Scartch程序開發語言在科普展品的應用

李永珊

摘 要：在我國，STEM教育的重要性近年來逐漸成為各界的共識，備受關注，STEM的教育理念越來越受到廣泛的重視。面對新形勢新時代要求，科學館作為地區的科學教育中心有效結合STEM教育手段，拓寬科學普及渠道。本文通過闡述STEM教育在各國的重視，以Scartch程序開發語言為實例演示創客課程，提出對科學館實施開展創客STEM教育的方法。

關鍵詞：STEM教育；Scartch程序開發語言

在我國，STEM教育的重要性近年來逐漸成為各界的共識，備受關注，STEM的教育理念越來越受到廣泛的重視。科學館以實施科學普及為主線，面對新形勢新時代要求，科學館作為科學中心可以有效結合STEM教育手段，拓寬科學普及渠道，提高科學普及受眾面。STEM教育對建設創新型國家，創新型人才培養具有重要意義，科學館憑借科學中心的平臺，做到館內與STEM教育有效結合，從小入手，為我市培養創新型人才。

1 STEM教育在各國發展

美國在80年代在《本科的科學、數學和工程教育》報告中首次提出“科學、數學、工程和技術”教育的綱領性建議。英國在2002年的時候就把STEM教育正式寫入政府文件。德國2008年出臺了《德累斯頓決議》中把STEM教育作為國家教育發展的重要目標[1]。簡單來說，STEM教育是科學、數學、工程和技術的教育。科學館作為科學教育中心的大平臺，通過開展STEM探究實踐教育活動，增強廣大學生對STEM學科的興趣。[2]

2 創客新名詞

通過開展公益創客活動作為推進方式，專業科普輔導員以實例教講演示簡單的編程實施作為STEM教育推廣方法，初步啟發小學生的興趣，逐步創建主題創客實驗室，進一步培養小學生動手能力。創客是一群酷愛科技、熱衷實踐的人群，以分享技術，交流思想為樂，以創客為主體的社區makerspace則成為創客文化的載體。

3 Scartch程序開發語言簡介

傳統的編程是01計算機算法，隨著社會發展的需求，尤其面對小學生編程的程序語言，出現了一種新型的簡單的程序開發語言——Scartch語言，這種新的編程語言方式，是通過文字模塊堆積來實現編程的。面向兒童簡易編程工具，不僅易于孩子們的使用，又能寓教于樂，讓孩子們獲得創作中的樂趣。Scartch是一種程序設計語言，可以用來設計故事、動畫、游戲、音樂和美術作品；非常簡便易用，很容易上手，即使是學前孩子也能在老師和家長引導下，設計出有趣的作品，實現程序；非常適合小學階段信息教育課程，在國內有很多成功的實踐；功能非常強大，可以把Scartch的應用擴展到輔助中學教育物理數學的學習，尤其適合三角、解析幾何等。Scartch界面語言設置共有18種語言進行選擇，適合我國使用的是“簡體中文”，Scartch界面包含菜單欄、標題欄、工具欄、控制按鈕、舞臺區、新增角色按鈕、角色列表區、背景設置區、指令模塊區、腳本區。指令模塊包含腳本、造型和聲音。

4 如何使用Scartch程序語言

下面以編輯小貓會動為例：新增一個角色——小貓，將動作指令拖進指令模塊區、并設置動作數值度數。動作指令：移動10步，向右旋轉15度，向左旋轉15度，面向90度方向，移到x：19，y：-16，移到鼠標指針，在1秒內滑行到x：19，y：-16，將x坐標增加10，將x坐標設定為0，將y坐標增加10，將y坐標設定為0，碰到邊緣就反彈，將旋轉模式設定為左右翻轉。通過以上指令的堆積，實現會動的小貓。

在前面的簡單入門學習的課程后，可以加入實物的實際配合，演練編輯的程序，實現功能。下面以模擬智能停車場為例展開說明：使用Scartch程序設計語言編程小車會動的程序，再結合使用巡線傳感器、紅外線傳感器、超聲波傳感器三大傳感器實現智能停車場的模擬演示。巡線傳感器是可以實現小車行走的軌跡，紅外線傳感器和超聲波傳感器是實現小車停入指定停車空位后車位感應燈的變色，由綠色變成紅色的轉變，綠色代表車位可以使用，紅色代表車位已經停入車輛。

5 科學館如何開展STEM教育

實現大眾創業，萬眾創新，教育是基礎。創客教育是時代的要求。學校教育越來越僵硬，以應試教育為基礎，升學率分數為發展觀，毫無疑問，學生的創造力和創新精神正在慢慢丟失，甚至喪失。而創客教育能改變學習。創客教育是多種教育特性的有效結合體，是創新教育、體驗教育、項目學習等思想為一體，契合了學生富有好奇心和創造力的天性。創客教育主要以課程為載體，在創客空間的平臺下，融合科學、數學、物理、化學、藝術等學科知識，培養學生的想象力、創造力以及解決問題的能力。其實，創客離我們一點都不遙遠，科學館絕對可以運用自身的科學中心的優勢，大膽配合學校的教育，開展創客教育課程，或者創客興趣班。讓我們簡單來思考一下：晚上，當我們走過樓道是，燈會自動亮起來了；夏天，到達一定溫度時，風扇自動旋轉起來了；倒車時，快接近障礙物時，車子就停下來了......這些簡單的日常生活小問題小事情，我們的創客教育是否可以做到？

科學館的創客教育可以通過五步教學方法來實現。第一是創意，培養學生的想象力和創新精神；第二是設計，把創意轉化為具體項目的設計；第三是制作，學習和使用工具，到小組協作，動手制作出產品；第四是分享，從個體認知到集體認知，集體智慧形成；第五是評價，對過程的評價，關注學習過程。當然，創客教育不僅僅是機器人的組裝技巧的掌握和熟練的運用，而是引導學生掌握扎實基礎知識和促進創新思維發展和成長，創客教育，科學、技術、工程、數學STEM是根本。創客教育讓廣大青少年學到是創客精神：好奇心、興趣、熱愛、改變、批判思維、設計思維。

參考文獻

[1]王素.王素解讀《2017中國STEM教育白皮書》[J/OL].

[2]馬克.哈克林，任杰.優化科學中心對STEM教育的貢獻[J].自然科學博物館研究，2016，1（4）：11-16.