謝作如

我是在一個(gè)很偶然的機(jī)會(huì)，找到了Scratch。那段時(shí)間，我在研究開源硬件Arduino，在找資料的過程中，鬼使神差地找到了這只可愛的“小貓”。

看到Scratch，第一眼感覺就是有趣，覺得這款軟件很適合兒童學(xué)編程。之后在網(wǎng)上找到很多資料，了解到Scratch教學(xué)在國外的發(fā)展。2011年3月，我試著讓讀一年級(jí)的兒子學(xué)習(xí)Scratch，想不到他一下子就喜歡上了，而且坐在電腦前一玩就是一個(gè)小時(shí)，連平時(shí)最愛的“奧拉星”和“賽爾號(hào)”都不玩了。這讓我驚喜，把編程軟件做成游戲一樣好玩，MIT的確了不起。

我在學(xué)校里負(fù)責(zé)智能機(jī)器人競賽，并且和學(xué)生嘗試過自主設(shè)計(jì)開發(fā)單片機(jī)，研究過機(jī)器人如何與電腦通訊，研究過如何使用電腦的并口和串口對(duì)外圍設(shè)備進(jìn)行編程，還開設(shè)了一門名為《智能機(jī)器人創(chuàng)意設(shè)計(jì)》的校本課程，教學(xué)生設(shè)計(jì)創(chuàng)意機(jī)器人。但是，苦于找不到技術(shù)門檻較低的軟硬件平臺(tái)，眾多學(xué)生中，只有幾位學(xué)過信息學(xué)奧賽的尖子生能設(shè)計(jì)稍微復(fù)雜點(diǎn)的人機(jī)互動(dòng)作品，其余的學(xué)生只能學(xué)習(xí)機(jī)器人的前進(jìn)和后退，很難得到進(jìn)一步的提高。也許是出于專業(yè)的敏感性，在研究Scratch的時(shí)候，我發(fā)現(xiàn)它居然支持傳感器（PicoBoards）和樂高的wodo系列機(jī)器人產(chǎn)品，學(xué)生只要用拖拽圖標(biāo)的形式，就可以獲取外部傳感器的信息，并且能控制外圍設(shè)備（馬達(dá)），不像其他的編程平臺(tái)，一開始總要先花上十來個(gè)課時(shí)學(xué)習(xí)代碼編寫。這一發(fā)現(xiàn)讓我興奮不已，因?yàn)橐恢崩_我一年多的難題，終于找到了很好的解決方案。

Scratch的傳感器板在哪里能買到？傳感器板和Scratch之間的數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議是怎么樣的？能不能用Arduino來模擬Scratch傳感器板？這一系列問題推動(dòng)我繼續(xù)研究，在國外的英文資料中尋找答案，在QQ群里找?guī)椭?。在教育部教學(xué)儀器研究所王玥林老師和上海創(chuàng)客李大維博士的幫助下，折騰了一個(gè)多月，我終于寫出了arduino for Scratch的代碼，成功地實(shí)現(xiàn)了用Arduino來模擬Scratch的傳感器板，效果和PicoBoards完全一致。

我在編寫Arduino代碼的過程中，意外地找到了Scratch的一款修改版本，名為S4A。S4A的官方網(wǎng)站上提供了Arduino的firmware代碼，燒錄代碼后連接電腦，S4A就能直接獲取Arduino的六組模擬口數(shù)值和兩組數(shù)字口的狀態(tài)。更為神奇的是，S4A提供了更多的積木圖標(biāo)，如digital on和digital off，能控制數(shù)字口輸出高低電平。我還試著在Arduino上接L298的驅(qū)動(dòng)板和無線數(shù)傳模塊，成功地實(shí)現(xiàn)使用S4A控制小車的前進(jìn)、后退和轉(zhuǎn)彎。因?yàn)榭梢灾苯虞敵龈叩碗娖?，只要配合我和學(xué)生設(shè)計(jì)的繼電器插座，在課堂上就可以做智能家居的實(shí)驗(yàn)了。

