“創(chuàng)客”之行，我們?cè)诼飞?/h1>
2015-11-11 20:24:09洪亮
中小學(xué)信息技術(shù)教育 2015年8期
洪亮
2015年，算得上是“創(chuàng)客”年。李克強(qiáng)總理視察“柴火創(chuàng)客空間”和相關(guān)的講話后，“創(chuàng)客”一詞迅速火遍中華大地，各地創(chuàng)客空間如雨后春筍般創(chuàng)辦起來(lái)。“創(chuàng)客”一詞對(duì)筆者而言，只是整合了各種與“創(chuàng)新”“制作”相關(guān)的活動(dòng)，如剪紙、橡筋飛機(jī)、泥塑，或者是近幾年火爆的Arduino制作、機(jī)器人小車等等，這些都是大家一直在做的，所以，雖然“創(chuàng)客”這個(gè)詞誕生不久，但我們其實(shí)是老“創(chuàng)客”了。對(duì)于老師們而言，在片刻的激動(dòng)后，也會(huì)冷靜下來(lái)思考，在這樣的背景下，我們需要教給學(xué)生什么？怎么教？如果要成立創(chuàng)客空間，在經(jīng)費(fèi)有限的情況下，應(yīng)該選哪些項(xiàng)目？
我校實(shí)際情況
我校早在2004年就開始了與智能機(jī)器人相關(guān)的社團(tuán)活動(dòng)，但只是為了競(jìng)賽服務(wù)。到了2011年，我校建立了機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室，并將機(jī)器人引入大班教學(xué)，利用了自主開發(fā)的機(jī)器人小車和流程圖軟件，作為校本課程在小學(xué)五年級(jí)實(shí)施，每周一節(jié)課。在實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生每節(jié)課都是在電腦上編程，再下載到機(jī)器人中進(jìn)行調(diào)試。雖然我們編制了很多有趣的課例，但時(shí)間長(zhǎng)了，學(xué)生難免生膩。針對(duì)這種情況，在2013年開始，我們嘗試著將一部分課時(shí)用于Scratch軟件的教學(xué)，并將Scratch與智能機(jī)器人編程相結(jié)合（Scratch虛擬機(jī)器人），圖1和圖2分別是雙人賽車游戲和走迷宮游戲，這兩個(gè)游戲分別模仿了機(jī)器人走軌跡與機(jī)器人走迷宮。手工繪制的機(jī)器人也能用Scratch腳本控制，讓學(xué)生倍感新奇。
Scratch硬件教學(xué)
隨著對(duì)Scratch軟件研究的深入，我們根據(jù)官方通信協(xié)議自制了傳感器板，取名為“CK測(cè)控板”，該版本是在官方的PicoBoard基礎(chǔ)上進(jìn)行修改的。字母“CK”取自“創(chuàng)客”一詞的首字母，“測(cè)”是指輸入，傳感器將外界信息輸入電腦，“控”是指輸出，可以控制馬達(dá)或LED等外部硬件設(shè)備。在社團(tuán)活動(dòng)中進(jìn)行了半年實(shí)驗(yàn)后，本學(xué)期，我們將CK測(cè)控板正式納入大班的教學(xué)中。測(cè)控板的輸出功能，包含了一路馬達(dá)的控制：順時(shí)針轉(zhuǎn)、逆時(shí)針轉(zhuǎn)、能量調(diào)節(jié)，另外增加了紅綠雙色LED和一個(gè)藍(lán)色LED，當(dāng)馬達(dá)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，亮紅燈；逆時(shí)針轉(zhuǎn)時(shí)亮綠燈，藍(lán)色LED的亮度與馬達(dá)能量同步。經(jīng)過(guò)這些創(chuàng)新性的改造后，即使不接馬達(dá)，也能利用LED來(lái)做一些課例。測(cè)控板的輸入輸出功能如圖3。
測(cè)控板除了集成的渭桿、光線、聲音、按鈕4種固定傳感器外，還有A、B、C、D四路擴(kuò)展輸入。測(cè)控板上已經(jīng)將A、B、C、D接到上、下、左、右四向按鍵上。當(dāng)四向按鍵不用的時(shí)候，可以將其當(dāng)作擴(kuò)展輸入，端口是3線制（信號(hào)，正，負(fù)），用3芯排針引出，可以接模擬或數(shù)字型傳感器，使測(cè)控板的功能大大增加。
在實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)測(cè)控板表現(xiàn)出了無(wú)比的熱情。它的優(yōu)勢(shì)在于：既可以做圖文并茂的作品，又可以用虛擬的角色控制真實(shí)的硬件，比智能機(jī)器人有更多的絢麗多彩的藝術(shù)效果；比純軟件的Scratch作品多了硬件的互動(dòng)。加之這塊板的成本不高，容易自制，成為了創(chuàng)客們首選的利器。將Scratch及其硬件引入大班教學(xué)，也為我校的科技類教學(xué)注入了新鮮的血液。
