小学Scratch编程与硬件相结合的实践与探索

龙源期刊网编程与硬件相结合的实践与探索作者：邵帅来源：《新课程·上旬》2018年第09期摘要：如今，创客和创客教育已经成为我国教育领域的一个热点话题。创客教育是一种融合信息技术，秉承“开放创新、探究体验”教育理念，以“创造中学”为主要学习方式和以培养各类创新型人才为目的的新型教育模式。在小学创客教育中，很多创客空间都会从Scratch编程着手开展活动。将Scratch与硬件相结合，逐步提高学生创新和实践能力。关键词：小学；创客教育；Scratch编程“创客”一词来源于英文单词“Maker”，是指不以盈利为目标，努力把各种创意转变为现实的人。学生将以“创客”方式在学习过程中实现跨领域的融合，并不断地在设计中创造。在“做”中学习的过程，学生还可以进行具体的设计，综合运用不同学科的理论，然后得出新的结论，再应用于探索创造中。“创客”会极大地改变孩子的学习方式和思维，进入“创客”式学习的新时代已经是可以被预见的总体趋势。在小学阶段开展创客活动的意义就在于促进学生个体全面发展，让勇于创新、乐于实践的精神成为本能，从而不断创造出新的需求。在此过程中，学生会体验到社会交际、共同合作、组织协调、成功与失败等各种行为，最终体验到自己改变生活的喜悦，更好地挖掘学生的创造潜力。一、小学Scratch编程与硬件相结合的意义“创客”一词的核心就是创造，学生提出问题，教师辅助学生去解决问题。最初小孩子面对一些机器零件，根本不知道要如何搭建，低年级也不会学习搭建图，为了让学生对于创造有一个初步的认识，可以开展“画出我心目中的机器人”和“为学校社团设计LOGO”活动。这种活动非常适合小学生初步体验创造的意义。学生的想象力是非常丰富的，尤其是小学阶段，他们现在的想象力，就是未来的创造力。其次在教学过程中，经常会将Scratch的编程背景与实际生活相结合，让他们可以大胆想象，利用Scratch去解决各种实际问题。在学生用Scratch进行创作的时候，需要有创意，进而设计原型系统，然后进行试验看看是否可行，发现错误及时修正；听取别人的评价和意见，修改自己的设计使其更完美，整个制作过程他们将会创造性地解决不断产生的问题，学生的创造力得到了充分的展现。二、小学Scratch编程与硬件相结合的实践与探索1.利用Scratch解决实际问题龙源期刊网现在的小学生，很多同学都愿意利用电脑玩玩游戏，鼠标运用得非常好，但是，键盘打字这一项技能却并不是非常熟练。为了让学生更多地使用键盘，就尝试开发一款益智游戏——字母消消乐，让学生可以在游戏中熟悉键盘的字母键。在开发游戏之初，引导学生学会规划整体框架和思路，对学生提出的想法进行提取修改，学生自主去实现游戏的主要功能。在开发游戏时，出现了很多问题：屏幕中的气球如何移动、命中气球如何计数、如何增加游戏的趣味性等，这些都是要一步步引导学生去思考。因此在整个开发游戏的过程中，学生会不断发现问题并去积极交流，想办法共同解决问题，不仅仅完成游戏的开发，还会体会到合作交流的乐趣，提高思维的活跃度和发散性。2.将Scratch与硬件相结合，组装功能性机器。创客空间引入一款可以将Scratch与硬件相结合的编程软件——Kittenblock，它是基于Scratch3.0开发的，内置了Arduino1.68和机器人相关的大多数据库。软件可以拖拽模拟的电子模块与主板进行连线，学生对于硬件连线图看得更加清楚。我们最初用最简单的一个电子模块——按钮，用这个按钮与Scratch中的小猫做一个简单的交互。设置与按钮相连接的针脚为输入，以数字针脚的电平为条件判断，如果按下按钮，小猫的颜色会发生变化，并播放声音。这个交互体验非常简单，但是会让学生对于Scratch有一个新的认知，对一些简单的电子模块有了初步的认识，更可以让硬件与Scratch相关联。有了将Scratch与硬件相结合的思路之后，学生搭建出很多的作品，例如：避障小车、变速风扇、感应门闸等，会使他们的能力有所提升。3.拓展硬件知识，初步探索Arduino在一些比赛中，往往需要搭建一些具备某种功能的机器人，学生必然需要接触到各种电子元件，但是小学生缺乏基本的物理知识，没有办法理解电路的原理，可是简单的编程逻辑并没有这一限制，初步探索Arduino也是为了锻炼学生的动手实践能力，加强学生对于硬件的认识，不会对硬件产生胆怯心理，认为搭建这些电子元件是一件难以做到的事情。在Arduino套盒中，通过在小车上搭载不同的电子元件，让学生初步了解Arduino主板的作用，能够学会搭载不同的电子元件来完成各种任务。为了让学生更加细致地看到硬件搭建过程，可以制作成微课程，学生通过观看微课，自主动手搭建连线，会简单连线，并熟悉各个电子元件，有助于学生高效率学习Arduino。4.将硬件与网络相结合，渗透物联网的概念在现代信息社会，培养学生的信息素养和技术素养已经成为国家教育改革的主流取向，而中小学的物联网教育综合了计算机、机械、电子、通讯、控制等多个学科领域的知识和技能，学生通过查阅并学习物联网知识、亲手组装机器人、调试传感器、设计并编写程序、完成任务等活动，可以进行大量的信息活动和技术锻炼，从而有效地提高了信息素养和技术素养。中小学物联网教育强化学生的手脑并用，发展学生的实践能力，改善学生的学习方式，促进学生的终身学习有着重要意义。将Ardunio电路板开发为微型服务器，利用电脑的浏览器，就可以远龙源期刊网程监控查看环境检测的数据，并可以对其进行交互操作。这个案例是为了向孩子们渗透物联网的概念，开阔学生视野，看到硬件与网络相结合的神奇之处，激发学生的创造欲望，培养学生的创新精神。总之，在小学阶段，将Scratch与硬件相结合，学生对Scratch的认识会更加深刻系统，会更好地让学生去接受硬件学习，编程的技巧也会得到提升，学习的创客知识也会更加系统。参考文献：[1]凌秋虹.Scratch在小学信息技术课堂中的应用与实践[J].中国电化教育，2012（11）.[2]孙庆科.Scratch在小学信息技术课堂中的运用探讨[J].中国信息技术教育，2014（24）.作者简介：邵帅（1989—），女，汉，山东省威海市文登区人，大学本科，二级教师。编辑鲁翠红