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2016年9月13日,教育部颁布了《中国学生发展核心素养》,核心素养以“全面发展的人”为核心,分为文化基础、自主发展、社会参与三个方面,综合表现为人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活,责任担当、实践创新六大基本素养,具体细化为18个基本点。创客教育与科学精神、学会学习、实践创新等几大素养息息相关,于是,笔者通过Scratch与硬件相结合的方式进行了创客教育实践。
2012年,笔者利用学校少年宫课时间(现已成为拓展性课程),在小学五、六年级尝试了Scratch趣味编程课程,学生学习兴趣很高,积极性强,创作热情也高涨。归纳起来,Scratch趣味编程有以下几个方面内容:①游戏类,利用Scratch设计一些小游戏程序,如走迷宫、打地鼠、接球等游戏;②故事类,利用Scratch创编一些少年儿童喜欢的绘本故事,如乌鸦喝水、动物过冬、三只小猪等;③作画类,利用Scratch制作一些日常生活中的动画,如五彩的花朵、电子相册等;④虚拟机器人类,利用Scratch编写一些模拟机器人方面的程序,如小车走迷宫、模拟机器人送餐等;⑤音乐类,利用Scratch创作一些美妙的音乐,如小星星、两只老虎等;⑥数学问题类,利用Scratch解决日常生活中的一些数学问题,如求三角形的面积、平均数、鸡兔同笼等问题。
当Scratch趣味编程课程实施一年后,课堂情况就大不如前了,笔者发现,学生的学习兴趣不高了,积极性也变弱了,没有了创作热情,作品质量不如意,感觉他们有点学腻了,甚至还出现了上课玩游戏的现象。这些问题,引发了笔者的深度思考。究其原因,Scratch创客教育拓展性课程缺乏新意,对于软件编程课程,学生们玩多了就索然无味,缺乏创意。为了提高学生的学习兴趣,激发学生的求知欲,培养他们的创造能力,笔者尝试实施Scratch与硬件相结合的创客教育课程,分别设置了三、四年级的“Scratch上的创意——酷乐宅”、五年级的“Scratch上的创编——测控板”、六年级的“Scratch上的创作——Nova开源套件”等课程。下面,笔者就以酷乐宅和测控板为例,介绍一下自己的创客教育实践。
酷乐宅是一块能将水果、水、橡皮泥、树枝、铝箔纸、海绵等日常生活用品变成鼠标、键盘的电路板,通过它可以真正实现用创意改变世界。在三、四年级的拓展性课程中,用Scratch教学 酷乐宅进行创意,可以大大激发学生的Scratch编程热情,提高编程的趣味性,提升学生的想象力,培养他们的创造力。
例如,笔者设计了一个以“用橡皮泥制作打地鼠游戏”为主题的任务。玩过打地鼠游戏的人都知道,该游戏就是用一个橡皮锤敲打洞里伸出头的地鼠,游戏规则是:地鼠在洞里随机出现,用锤子敲打,打到一只地鼠得一分,在规定的时间内看谁的得分最高。用Scratch也可以编写类似这样的小游戏,但都是用鼠标操作。如何通过橡皮泥制作打地鼠游戏呢?操作步骤如下:①用自带的USB数据线把酷乐宅电路板连接到计算机的USB口;②安装光盘里面的驱动程序“DriverInstaller_v1.7.0.exe”和酷乐宅软件(在光盘里可以找到,或者去官网下载);③准备5~8根细导线,可以用废旧的双绞线(网线)里带皮细芯线,并剥去两端的皮;④把自带的鳄鱼夹线剪断为两根,鳄鱼夹线一头夹在酷乐宅电路板的输入口上,另一端与细导线相连,细导线另一头插入到橡皮泥里并固定牢,橡皮泥的个数视Scratch程序中地鼠洞的个数而定,如果正面的电路板输入口不够,则用侧下边扩展输入口,扩展输入口不能用鳄鱼夹线,需用专用的细导线。酷乐宅一共有22个输入接口,每个输入接口都可以通过笔者提供的软件配置成任意键盘按键、鼠标动作,甚至是CMD指令;⑤打开酷乐宅软件,单击“连接/Connect”,酷乐宅电路板连接成功;⑥设置坐标值,把每个输入口分别设置成“鼠标移到指定坐标并单击”,再对应程序中地鼠出现的位置,如x=1096,y=436。这样,左手握住手腕带和酷乐宅地线连接,从而用手锤击橡皮泥的时候,鼠标会移到对应的位置并点击,来完成打地鼠的动作。