教學(xué)實(shí)例
[實(shí)例1：紅綠燈]
該作品利用紅綠雙色LED完成，如圖4。腳本區(qū)左側(cè)腳本實(shí)現(xiàn)了真實(shí)的紅綠燈，右側(cè)腳本實(shí)現(xiàn)了虛擬的紅綠燈。對(duì)腳本適當(dāng)修改，4位同學(xué)一組，就可以模擬一個(gè)十字路口的紅綠燈變化。
因大班教學(xué)的特殊性，學(xué)生差異較大，所以我們特別注重分層教學(xué)，部分學(xué)生完成范例即可，有能力的學(xué)生要求增加更多新穎有趣的功能。
[實(shí)例2：吹氣球]
任務(wù)1：能吹氣，不吹會(huì)漏氣。重點(diǎn)：如何調(diào)整吹氣球的難度（吹氣與漏氣的速度）。
任務(wù)2：增加鼓勵(lì)性語(yǔ)句（根據(jù)氣球大小不同出現(xiàn)不同的提示）。
任務(wù)3：利用按鍵，模擬手捏住的功能，即按下按鍵，即使不吹氣，也不會(huì)漏氣。
任務(wù)4：增加場(chǎng)景，美化氣球（在PPT里繪制，再導(dǎo)入Scratch）。
任務(wù)5：增加人物，并保持氣球在放大和縮小時(shí)右側(cè)邊界不動(dòng)。
任務(wù)1和任務(wù)2作為基本任務(wù)，學(xué)生都能順利完成，如圖5。其余任務(wù)作為拓展任務(wù)，學(xué)生可以根據(jù)自己的實(shí)際情況選擇完成，也可以不按要求做，而根據(jù)自己的想象去完成，如圖6。
[實(shí)例3：接蘋果]
圖7是學(xué)生獨(dú)立完成的作品?；瑮U的左右位置，控制籃子的位置，本作品由學(xué)生根據(jù)《接雞蛋》改編而來(lái)。
[實(shí)例4：寵物貓咪]
將測(cè)控板做成一把扇子，當(dāng)屏幕上的小貓很熱的時(shí)候，只要給小貓扇幾下，溫度就會(huì)下降。如果扇得太久，小貓就會(huì)著涼。這是非常典型的軟件、硬件互動(dòng)游戲。
將傾斜開關(guān)接到測(cè)控板A、B、C、D任一端口上，用三芯杜邦線相連，測(cè)控板變成一把“扇子”，如圖8-1。傾斜開關(guān)內(nèi)部有一個(gè)鋼球，當(dāng)水平放置和垂直放置時(shí)，因內(nèi)部鋼球的滾動(dòng)而使觸點(diǎn)導(dǎo)通或斷開。腳本中共三個(gè)獨(dú)立的腳本段，第一段用于溫度控制，當(dāng)扇動(dòng)的時(shí)候，溫度下降，否則溫度上升；第二段腳本用于根據(jù)溫度的高低，改變小貓的顏色特效，當(dāng)溫度合適的時(shí)候說(shuō)：“好舒服?。 睖囟冗^(guò)高時(shí)說(shuō)：“熱死了～～”溫度過(guò)低時(shí)說(shuō)：“有點(diǎn)涼……”如圖8-2。第三段腳本用于檢測(cè)是否在扇動(dòng)。
[實(shí)例5：小車制作]
利用盛思2.0軟件，完美支持兩路馬達(dá)輸出，這也為制作簡(jiǎn)單的循線小車提供了硬件上的支持。圖9中的小車使用了無(wú)線測(cè)控板，使用兩只灰度傳感器，一只避障傳感器。當(dāng)然，如果將無(wú)線測(cè)控板當(dāng)作機(jī)器人，僅僅作為演示，要用于機(jī)器人教學(xué)的話，缺點(diǎn)還是很明顯的，因?yàn)槭窃诰€運(yùn)行。
展望未來(lái)
我校從智能機(jī)器人單一的教學(xué)，到增加Scratch虛擬機(jī)器人課例，再到增加測(cè)控板教學(xué)。一路走來(lái)，我們的教學(xué)內(nèi)容正在不斷豐富，形式不斷創(chuàng)新。展望未來(lái)，我們將努力創(chuàng)造出更多更好的“科技大餐”。在“創(chuàng)客”熱的背景下，我們將會(huì)永遠(yuǎn)堅(jiān)守自己的初心，那就是堅(jiān)持帶給孩子們更多、更好的“科技食糧”，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，帶領(lǐng)孩子們進(jìn)入科技的殿堂。
“創(chuàng)客”之行，我們?cè)诼飞希?/p>
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測(cè)控板除了集成的渭桿、光線、聲音、按鈕4種固定傳感器外，還有A、B、C、D四路擴(kuò)展輸入。測(cè)控板上已經(jīng)將A、B、C、D接到上、下、左、右四向按鍵上。當(dāng)四向按鍵不用的時(shí)候，可以將其當(dāng)作擴(kuò)展輸入，端口是3線制（信號(hào)，正，負(fù)），用3芯排針引出，可以接模擬或數(shù)字型傳感器，使測(cè)控板的功能大大增加。
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