一開始，我總以為S4A就是Scratch For Arduino的意思。后來才發(fā)現(xiàn)，A不僅指Arduino，還包括Android（安卓），其官方網(wǎng)站提供了APP范例，還啟用了Scratch的一個(gè)隱藏功能——無線傳感器。其無線傳感器是通過HTTP協(xié)議來傳送信息的，協(xié)議很簡單。這是一個(gè)非常有用的功能，可以直接用這個(gè)功能搭建出簡單物聯(lián)網(wǎng)的模型來。于是，我認(rèn)真研究了無線傳感器的數(shù)據(jù)傳送格式，用AJAX編寫了幾個(gè)有趣的應(yīng)用。2012年7月31日，在北京景山學(xué)校的Scratch教學(xué)研討會(huì)上，我演示了一個(gè)工作坊，內(nèi)容就是介紹S4A的無線傳感器功能。

在研究過程中，我比較注意收集資料，對(duì)一些成功的實(shí)驗(yàn)還做了視頻拍攝。目前為止，在土豆網(wǎng)上能找到的唯一一個(gè)關(guān)于Scratch和wodo馬達(dá)的視頻，就是我和兒子拍攝的。有了Scratch傳感器板和S4A，我先后制作了好多有趣的范例作為課程資源。2011年，我購買了11套傳感器板和Arduino套件，將原來的課程改名為《互動(dòng)媒體技術(shù)》，重新規(guī)劃了課程目標(biāo)和內(nèi)容，開始了新的校本課程開發(fā)之旅。

《互動(dòng)媒體技術(shù)》課程共設(shè)計(jì)了18課時(shí)，分為認(rèn)識(shí)互動(dòng)媒體技術(shù)、體驗(yàn)互動(dòng)媒體技術(shù)、實(shí)驗(yàn)互動(dòng)媒體技術(shù)和創(chuàng)作互動(dòng)媒體作品等4個(gè)單元，設(shè)置了9個(gè)教學(xué)主題，其中每個(gè)主題2課時(shí)。和我開始預(yù)想的一樣，《互動(dòng)媒體技術(shù)》課程非常受學(xué)生歡迎，每次選課總是第一個(gè)被報(bào)滿。課堂上，學(xué)生創(chuàng)意飛揚(yáng)，設(shè)計(jì)了好多有趣的作品。更為難得的是，學(xué)生還將研究性學(xué)習(xí)、科技創(chuàng)新活動(dòng)和我的課程內(nèi)容結(jié)合起來，用我教過的技術(shù)，以項(xiàng)目的形式設(shè)計(jì)作品。其他部分優(yōu)秀作品，如《感知外界環(huán)境的風(fēng)景畫》、《可編程顯示器支架》等創(chuàng)意設(shè)計(jì)，獲得了溫州市創(chuàng)意大賽一等獎(jiǎng)，并申報(bào)了國家專利。

2012年7月，浙江省啟動(dòng)了第二輪新課程實(shí)驗(yàn)。這輪課改的核心內(nèi)容是選修課程建設(shè)，我開發(fā)的課程《互動(dòng)媒體技術(shù)》受到省教研員魏雄鷹老師的重視。在她的推薦下，我在教研員培訓(xùn)和骨干教師培訓(xùn)會(huì)上展示了課程的開發(fā)和實(shí)施，反響很好。隨后，我受各地區(qū)教研員的邀請(qǐng)，先后在溫州、臺(tái)州、紹興和杭州的市級(jí)培訓(xùn)活動(dòng)中開設(shè)講座，有更多的學(xué)校和老師對(duì)這一課程產(chǎn)生興趣，并愿意參與到這一課程的開發(fā)和實(shí)施中來。更讓我高興的是，我和吳俊杰老師的論文均被第二屆STEM國際教育大會(huì)采用，我們將在11月底去北京師范大學(xué)參加會(huì)議，做專題發(fā)言并展示學(xué)生作品。