由于这款游戏综合性强,要用到许多指令,为了激发学生的创作热情,在上课之前,笔者先让学生玩一玩PC版“打地鼠”游戏,当学生单击鼠标玩累了时,笔者说:“动玩城是用橡皮锤敲打地鼠,那我们能不能实现呢?我们可以尝试用橡皮泥来玩这款游戏,就和动玩城玩实物打地鼠一樣。”(如图1)
学生体验之后,感觉很新奇、有趣。这时笔者引导学生一步步地进行编程,最后完成了作品。实践证明,学生在这节课综合应用了相关的指令,高效地完成了作品。“Scratch上的创意——酷乐宅”课程中还有酷乐宅之水果走迷宫游戏、酷乐宅之树枝接球游戏、酷乐宅之易拉罐演奏曲子等有趣的课例。学生通过酷乐宅电路板用水果和橡皮泥等来玩游戏,不仅创新了游戏玩法,而且大大激发了编写游戏程序的兴趣,提高了编程能力。
Scratch测控板有些书上叫“传感器板”,常见的Scratch测控板一般都集成有滑杆、按钮、光线、声音等传感器。除此之外,还提供了A、B、C、D四个传感器输入接口,可以连接更多的传感器,如检测温度、湿度、压力、距离等信息并传回模拟或数字量供Scratch程序调用,测控板可以创编出非常有趣好玩的作品。在五年级的拓展性课程里,笔者结合测控板Scratch进行教学,极大地激发了学生的Scratch创编热情。
学校每年都要举行体质健康测试,其中有一项是测肺活量,而利用Scratch测控板也能测量肺活量。笔者的设想是用嘴使劲地对着测控板上的麦克风吹,当检测到的音量大于一定的数值时,将声音音量的值累加到肺活量的变量中,当肺活量的值小于2000时,屏幕显示“加油!加油!”,当肺活量的值大于或等于2000小于2300时,屏幕显示“你的肺活量合格”,当肺活量的值大于或等于2300小于2500时,屏幕显示“你的肺活量良好”,当肺活量的值大于或等于2500时,屏幕显示“你的肺活量优秀”。
实现这个生活类情景的制作过程如下:①用自带USB数据线把测控板连接到计算机的USB口;②安装CH340.exe驱动程序;③打开Scratch软件,选择“侦测”指令模块下的“滑杆的值”脚本,单击滑杆右下角的下拉三角形,选择“声音”,并在“声音的值”脚本单击勾选;④测试声音值的变化,用嘴对着测控板中的麦克风吹一吹,观察“声音传感器的值”有无变化,有变化则正常工作;⑤在Scratch中进行创编,创编后的作品如图2所示。
基于Scratch测控板的学习,让学生很乐于去实践,去创编,从而提高了其程序的创编能力,培养了他们的创造力。“Scratch上的创编——测控板”课程还有测控板之猫抓老鼠、测控板之打砖游戏、测控板之龟兔赛跑等有趣的课例。
以上是笔者利用Scratch与配乐宅、测控板相结合的创客教育实例。当然,还有许多课程需要教师去研究与开发。例如,Nova套件,通过Nova套件开源电子元件的应用,可以创作出许多作品,如声控灯、遥控灯等;通过Nova智能小车的组装、编程、调试,可以培养学生的动手实践能力,理解小车运行的程序结构,激发他们的创作热情,落实信息技术核心素养之“计算思维”“数字化学习”。
