如何電腦編程，因為它能教你如何思考。』
"Everybody in this country should learn how to program a computer, because it teaches you how to think." - Steve Jobs
轉眼間我們家老大CC已經五歲，到了我認為可以開始給她一些程式教育東西的年紀。經過詢問身邊台清交電機、資工系畢業、還有於矽谷擔任工程師朋友們的建議，『不插電幼兒程式教育遊戲』是我的優先選擇。因此，這一陣子開始上網東逛西找，最後決定由美國Learning Resources教學資源所研發的『機器人博特力Botley』作為我們家小孩程式教育的首次嘗試。
美國教學資源Learning Resources機器人博特力Botley簡介影片
為什麼我選擇博特力作為小孩第一套程式入門機器人呢？個人理由可歸納成以下三大點：
1. 適合學齡前兒童 初期建立基礎程式概念
博特力是專門為5-8歲中班到小二的低年級兒童所設計的程式機器人，正好適合邁入五歲的CC，尤其是博特力完全不需要iPad、手機、電腦就能進行編程非常吸引我。學習盒共有79個零件，研發團隊採用100%無螢幕、實際動手操作的方式，引領稚齡學童入門程式教育的基本重要元素：（1）基礎編程概念；（2）進階編程概念，例如：if/then條件式；（3）批判思考；（4）空間概念；以及（5）合作與團隊精神。
在眾多零件當中，博特力核心是這兩個：『機器人博特力』（Botley Robot）跟『程式設定器』（Remote）。操作方式相當簡單，就像我們在家使用電視遙控器一樣，將只要將『程式設定器』對準『博特力機器人』，輸入前進（forward）、倒退（reverse）、左轉（turn left）、右轉（turn right）等『指令』（instructions），博特力就會收到訊號，根據使用者給他的指令開始行動。而這個程式設定器，也成為博特力的重要特色：使用者不需要移動自己的位置，即使是行動不便的小孩，也可以遠端遙控機器人，體驗不插電程式遊戲的樂趣喔！：）
值得一提的是，博特力所具備兩個指令：『循環功能』（Loop）與『物體探測』（Object Detection），讓這款機器人能廣泛應用在幼兒不插電程式遊戲中。首先，『循環功能』又稱作『迴圈』，是電腦科學的一種基礎語法，意思請電腦（或機器人）重覆執行一段程式指令，直到某個條件成立為止。在幼兒教學上，爸媽可以透過設計好玩的『請博特力沿著操場跑兩圈』、『請博特力從家裡來回接送小孩上學三次』等遊戲，讓小朋友理解到程式編碼中『循環/迴圈/Loop』的意義唷！
其次，『物體探測』則是近幾年AI人工智慧潮流下的顯學，應用層面非常廣泛，像是智能嬰兒安全監控器、無人駕駛車判斷四周環境、居家防盜系統人臉辨識、能源探勘、太空探測、腫瘤偵測等領域都可以運用。家長可以自行設計一些好玩的幼兒遊戲，像是『教博特力如何發現寶石』、『教博特力如何遵守交通規則不撞車』等，讓孩子體會物體探測功能的奧妙之處！
2. 造型可愛變化多 提升小朋友程式編碼興趣
博特力是由美國歷史悠久的專業兒童教具大廠Learning Resources所開發的，聰明巧妙地融合了『幼兒教育』與『程式教育』的精隨，將機器人設計的俏皮又可愛，非常受到當地學齡前孩童的歡迎！！除了擁有水汪汪的大眼睛之外，博特力無聊時還會發出『歐歐～』、『優呼～』、『嗨～』等令人發笑的聲音，這對大部份只有一、兩個小孩的現代家庭來說，彷彿就像家裡又多了一個小夥伴呢！：）
博特力機器人主體值得好好介紹：在機器人底部，具備『CODE 編碼模式』、『LINE 循線模式』、『OFF 關閉』三段功能。首先，『CODE 編碼模式』顧名思義，就是讓機器人能夠接收『程式設定器』所設定的編碼指令，然後根據這些設計者的指令去執行動作。
而『LINE循線模式』非常好玩唷！他是利用博特力底部的『特殊感應器』（Sensor），去追蹤地圖上的黑線。只要是介於0.4到1公分的黑色粗線，然後將感應器放置在黑線正上方，然後按下機器人頂部的中央按鈕，博特力就可以開始沿著黑線走路囉！：）
除了博特力機器人（包括機器人面具與手臂）、程式控制器之外，遊戲盒還有74個周邊元件，個人將它們可歸納為三大類：『第一類、雙面路徑拼圖』：共6片，每片8吋x8吋（約20公分x20公分）。請注意：一塊拼圖剛好是博特力機器人前進或倒退一步的距離。正面採用彩色電路板設計，背面採用黑線白底設計，可以任意拼湊成不同的黑色路線圖，讓博特力機器人在『LINE循線模式』下能夠順著路線走。
『第二類、雙面指令卡』：共40張，包括：前進、倒退、左轉、右轉、物體探測、循環功能等指令，可正反兩面使用。
