基于S4A的乡村创客开发与研究

☆徐勇

（扬州市广陵区李典学校，江苏扬州 225002）

基于S4A的乡村创客开发与研究

☆徐勇

（扬州市广陵区李典学校，江苏扬州 225002）

近期，全国范围内掀起了以“创客”为核心的课程开发热潮，如创客工坊、创客空间、创意机器人等。但对于乡村学校，由于软硬件基础差，很多学校只能望而却步、知难而退。本文从场地、硬件器材、软硬件平台、案例设计等几方面展开对乡村学校创客课程的研究，以期能具有一定的现实意义。

创客；乡村学校；课程开发S4A

信息技术发展日新月异，在互联网+大时代背景下，中小学信息课程正从单纯的偏重技术向信息技术的创新应用过渡，已经从偏重操作技能转向为利用信息技术培养学生创新、创造能力。全国范围内更是掀起了以“创客”为核心的课程开发热潮，国内很多学校也成立了创客教室、创客工坊，他们借助3d打印、仿真机器人、无人机、S4A软硬件等培养学生的创客精神。

然而，在一些乡村学校，由于硬件基础差、资金不足，面对动辄几万、几十万的“创客”设备，很多学校只能望而却步、知难而退。适合乡村学校的创客课程更是凤毛麟角，研究几乎空白。开展适合乡村学校的创客课程建设与研究，对于中小学信息技术课程发展具有现实意义。

一、场地、硬件器材的配置

关于创客教室的场地，乡村学校可以依托学校原有的计算机网络教室，依据教学规模进行部署，这里不做探讨，本文重点探讨创客课程硬件器材的配备。

在诸多创客课程中，结合S4A进行的创客课程开发由于实施方便、学生易接受，在广大中小学中应用广泛。S4A全称为“Scratch For Arduino”，是由西班牙的Citilab公司在Scratch的基础上开发完成，它可以对Ardu⁃ino直接进行硬件编程，能够创作出功能非常强大的创意作品。S4A非常适合有一定Scratch编程基础的学生来进行创客作品的设计与开发。

S4A课程对于乡村学校开展创客教学，是一种高效可行的解决方案。由于其是开源硬件，所有的软硬件都可以很方便地在购物平台进行采购，相对质优价廉，非常适合经费不足的乡村学校。通过比价，笔者采购了20套S4A硬件器材，单套总价合计只有75元左右（价格受市场因素影响，可能有所差异），具体类目价格如表1所示。

表1 S4A硬件器材价格类目表

二、硬件连接、软件平台的搭建

Arduino板只是一块开源的公板，要使其发挥作用、能与S4A进行编程交互，我们需要为其刷如S4A固件程序。将Arduino板通过usb线连接电脑、安装驱动，先下载Arduino IDE开发平台程序（最新版为1.8.2）和S4A软件、S4A固件程序，官网地址分别为：

https://www.Arduino.cc/en/Main/Software、http://vps34736.ovh.net/S4A/S4A16.zip、http://vps34736.ovh.net/S4A/S4AFirm ware16.ino.

打开Arduino IDE程序，刷入固件S4AFirmware16.ino，然后打开S4A程序，它会自动搜索Arduino板，连接传感器。如果看到数据在不停地变化，说明连接成功（如图1）。这样硬件连接和软件平台基本就搭建成功，学生就可以利用其进行创客作品制作了。

图1 S4A连结成功图

三、S4A创客课程的设计与开发

依据以上硬件清单，教师可以设计许多丰富多彩、提高学生创造力的课程，每个课程的设计、开发既可以独立使用传感器，也可以多传感器配合。以下是一些课程设计案例，案例全部通过S4A软件编程实现，其中必备硬件有：Arduino uno r3板、面包板、面包线。

1.基础教学、报警器

熟悉软件界面，通过软件编程，让无源蜂鸣器按照程序进行鸣叫报警。附加硬件：无源蜂鸣器。

2.声控红绿灯

编程实现声音强-红灯亮、声音弱-绿灯亮，模拟交通灯。附加硬件：声音传感器、rgb led模块。

3.水位报警系统

通过软件编程，实现达到预警水位，发出报警声音。附加硬件：雨水传感器、无源蜂鸣器。

4.声控风扇

编程实现声音控制风扇转速。附加硬件：声音传感器、130电机、4叶风扇。

5.定位大炮发射

实现转动旋钮，调整大炮位置，发射炮弹。附加硬件：旋钮电位器。

除以上案例，教师还可以结合自身学校和学生特点，设计开发更多的课程，如：蓝牙小车、巡线机器人、自动闸机系统等，也可以参照其他创客的作品设计，如https://swf.com.tw趙英傑老师的网站就有很多值得学习的作品，可以借鉴转化为S4A互动设计案例。

四、结束语

以上是笔者所在学校创客课程开发的一些经验，希望能给基数众多的乡村学校、教师有所启发，更希望通过大家的努力，可以缩小城乡差距、促进教育均衡发展，让乡村学校的孩子们也能感受到科技的发展，培养他们的创新精神，体验到科技前沿带来的乐趣。

[编辑：闫长松]

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1671-7503（2017）17-0079-02