Arduino與Linkboy在小學(xué)創(chuàng)客校本課程中的應(yīng)用

王冬

現(xiàn)在的校本課程是百花齊放，百家爭鳴，在這個百花園里，創(chuàng)客校本課程這朵小花，盛開得格外鮮艷。他可以讓每個孩子的想象力、創(chuàng)造力得到充分的發(fā)展，動手能力也會得到極大的提高，成為未來的工程師，科學(xué)家，藝術(shù)家。

“創(chuàng)客”指那些勇于創(chuàng)新，努力將自己的創(chuàng)意變?yōu)楝F(xiàn)實的人。孩子們的想象力非常豐富，又想把想象變?yōu)楝F(xiàn)實，創(chuàng)客就是他們最適合的身份。

隨著科技的進(jìn)步，開源硬件在教育領(lǐng)域里顯現(xiàn)出獨特的魅力，促進(jìn)了創(chuàng)客教育的發(fā)展。比較有名的如Arduino、掌控板、Micro：bit等。尤其是Arduino，由于他的性價比較高，非常適合中小學(xué)生選用。

光有好的硬件沒有簡單易學(xué)的軟件也是不行的，這時候Linkboy就應(yīng)運而生，這是一款國內(nèi)首創(chuàng)的、開源的、圖形化的編程仿真平臺，不用硬件也可完美的仿真硬件效果，不用記復(fù)雜的命令，就可編寫復(fù)雜的程序。

Arduino與Linkboy相結(jié)合，才有了讓小學(xué)生易學(xué)易懂易用的開源硬件平臺，才讓孩子們的奇思妙想在創(chuàng)客校本課程中得以實現(xiàn)。

一、利用Linkboy在創(chuàng)客校本課程中打基礎(chǔ)

Linkboy圖形化編程仿真平臺，他的優(yōu)勢體現(xiàn)在：

1.安裝簡單。Linkboy是一款綠色軟件，解壓后，就可以直接在電腦上運行了，不用煩瑣的安裝。特別是學(xué)校機(jī)房的電腦大多數(shù)都有硬盤保護(hù)卡，而Linkboy只需要用電子教室，把文件夾發(fā)送到學(xué)生機(jī)的D盤就可以了。

2.簡單易學(xué)。在Linkboy平臺上就有相應(yīng)的入門教程和示例，在軟件的工作臺上放置一個電子元件后，點擊它，在“信息”里就可以看到它的實物照片和基本的介紹。在“示例”里，可以看到該模塊的相應(yīng)用法示例，可以很方便地進(jìn)行借鑒和自學(xué)。

3.仿真度高。這個仿真度不單指各電子元器件的圖像和實物一樣，真正的所見即所得，而且運行仿真時，各個元器件的狀態(tài)也是和實物一樣的，這是其他的軟件所無法比擬的。如果程序有錯誤，就可以很直觀的看到，避免了直接上傳到硬件后，導(dǎo)致的損壞。

4.元器件豐富。在Linkboy軟件中，模塊選項下，有大量的電子模塊和元器件，為學(xué)生設(shè)計各種作品提供了良好的基礎(chǔ)。在條件差的地區(qū)，可以只用Linkboy教學(xué)，節(jié)約了教學(xué)設(shè)備資金和學(xué)生硬件的投入。

5.采用中文語言邏輯。只要懂中文就能寫輕松編寫程序，比如要點亮紅色LED燈，不需要選擇幾號引腳，是高電平還是低電平，只需要連接好紅色LED燈后，在程序里選擇紅燈點亮即可，避免初學(xué)者易犯的一些編程語法上的錯誤。

正是基于Linkboy的這些的優(yōu)點，我在校本課程中，先利用Linkboy教授學(xué)生開源硬件的基礎(chǔ)知識，并循序漸進(jìn)的完成一些作品。

例如控制LED燈，學(xué)生在老師的指導(dǎo)下，分幾課時，由淺入深地進(jìn)行練習(xí)。

入門：利用軟件連接一盞LED并點亮，然后熄滅它，最后讓這個LED燈閃爍。

進(jìn)階：加上按鈕來控制這個LED燈，將它點亮、熄滅、閃爍。

最終：最后由老師提出要求，用單個或多個按鈕控制多個顏色的LED燈，完成點亮、熄滅、閃爍等效果。

這時就要發(fā)揮學(xué)生的自主探究能力，根據(jù)前面所學(xué)的知識，自行完成。通過這一系列的練習(xí)，鍛煉了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)、自主探究能力。

二、利用Arduino在創(chuàng)客校本課程中進(jìn)行硬件搭建并制作出作品

在Linkboy里搭建的硬件和運行仿真，畢竟是模擬的，還需要學(xué)生利用Arduino開源硬件來把Linkboy里的作品制作出來。那為什么要選擇Arduino呢，它有以下幾個特點：

1.擴(kuò)展性。這個在Linkboy中就有深刻的體現(xiàn)，利用Arduino的主控板，與各個模塊連接，實現(xiàn)多種功能。我在教學(xué)中主要使用nano主控板加擴(kuò)展板，這樣每個引腳都有獨立的數(shù)據(jù)、VCC、GND接口，不用連接面包板，讓學(xué)生在實際操作中更容易上手。

2.經(jīng)濟(jì)性。開源硬件多種多樣，而Arduino的主控板和各模塊是最便宜的，在淘寶上，nano主控板加擴(kuò)展板才20元左右，其他元器件也是幾元錢到十幾元錢不等。

3.實踐性。通過功能設(shè)計、編寫程序、連接各個組件、反復(fù)測試、最終成型，其中的每一個環(huán)節(jié)，都鍛煉學(xué)生的動手實踐能力，同時也能鍛煉學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、研究問題、解決問題的能力，培養(yǎng)了創(chuàng)新能力。

基于Arduino的這些特點，在用Linkboy學(xué)習(xí)完基礎(chǔ)后，就需要學(xué)生購買并親自動手組裝這些硬件，將Linkboy里設(shè)計好的作品，完美的呈現(xiàn)出來。畢竟軟件再怎么模擬，也不及動手實踐。

因為在實際教學(xué)中，不少學(xué)生就出現(xiàn)過軟件里連接沒有問題，但到了實際動手時，卻錯誤不斷的情況，不是VCC接到GND上，就是軟件里連接的是5號引腳，實物卻連接6號引腳等情況。這都需要學(xué)生自己動手操作后才能有深刻的體會的，作為老師一定要檢查好硬件連接情況后，再讓學(xué)生上傳程序。當(dāng)然，這樣的不適應(yīng)只是開始，等孩子們多安裝幾次，就基本不會有連接的錯誤了。

在課程上還是按照循序漸進(jìn)的方式，把在Linkboy里做的練習(xí)，用硬件組裝出來。從最簡單的七彩閃爍的小燈，到溫濕度計，到門鈴，到投籃計數(shù)器等，當(dāng)那些小小的電子元件在他們手中組合變換;當(dāng)孩子們克服重重困難，最終制作成一件作品的時候，他們是非常有成就感的。

經(jīng)過這一學(xué)年的校本課程，Arduino與Linkboy相結(jié)合，讓孩子們體會到了當(dāng)一名小創(chuàng)客的魅力，在學(xué)習(xí)完基礎(chǔ)課程后，將以小組的方式，按一定要求自主完成創(chuàng)客作品，真正地實現(xiàn)用科技改變生活。