“听,会忘记;看,能记住;做,才能真正的理解。”这句话强调了做的重要性,也是创客精神的实质。“大众创业,万众创新”是当今的主流,创客是新时代对创新人才的迫切需求,作为一名小学信息技术教师,要适应时代的潮流,与时俱进,针对创客教育过程中遇到的困惑寻找解决的途径,只有这样才能不断提高创客教育课堂教学水平,真正实现创意无限。
山重水复疑无路——Scratch创客教育的困惑
2012年,笔者利用学校少年宫课时间(现已成为拓展性课程),在小学五、六年级尝试了Scratch趣味编程课程,学生学习兴趣很高,积极性强,创作热情也高涨。归纳起来,Scratch趣味编程有以下几个方面内容:①游戏类,利用Scratch设计一些小游戏程序,如走迷宫、打地鼠、接球等游戏;②故事类,利用Scratch创编一些少年儿童喜欢的绘本故事,如乌鸦喝水、动物过冬、三只小猪等;③作画类,利用Scratch制作一些日常生活中的动画,如五彩的花朵、电子相册等;④虚拟机器人类,利用Scratch编写一些模拟机器人方面的程序,如小车走迷宫、模拟机器人送餐等;⑤音乐类,利用Scratch创作一些美妙的音乐,如小星星、两只老虎等;⑥数学问题类,利用Scratch解决日常生活中的一些数学问题,如求三角形的面积、平均数、鸡兔同笼等问题。
当Scratch趣味编程课程实施一年后,课堂情况就大不如前了,笔者发现,学生的学习兴趣不高了,积极性也变弱了,没有了创作热情,作品质量不如意,感觉他们有点学腻了,甚至还出现了上课玩游戏的现象。这些问题,引发了笔者的深度思考。究其原因,Scratch创客教育拓展性课程缺乏新意,对于软件编程课程,学生们玩多了就索然无味,缺乏创意。为了提高学生的学习兴趣,激发学生的求知欲,培养他们的创造能力,笔者尝试实施Scratch与硬件相结合的创客教育课程,分别设置了三、四年级的“Scratch上的创意——酷乐宅”、五年级的“Scratch上的创编——测控板”、六年级的“Scratch上的创作——Nova开源套件”等课程。下面,笔者就以酷乐宅和测控板为例,介绍一下自己的创客教育实践。
Scratch上的创意——酷乐宅
酷乐宅是一块能将水果、水、橡皮泥、树枝、铝箔纸、海绵等日常生活用品变成鼠标、键盘的电路板,通过它可以真正实现用创意改变世界。在三、四年级的拓展性课程中,用Scratch教学 酷乐宅进行创意,可以大大激发学生的Scratch编程热情,提高编程的趣味性,提升学生的想象力,培养他们的创造力。
例如,笔者设计了一个以“用橡皮泥制作打地鼠游戏”为主题的任务。玩过打地鼠游戏的人都知道,该游戏就是用一个橡皮锤敲打洞里伸出头的地鼠,游戏规则是:地鼠在洞里随机出现,用锤子敲打,打到一只地鼠得一分,在规定的时间内看谁的得分最高。用Scratch也可以编写类似这样的小游戏,但都是用鼠标操作。如何通过橡皮泥制作打地鼠游戏呢?操作步骤如下:①用自带的USB数据线把酷乐宅电路板连接到计算机的USB口;②安装光盘里面的驱动程序“DriverInstaller_v1.7.0.exe”和酷乐宅软件(在光盘里可以找到,或者去官网下载);③准备5~8根细导线,可以用废旧的双绞线(网线)里带皮细芯线,并剥去两端的皮;④把自带的鳄鱼夹线剪断为两根,鳄鱼夹线一头夹在酷乐宅电路板的输入口上,另一端与细导线相连,细导线另一头插入到橡皮泥里并固定牢,橡皮泥的个数视Scratch程序中地鼠洞的个数而定,如果正面的电路板输入口不够,则用侧下边扩展输入口,扩展输入口不能用鳄鱼夹线,需用专用的细导线。酷乐宅一共有22个输入接口,每个输入接口都可以通过笔者提供的软件配置成任意键盘按键、鼠标动作,甚至是CMD指令;⑤打开酷乐宅软件,单击“连接/Connect”,酷乐宅电路板连接成功;⑥设置坐标值,把每个输入口分别设置成“鼠标移到指定坐标并单击”,再对应程序中地鼠出现的位置,如x=1096,y=436。这样,左手握住手腕带和酷乐宅地线连接,从而用手锤击橡皮泥的时候,鼠标会移到对应的位置并点击,来完成打地鼠的动作。
