Scratch與蘿卜圈虛擬機(jī)器人教學(xué)模式分析

袁贛濤　崔婧

摘 要：Scratch是一款經(jīng)過麻省理工學(xué)院研究的面向少年的簡(jiǎn)單編程工具。而“蘿卜圈3D機(jī)器人在線仿真平臺(tái)”（以下簡(jiǎn)稱“蘿卜圈仿真”），它將帶你進(jìn)入精彩的3D虛擬的機(jī)器人世界。虛擬機(jī)器人是設(shè)計(jì)多門學(xué)科而設(shè)計(jì)的編程工具，是綜合性的學(xué)科，主要是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)及技術(shù)，對(duì)學(xué)生的綜合素養(yǎng)等方面進(jìn)行細(xì)致的規(guī)劃、進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)，主要調(diào)控學(xué)生的學(xué)習(xí)特征，極具實(shí)踐性。這樣不僅可以開闊學(xué)生的視野，擴(kuò)展其知識(shí)面，也在綜合發(fā)展學(xué)生的綜合素質(zhì)，發(fā)展學(xué)生的獨(dú)特個(gè)性中發(fā)揮著不可替代的作用。

關(guān)鍵詞：Scratch 蘿卜圈 虛擬機(jī)器人 教學(xué)模式

中圖分類號(hào)：TP242 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）05（c）-0255-02

1 Scratch項(xiàng)目介紹

1.1 課程介紹

通過有序地開展模擬制作的嘗試，促進(jìn)學(xué)生充分獲得制作作品的喜悅，制作出良好的動(dòng)畫作品，做出智能出題的程序，設(shè)計(jì)編寫畫板的程序。在課堂活動(dòng)中，對(duì)于學(xué)生的學(xué)習(xí)氛圍為此創(chuàng)造了“邊學(xué)邊玩”的良好氛圍，運(yùn)用簡(jiǎn)易的Scratch編程工具，更好的豐富創(chuàng)作課堂。

1.2 教學(xué)目的和任務(wù)

1.2.1 易于操作、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

Scratch是一款能夠既設(shè)計(jì)圖畫，還能夠設(shè)計(jì)程序的簡(jiǎn)易軟件，它能夠?qū)⑿W(xué)生更好地引入學(xué)習(xí)課堂，解決小學(xué)生學(xué)習(xí)編程的難題，不像之前的C語言，需要記大量的代碼。而Scratch更能夠直觀、形象的編寫程序，代替枯燥、繁瑣的代碼指令，學(xué)生可以通過簡(jiǎn)單的學(xué)習(xí)記憶了解編程設(shè)計(jì)，編寫程序就好比搭積木，只需要通過簡(jiǎn)單的拖動(dòng)鼠標(biāo)就可以完成程序編寫。學(xué)生不會(huì)為了編程而煩惱，激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣。

1.2.2 注重實(shí)踐，培養(yǎng)能力

（1）有助于培養(yǎng)學(xué)生的探索精神。Scratch沒有復(fù)雜的程序語言命令，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。面對(duì)Scratch，學(xué)生可以通過此軟件培養(yǎng)足夠的“探索”能力，去更好地探索代碼指令從而更好的運(yùn)用，在摸索和體驗(yàn)中熟練地掌握編寫的基礎(chǔ)方法和程序設(shè)計(jì)的原理。

（2）此項(xiàng)軟件的運(yùn)用能夠更好的培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、培養(yǎng)創(chuàng)新意識(shí)，在以往信息的基礎(chǔ)上，結(jié)合媒體更好地讓學(xué)生體驗(yàn)編程的樂趣，但是如果與Scratch相比就缺少特色，主要原因是Scratch為學(xué)生的學(xué)習(xí)及教學(xué)提供了良好的平臺(tái)。在教學(xué)中豐富想象，創(chuàng)造出豐富多彩的卡通形象，輸入靈活多樣的指令，令學(xué)生之間相互溝通，促進(jìn)學(xué)生想象力的發(fā)揮。在簡(jiǎn)易的編程環(huán)境下，學(xué)生可以通過無限的想象同時(shí)靈活的運(yùn)用現(xiàn)有的知識(shí)編寫程序，最主要的是學(xué)生可以通過參與程序編寫，有機(jī)會(huì)思考、表達(dá)、創(chuàng)新，讓學(xué)生自己想象和思考從而尋求平衡和挑戰(zhàn)。

（3）有助于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。總體上，Scratch可以幫助學(xué)生更好的收集信息，整理信息、歸納信心、表達(dá)信息，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)，同時(shí)通過參與學(xué)習(xí)訓(xùn)練學(xué)生對(duì)于程序設(shè)計(jì)和解決問題的能力；促進(jìn)緊密邏輯思維品質(zhì)的培養(yǎng)，讓學(xué)生端著科學(xué)的學(xué)習(xí)態(tài)度，更好地創(chuàng)新并且實(shí)踐。

1.3 教學(xué)內(nèi)容及計(jì)劃

Scratch是可視化的編程語言，利用它可以制作游戲、動(dòng)畫，還可以計(jì)算數(shù)學(xué)題、處理字符串。本課程有簡(jiǎn)單的單個(gè)程序塊分析，有深?yuàn)W的數(shù)學(xué)知識(shí)灌輸，也有復(fù)雜的變量、鏈表、字符串、克隆體程序講解，更有一個(gè)個(gè)實(shí)戰(zhàn)項(xiàng)目演練。