『第三類、闖關挑戰零件』：共28個，包括：菱面球x2、三角錐x2、終點盤x1、路障方塊x12、路障桿x8、旗幟x2、造型貼紙x1。挑戰元件可以任意組裝、拆解、排序、堆疊等各種變化，完美地導入工程教育，激發小朋友的創意發想、抽象建構、問題設計與解決等多元能力！
3. 線上教案多元 老師家長自學均方便使用
美國人是很喜歡自學的，因為他們的教育費相當昂貴。面對這樣的市場需求，我發現到Learning Resources為博特力所配套的教案很多元，除了一般家用自學作業單之外，還有為學校老師所提供的進階教案資源。我將美國原廠所提供的教案整理製表給大家參考，值得作為教學依據（請參見表1）。LR將『學習目標』寫得很清楚，即使非資訊工程專業的家長，也能知道自己小孩在遊戲中學到哪些程式概念，像是：序列（Sequences）、迴圈（Loops）、條件（Conditionals）、除錯（Debug）等。
表1、LR機器人博特力Botley原廠提供教案彙整點此：https://goo.gl/Qk2ZUi
除此之外，我們還必須認識一件事情：LR博特力機器人，設計上密切結合『美國CSTA電腦科學教師協會』（Computer Science Teachers Association）於2017年所修定的『CSTA K-12階段電腦科學標準』（美國K-12意指大班到高中，年紀約5歲至18歲），這套標準也獲得樂高教育（Lego Education）的採用，可見其專業程度的可靠性。（註1）LR為博特力所提供的教案設計，著重在兩個CSTA標準：（1）1A-AP-10（中班到小二的演算法和編程概念 - 運用序列和簡單迴圈，來表達想法或提出問題 Develop programs with sequences and simple loops, to express ideas or address a problem）；（2）1A-AP-14（中班到小二的演算法和編程概念 - 除錯，利用序列或簡單迴圈在演算法和編程中，來定義與修正錯誤 Debug (identify and fix) errors in an algorithm or program that includes sequences and simple loops.）。雖然進階版有些教案標示年紀為小四、小五，但這是因為教案中有融合其他中高年級的學科知識，像是座標格線。總而言之，從LR的教案看下來，博特力鎖定的目標對象就是5-8歲、中班至小二之間的小朋友。
◉ 博特力說明書必學十種編程玩法
幼兒程式教育的目的，並不是讓小孩提早去學C++、Python、Java這些程式語言，而是訓練他們的『邏輯思維』（logical thinking）以及『運算思維』（computational thinking），最終培養孩子學會處理現實生活複雜問題的解決能力（problem-solving skills）。以下就來分享說明書所提供的十種基礎玩法，第一關到第十關的順序是從容易到困難，我們家的第一場機器人編程之旅開始囉！：）
首先，我們從遊戲【第一關：向前走吧！Basic Commands】開始，教小朋友如何操作程式設定器！先請CC將拼圖排成一直線，然後按下前進、前進、傳送3個指令，博特力就會自動從第一片拼圖走到第三片拼圖囉！CC說這個好簡單，就跟電視遙控器一樣啊！XD（現代小孩使用3C能力超強，相信很多爸媽都有相同經驗，沒教她用手機就會自己滑······＠＠）
第一關：向前走吧！Basic Commands影片示範
第一關實在太簡單了！就連3歲的小H都會！於是孩子們的立刻自信心大增，說要挑戰【第二關：轉個彎 Introducing Turns】囉！於是，我開始向她們介紹指令卡，請CC先模擬機器人要從原點向左轉到終點的路徑。學習排列指令卡非常重要，訓練小朋友將抽象思考轉化為具體！抽象思考是一個非常重要的能力，因為它能將一個人的夢想化為實踐、潛力獲得開發。許多人類的偉大發明或理論都是從抽象思考作為起點，像是飛行載具的發明、心臟支架的研發、手機或通訊軟體的開發等。而【第三關：回到起點 Multiple Turns】原理也是一樣，目標是將博特力從第一塊拼版繞一圈回到終點。只要擺好指令卡，就連3歲的小H都懂得如何對照按鍵操作唷！：）
第二關：轉個彎 Introducing Turns影片示範
既然已經會前、後、左、右的指令操作，從【第四關：進洞吧！第一關 Programming Tasks】，就要開始進入變化題型、考考小朋友是不是真的會囉！這關是要設計指令、目的讓博特力投球進洞，會用到菱面球跟障礙物唷！在此，我想要順便提提博特力的一個重要特色：就是它的機器人可以額外裝上『面具』跟『手臂』，讓博特力可以推進目標物體，增加闖關遊戲的變化性！
第四關：進洞吧！第一關 Programming Tasks影片示範