由于这款游戏综合性强,要用到许多指令,为了激发学生的创作热情,在上课之前,笔者先让学生玩一玩PC版“打地鼠”游戏,当学生单击鼠标玩累了时,笔者说:“动玩城是用橡皮锤敲打地鼠,那我们能不能实现呢?我们可以尝试用橡皮泥来玩这款游戏,就和动玩城玩实物打地鼠一樣。”(如图1)
学生体验之后,感觉很新奇、有趣。这时笔者引导学生一步步地进行编程,最后完成了作品。实践证明,学生在这节课综合应用了相关的指令,高效地完成了作品。“Scratch上的创意——酷乐宅”课程中还有酷乐宅之水果走迷宫游戏、酷乐宅之树枝接球游戏、酷乐宅之易拉罐演奏曲子等有趣的课例。学生通过酷乐宅电路板用水果和橡皮泥等来玩游戏,不仅创新了游戏玩法,而且大大激发了编写游戏程序的兴趣,提高了编程能力。
Scratch上的创编——测控板
Scratch测控板有些书上叫“传感器板”,常见的Scratch测控板一般都集成有滑杆、按钮、光线、声音等传感器。除此之外,还提供了A、B、C、D四个传感器输入接口,可以连接更多的传感器,如检测温度、湿度、压力、距离等信息并传回模拟或数字量供Scratch程序调用,测控板可以创编出非常有趣好玩的作品。在五年级的拓展性课程里,笔者结合测控板Scratch进行教学,极大地激发了学生的Scratch创编热情。
学校每年都要举行体质健康测试,其中有一项是测肺活量,而利用Scratch测控板也能测量肺活量。笔者的设想是用嘴使劲地对着测控板上的麦克风吹,当检测到的音量大于一定的数值时,将声音音量的值累加到肺活量的变量中,当肺活量的值小于2000时,屏幕显示“加油!加油!”,当肺活量的值大于或等于2000小于2300时,屏幕显示“你的肺活量合格”,当肺活量的值大于或等于2300小于2500时,屏幕显示“你的肺活量良好”,当肺活量的值大于或等于2500时,屏幕显示“你的肺活量优秀”。
实现这个生活类情景的制作过程如下:①用自带USB数据线把测控板连接到计算机的USB口;②安装CH340.exe驱动程序;③打开Scratch软件,选择“侦测”指令模块下的“滑杆的值”脚本,单击滑杆右下角的下拉三角形,选择“声音”,并在“声音的值”脚本单击勾选;④测试声音值的变化,用嘴对着测控板中的麦克风吹一吹,观察“声音传感器的值”有无变化,有变化则正常工作;⑤在Scratch中进行创编,创编后的作品如图2所示。
基于Scratch测控板的学习,让学生很乐于去实践,去创编,从而提高了其程序的创编能力,培养了他们的创造力。“Scratch上的创编——测控板”课程还有测控板之猫抓老鼠、测控板之打砖游戏、测控板之龟兔赛跑等有趣的课例。
路漫漫其修远兮——Scratch创客教育的延伸
以上是笔者利用Scratch与配乐宅、测控板相结合的创客教育实例。当然,还有许多课程需要教师去研究与开发。例如,Nova套件,通过Nova套件开源电子元件的应用,可以创作出许多作品,如声控灯、遥控灯等;通过Nova智能小车的组装、编程、调试,可以培养学生的动手实践能力,理解小车运行的程序结构,激发他们的创作热情,落实信息技术核心素养之“计算思维”“数字化学习”。
“听,会忘记;看,能记住;做,才能真正的理解。”这句话强调了做的重要性,也是创客精神的实质。“大众创业,万众创新”是当今的主流,创客是新时代对创新人才的迫切需求,作为一名小学信息技术教师,要适应时代的潮流,与时俱进,针对创客教育过程中遇到的困惑寻找解决的途径,只有这样才能不断提高创客教育课堂教学水平,真正实现创意无限。