面向PicoBoard的小學Scratch創客教學

劉海武

一、面向PicoBoard的小學Scratch創客教育

Scratch作為創客教育的一種綜合實踐載體，已逐步獲得學校的認可。隨著物聯網技術的不斷完善，出現了與之相配合的PicoBoard（創客板）。這是一種傳感器板，集成了按鈕、滑桿，光、聲傳感器等，同時帶有兩個馬達輸出口和4個額外的模擬輸入端口，是專門為Scratch初學者實現傳感交互而開發的硬件設備，可滿足學生基本的創意需求。從普惠性出發，筆者將Scratch與PicoBoard相結合開展了創客教育實踐。

二、面向PicoBoard的小學Scratch創客教學模型

為了使學生積極參與創客活動，在觀察與體驗中領悟制作原理與步驟，在模仿實踐中掌握基本知識與技能，在功能擴展中制作個性化作品，并將理論應用于解決實際問題，筆者在建構主義理論與創客教育理念指導下，結合小學六年級學生的認知水平和Scratch程序的特點，構建了面向PicoBoard的小學Scratch創客教學模型（見圖1）。

在目標設計階段，教師先介紹成果案例，學生試玩，借此了解任務、明確問題。在活動實施階段，學生積極主動地學習，為解決問題而尋求素材或嘗試各種方法，思考與討論；教師提供的支持包括親自示范、組織學生展示與互助等，引導學生從創客角度審視問題與素材，并發現其中的聯系。在探索創新階段，要先進行成果展示，再尋求擴展；要將活動的設計權和選擇權交給學生，讓學生通過構思作品、提出問題、解決問題等建構認識；要及時記錄學生表現，完成形成性評價。在交流分享階段，要組織學生對作品互評，促進學生思維碰撞，激發其創造熱情。點評時應依據預設的評價標準，并可提出優化建議；展示時應突出作品優點，增強學生信心，使學生體會到交流與分享的快樂。

三、面向PicoBoard的小學Scratch創客教學設計案例

以“切西瓜”一課為例（見圖2）。教學目標是了解Picoboard的連接原理和方法，了解“切西瓜”的制作原理，在Scratch程序中開啟攝像頭，理解視頻偵測模塊的作用和意義，能通過程序分析出解決問題的方法和步驟。以下是教學步驟。

1.案例體驗，提出問題，引發探究

教師引用“切西瓜”游戲，結合語言導入：“老師用Scratch制作了一個切西瓜游戲。你只需要打開游戲，開啟攝像頭并單擊綠旗，當出現在視頻中的人手碰到下滑的西瓜時，西瓜會被自動切開。誰想上來玩一玩？”一名學生上來玩游戲，揮動雙手，屏幕里的西瓜一個個地被切開了，其他學生也躍躍欲試。這時教師提議學生親自制作一個“切西瓜”游戲，引發學生思考：舞臺中有哪些角色？每個角色實現了哪些功能？接著師生一起探究并梳理任務和步驟：舞臺上有一個西瓜角色，并且有“完整”和“切開”兩個造型；西瓜從舞臺頂部向下移動，當被手碰到后，要換成“切開”造型然后消失，之后西瓜又從頂部任意位置出現并向下移動，如此反復。

2.知識探究，示范操作，模仿制作

在設計程序前，要先連接傳感器。教師介紹PicoBoard與Scratch的連接方法，演示并引導學生觀察硬件接口和連接后的數據變化。學生打開程序，嘗試物物相聯。

出示任務一：西瓜從屏幕頂部向底部移動。教師引導學生發現：西瓜起初是完整的，從屏幕頂端任意位置開始下移。學生開始搭建程序：有的拖動開始模塊，將西瓜切換為完整造型；有的拖動隨機數模塊，將西瓜停放在縱坐標為“-180到180”的任意位置；有的拖動循環模塊，將西瓜的Y坐標進行“減1”循環；有的采用了面向和移動模塊讓西瓜下移……每個學生都投入了探索和實踐。最后，教師請一位學生演示，其他學生提出意見和建議，進一步優化程序。據此，學生們對西瓜的移動方法有了更深入和全面的了解。

出示任務二：打開攝像頭。教師演示了在偵測模塊中開啟攝像頭的操作，學生很快領會并完成了任務。

出示任務三：視頻偵測到人手“切瓜”的動作，西瓜被切開（即完整角色切換造型并消失）。教師出示了三個模塊的用法：條件模塊、視頻偵測模塊、邏輯模塊，讓學生自己嘗試完成“切瓜”程序。即當人手動作被視頻偵測模塊檢測到，符合邏輯模塊中的預設數值，條件模塊執行，使西瓜被“切開”。教師發現學生在邏輯模塊中填寫了不同的偵測動作值，如10、20、50等，結果有的西瓜很容易切開，有的西瓜很難切開。引導學生探究原因發現：這與邏輯模塊中的偵測動作值有關，值越小則人手的動作越容易滿足偵測條件，西瓜越容易被切開。這使切不開西瓜的學生恍然大悟。

出示任務四：程序調試和完善。前面三個任務只完成了一次切西瓜的操作，為使西瓜源源不斷地出現，教師提醒學生還可以在西瓜切開后隱藏，繼續從頂部出現并下移，重復循環。學生嘗試復制角色，調整時間和顯示隱藏次序，反復調試，不斷發現問題和解決問題，進一步完善了程序。

3.作品交流，深化思維，探索創新

學生展示并交流了各自的“切西瓜”程序后，教師提問：如何對程序進行擴展（即實現更多功能）？學生邊思考邊交流，將理論與實踐相結合：有的復制西瓜，修改頂部位置，實現了多個西瓜同時出現；有的引入變量統計切西瓜的個數；有的引入變量計算切西瓜的時間；有的提出游戲升級，切西瓜變成切水果。這些想法，大部分都實現了。

4.作品分享，總結歸納，激勵創作

每組要選派一人在展示成果時介紹設計思路。教師可適當提問，引導學生進一步領悟如何開展創客設計；還要根據學生作品進行課堂總結，鼓勵學生開展創客探究。

以上面向PicoBoard的小學Scratch創客教學模式，試圖讓學生在問題解決的過程中發展實踐能力和創新思維，目前仍處于探索階段，還需要教師在實踐中不斷發展和完善。

（責任編輯 郭向和）