【第五關：進洞吧！第二關 Programming Tasks】和【第六關：折返跑 There and Back】的遊戲規則很像，都是要讓博特力攜帶菱面球，然後順利將球移動到終點，中途不能讓球掉下來唷！小朋友能夠做到嗎？：）
第六關：折返跑 There and Back影片示範
很快地，我們就進入到進階玩法囉！從【第七關：拐彎抹角 If/Then/Else 】開始，會用到『物體探測』功能！特別想要提醒，小朋友能否掌握第七關很重要，因為它是在學習電腦編程『If-Then-Else條件式』（conditional statements/conditions）的語法，可以翻譯成：
『If 如果博特力遇到障礙物
Then 則要向左轉（或右轉或倒退）
Else
否則要執行下一步』
條件式語言對5歲的CC來說，需要一些時間去理解，這時候指示卡扮演非常重要的角色！因為指令卡可以幫助小小孩用圖像學習的方式，來理解條件式的意義。
第七關：拐彎抹角 If/Then/Else影片示範
而【第八關：四面埋伏 Nowhere to Run】也是同樣運用到『物體探測』唷！CC看到博特力一直轉圈圈，笑的好開心唷！原來機器人編程也可以這麼好玩！！：）
第八關：四面埋伏 Nowhere to Run影片示範
到了【第九關：忠孝東路走九遍 Make a Square】，重點就是『循環功能』（又稱作迴圈）。這是一個電腦編程常用的功能，讓我們能更有效率地完成重複的指令。小朋友試試看，如何請博特力跑正方形操場三圈？這個功能孩子覺得很好玩！有些程式語言，寫法上會有一個開頭與結尾的大括號{}。所以，若想博特力進行一個重複動作，必須要『開頭』先按循環功能--->再按其他指令--->最後按循環功能做『結尾』。想要博特力重複幾次，最後的循環功能就要按幾次唷！
【第十關：不可能的任務 Combo Challenge】可以說是真正考驗小朋友的coding能力！孩子必須同時了解『物體探測』和『循環功能』指令的使用方式，才能順利將博特力從藍色拼圖移動到綠色拼圖唷！：）
◉ 親子共學超好玩的五個補充玩法篇
看完上述十大基礎玩法之後，是不是每個指令都能掌握了呢？：）博特力可以變化的遊戲非常多，可以玩數學、玩工程、玩藝文、玩語言！以下簡單分享幾個我在家另外帶CC跟小H玩的不插電程式遊戲，每一個小孩子都好驚豔，一直說博特力好厲害唷！！：）
【1. 沿著黑線散步遊戲（藝術創作＋程式）】
還記得博特力有另外一個『循線模式』嗎？請小朋友用黑色簽字筆在紙板上畫出自己喜歡的圖形，線條寬度介於0.4-1公分之間，博特力就可以順著黑線散步囉！：）循線模式我非常喜歡，因為能讓3歲寶寶就能輕鬆體會機器人的樂趣，看看小H樣子好興奮唷！！
【2. 請博特力帶安娜拯救愛莎遊戲（工程空間＋程式）】
小女孩最愛的迪士尼冰雪奇緣也可以！！隨意設定一個迷宮路徑，請博特力帶著安娜去拯救愛莎，不但可以訓練小朋友熟悉基礎指令，還能強化空間能力！最棒的是，透過浪漫的迪士尼公主主題教學，讓女生也能愛上寫程式！！：）
請博特力帶安娜拯救愛莎遊戲影片示範
【3. 請博特力教小朋友加法遊戲（數學運算＋程式）】
準備一個骰子，以及20x20公分的圖畫紙，寫上數字0~12，請博特力教小朋友加法！玩法步驟是：先將0-12數字排一排，博特利放在0上面。接著，請小朋友骰第一次，假設結果是2點，就用程式設定器按兩次前進；然後，再請小朋友骰第二次，假設結果是6，就再按六次前進，最後按下傳送鍵，博特力就可以告訴孩子：2+6=8唷！：）
請博特力教小朋友加法遊戲影片示範
【4. 帶博特力認識ㄅㄆㄇ遊戲（語文認知＋程式）】
如同上個遊戲，在20x20公分的圖畫紙上，寫上ㄅㄆㄇ注音符號，隨意選一個注音符號，請小朋友帶博特力去找，我發現這樣小孩學注音符號很快耶！還可以變化成ABC、中文國字、甚至百進位的數字等，博特力是不是很強大！！！
帶博特力認識ㄅㄆㄇ遊戲影片示範
【5. 教博特力如何畫畫（幾何藝術＋程式）】
最後這個遊戲超好玩的！只要在博特力背後用紙膠帶黏住一根『彩色筆』，就可以讓博特力在圖畫紙上畫畫！這個遊戲必玩，運用科技來激發孩子的想像力！建議圖畫紙周圍要放幾本比較重的書，這樣小朋友才不會失誤畫到地板唷！XD
教博特力如何畫畫影片示範
整體而言，LR機器人博特力的設計上相當用心，融合幼兒早教與編程教育的重點，不但考量到幼兒強調動手做、家長對無螢幕編程的教養需求，外觀設計也非常活潑可愛。尤其是，機器人無聊時會發出人性化的聲音，令孩子能夠會心一笑，就像生活中多了一個小夥伴一樣！在程式教育方面，玩法簡單又多樣，搭配第一關到第十關階梯式的學習，讓非資工電機相關學系畢業的父母，能夠輕鬆上手帶孩子共學，落實未來人人都懂的編程的目標！
註1：美國CSTA電腦標準2017年修訂版請參見：https://goo.gl/t5uLRL
