面向PicoBoard的小学Scratch创客教学

刘海武

一、面向PicoBoard的小学Scratch创客教育

Scratch作为创客教育的一种综合实践载体，已逐步获得学校的认可。随着物联网技术的不断完善，出现了与之相配合的PicoBoard（创客板）。这是一种传感器板，集成了按钮、滑杆，光、声传感器等，同时带有两个马达输出口和4个额外的模拟输入端口，是专门为Scratch初学者实现传感交互而开发的硬件设备，可满足学生基本的创意需求。从普惠性出发，笔者将Scratch与PicoBoard相结合开展了创客教育实践。

二、面向PicoBoard的小学Scratch创客教学模型

为了使学生积极参与创客活动，在观察与体验中领悟制作原理与步骤，在模仿实践中掌握基本知识与技能，在功能扩展中制作个性化作品，并将理论应用于解决实际问题，笔者在建构主义理论与创客教育理念指导下，结合小学六年级学生的认知水平和Scratch程序的特点，构建了面向PicoBoard的小学Scratch创客教学模型（见图1）。

在目标设计阶段，教師先介绍成果案例，学生试玩，借此了解任务、明确问题。在活动实施阶段，学生积极主动地学习，为解决问题而寻求素材或尝试各种方法，思考与讨论；教师提供的支持包括亲自示范、组织学生展示与互助等，引导学生从创客角度审视问题与素材，并发现其中的联系。在探索创新阶段，要先进行成果展示，再寻求扩展；要将活动的设计权和选择权交给学生，让学生通过构思作品、提出问题、解决问题等建构认识；要及时记录学生表现，完成形成性评价。在交流分享阶段，要组织学生对作品互评，促进学生思维碰撞，激发其创造热情。点评时应依据预设的评价标准，并可提出优化建议；展示时应突出作品优点，增强学生信心，使学生体会到交流与分享的快乐。

三、面向PicoBoard的小学Scratch创客教学设计案例

以“切西瓜”一课为例（见图2）。教学目标是了解Picoboard的连接原理和方法，了解“切西瓜”的制作原理，在Scratch程序中开启摄像头，理解视频侦测模块的作用和意义，能通过程序分析出解决问题的方法和步骤。以下是教学步骤。

1.案例体验，提出问题，引发探究

教师引用“切西瓜”游戏，结合语言导入：“老师用Scratch制作了一个切西瓜游戏。你只需要打开游戏，开启摄像头并单击绿旗，当出现在视频中的人手碰到下滑的西瓜时，西瓜会被自动切开。谁想上来玩一玩？”一名学生上来玩游戏，挥动双手，屏幕里的西瓜一个个地被切开了，其他学生也跃跃欲试。这时教师提议学生亲自制作一个“切西瓜”游戏，引发学生思考：舞台中有哪些角色？每个角色实现了哪些功能？接着师生一起探究并梳理任务和步骤：舞台上有一个西瓜角色，并且有“完整”和“切开”两个造型；西瓜从舞台顶部向下移动，当被手碰到后，要换成“切开”造型然后消失，之后西瓜又从顶部任意位置出现并向下移动，如此反复。

2.知识探究，示范操作，模仿制作

在设计程序前，要先连接传感器。教师介绍PicoBoard与Scratch的连接方法，演示并引导学生观察硬件接口和连接后的数据变化。学生打开程序，尝试物物相联。

出示任务一：西瓜从屏幕顶部向底部移动。教师引导学生发现：西瓜起初是完整的，从屏幕顶端任意位置开始下移。学生开始搭建程序：有的拖动开始模块，将西瓜切换为完整造型；有的拖动随机数模块，将西瓜停放在纵坐标为“-180到180”的任意位置；有的拖动循环模块，将西瓜的Y坐标进行“减1”循环；有的采用了面向和移动模块让西瓜下移……每个学生都投入了探索和实践。最后，教师请一位学生演示，其他学生提出意见和建议，进一步优化程序。据此，学生们对西瓜的移动方法有了更深入和全面的了解。

出示任务二：打开摄像头。教师演示了在侦测模块中开启摄像头的操作，学生很快领会并完成了任务。

出示任务三：视频侦测到人手“切瓜”的动作，西瓜被切开（即完整角色切换造型并消失）。教师出示了三个模块的用法：条件模块、视频侦测模块、逻辑模块，让学生自己尝试完成“切瓜”程序。即当人手动作被视频侦测模块检测到，符合逻辑模块中的预设数值，条件模块执行，使西瓜被“切开”。教师发现学生在逻辑模块中填写了不同的侦测动作值，如10、20、50等，结果有的西瓜很容易切开，有的西瓜很难切开。引导学生探究原因发现：这与逻辑模块中的侦测动作值有关，值越小则人手的动作越容易满足侦测条件，西瓜越容易被切开。这使切不开西瓜的学生恍然大悟。

出示任务四：程序调试和完善。前面三个任务只完成了一次切西瓜的操作，为使西瓜源源不断地出现，教师提醒学生还可以在西瓜切开后隐藏，继续从顶部出现并下移，重复循环。学生尝试复制角色，调整时间和显示隐藏次序，反复调试，不断发现问题和解决问题，进一步完善了程序。

3.作品交流，深化思维，探索创新

学生展示并交流了各自的“切西瓜”程序后，教师提问：如何对程序进行扩展（即实现更多功能）？学生边思考边交流，将理论与实践相结合：有的复制西瓜，修改顶部位置，实现了多个西瓜同时出现；有的引入变量统计切西瓜的个数；有的引入变量计算切西瓜的时间；有的提出游戏升级，切西瓜变成切水果。这些想法，大部分都实现了。

4.作品分享，总结归纳，激励创作

每组要选派一人在展示成果时介绍设计思路。教师可适当提问，引导学生进一步领悟如何开展创客设计；还要根据学生作品进行课堂总结，鼓励学生开展创客探究。

以上面向PicoBoard的小学Scratch创客教学模式，试图让学生在问题解决的过程中发展实践能力和创新思维，目前仍处于探索阶段，还需要教师在实践中不断发展和完善。

（责任编辑 郭向和）