內(nèi)容共分為四部分，第一學(xué)期學(xué)習(xí)第一、二部分，第二學(xué)期學(xué)習(xí)第三、第四部分，從易到難、從基礎(chǔ)到實(shí)戰(zhàn)地講解了Scratch編程。第一部分詳細(xì)講解Scratch編程的學(xué)習(xí)及Scratch軟件的功能和界面。第二部分針對(duì)Scratch中的每一個(gè)程序塊進(jìn)行實(shí)例講解。第三部分以一個(gè)個(gè)游戲項(xiàng)目作為實(shí)戰(zhàn)案例，詳細(xì)地講解了每一個(gè)項(xiàng)目的分析過程、角色安排、程序制作，以及完成后的排錯(cuò)、改進(jìn)思路和方案。第四部分為高階項(xiàng)目——植物大戰(zhàn)僵尸，讓項(xiàng)目逼近生活。

2 蘿卜圈虛擬機(jī)器人項(xiàng)目介紹

2.1 課程介紹

“蘿卜圈3D機(jī)器人在線仿真平臺(tái)”，它將帶你進(jìn)入精彩的3D機(jī)器人世界。

此教程帶你快速進(jìn)入蘿卜圈仿真世界，體驗(yàn)具有物理引擎的機(jī)器人仿真。在此過程中，可以掌握基本的蘿卜圈平臺(tái)使用方法，掌握搭建機(jī)器人、編寫控制程序的方法，最終體驗(yàn)完成“新手入門—循跡踢球”任務(wù)。

2.2 教學(xué)目的和任務(wù)

2.2.1 課程性質(zhì)

虛擬機(jī)器人是設(shè)計(jì)多門學(xué)科而設(shè)計(jì)的編程工具，是綜合性的學(xué)科，主要是培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)及技術(shù)，對(duì)學(xué)生的綜合素養(yǎng)等方面進(jìn)行細(xì)致的規(guī)劃、進(jìn)行針對(duì)性的設(shè)計(jì)，主要調(diào)控學(xué)生的學(xué)習(xí)特征，極具實(shí)踐性。這樣不僅可以開闊學(xué)生的視野，拓展其知識(shí)面，還綜合發(fā)展學(xué)生的綜合素質(zhì)，發(fā)展學(xué)生的獨(dú)特個(gè)性中發(fā)揮著不可替代的作用。

2.2.2 科學(xué)性

虛擬機(jī)器人是極具綜合性的學(xué)科。設(shè)計(jì)多門基礎(chǔ)的學(xué)科，其中主要是計(jì)算機(jī)與人工智能系統(tǒng)的學(xué)科，在程序編寫的過程中含有重要地位，同時(shí)數(shù)學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)及動(dòng)力學(xué)也是起著重要的作用，相互配合、相互協(xié)調(diào)，其中的基礎(chǔ)是多種科學(xué)理論。

2.2.3 實(shí)踐性

虛擬機(jī)器人是具有很強(qiáng)實(shí)踐性的學(xué)科，不僅涉及的學(xué)科居多，涉及的技術(shù)也相對(duì)較多，在機(jī)器人的制作過程中需要綜合知識(shí)、較強(qiáng)的實(shí)踐能力，更好的操作執(zhí)行能力等多種能力，都需要在實(shí)踐過程中探索，從而實(shí)現(xiàn)程序的編寫。

2.2.4 綜合性

虛擬機(jī)器人具有高度的綜合性。在教學(xué)的過程中促進(jìn)學(xué)生開闊視野，廣泛的基礎(chǔ)和整理各個(gè)方面的資料，綜合各個(gè)學(xué)科的專業(yè)知識(shí)運(yùn)用于教學(xué)中，學(xué)生通過體驗(yàn)與思考充分發(fā)揮自身的想象力，跟高的設(shè)計(jì)或者制作產(chǎn)品，拓寬知識(shí)面，培養(yǎng)學(xué)生綜合能力。

2.2.5 創(chuàng)造性

虛擬機(jī)器人課程開展的基礎(chǔ)是學(xué)科，通過有序的規(guī)劃、設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)，運(yùn)用良好的技術(shù)和方法解決實(shí)際遇到的問題，為學(xué)生營造良好的發(fā)揮空間、促進(jìn)學(xué)生更好地提升創(chuàng)造力，積極培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

2.2.6 教學(xué)目的

虛擬機(jī)器人主要的教育目標(biāo)是提高學(xué)生素質(zhì)，豐富學(xué)生的想象力，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)特的個(gè)性，正確地引導(dǎo)學(xué)生及時(shí)的發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，培養(yǎng)學(xué)生的中心思想、解決問題的意識(shí)和設(shè)計(jì)思想，發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造力等綜合能力，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度、創(chuàng)新精神、實(shí)踐能力及責(zé)任感。主要方法如下：（1）通過積極的了解機(jī)器人的發(fā)展史、分類及應(yīng)用，深入地了解機(jī)器人的價(jià)值和在社會(huì)中發(fā)揮的作用。（2）了解機(jī)器人的基本結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)的基本原理和相關(guān)軟硬件知識(shí)。（3）對(duì)于機(jī)器人的設(shè)計(jì)、制作、編寫和調(diào)試能夠自主獨(dú)立地完成，并且自主獨(dú)立的檢驗(yàn)和測(cè)試機(jī)器人。（4）對(duì)于機(jī)器人的設(shè)計(jì)與制作能夠提出完整的問題，有序地設(shè)計(jì)編寫計(jì)劃、規(guī)劃計(jì)劃，有步驟的實(shí)施設(shè)計(jì)計(jì)劃、調(diào)試與反饋，對(duì)于機(jī)器調(diào)動(dòng)培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)機(jī)器人技術(shù)的積極性。（6）最后增強(qiáng)學(xué)生對(duì)于機(jī)器人技術(shù)的專業(yè)素養(yǎng)，正確的應(yīng)用機(jī)器人意識(shí)，在實(shí)踐中鞏固機(jī)器人技術(shù)，正確、規(guī)范的使用機(jī)器人。

參考文獻(xiàn)

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