中職電子創客《基于傳感器互動的創意編程與設計》課程建設

李川

摘 要：Scratch是美國麻省理工學院開發的適于青少年使用的簡易編程工具。本課程基于傳感器和Scratch編程軟件設計了循序漸進的課程，學生通過游戲的實現過程體驗創意和編程的知識點和相關技能，在“玩”一樣輕松的氛圍中學會Scratch軟件編程和傳感器板硬件的使用，提高其創新能力和電子專業知識。

關鍵詞：Scratch編程；傳感器

一、課程簡介

本課程基于傳感器板硬件和Scratch編程軟件，設計了六節課，分為三個模塊。第一個模塊讓學生初步體驗Scratch，了解并認識Scratch界面，學會創建和簡單編輯角色和背景，熟悉指令面板中最基本的指令，利用這些最基本指令進行簡單的程序設計；第二個模塊讓學生認識Scratch傳感器板，了解Scratch傳感器板的外形、結構及功能，掌握傳感器板插件的安裝方法；第三個模塊讓學生在線使用Scratch編寫傳感器板程序，本模塊一共有四個任務，每個任務都是一種游戲，每一個游戲都將計算機虛擬世界跟真實世界連接起來，學生通過游戲的實現過程體驗創意和編程的知識點和相關技能，在“玩”一樣輕松的氛圍中學會Scratch軟件編程和傳感器板硬件的使用，提高創新能力和電子專業知識。

二、課程目標

（一）知識與技能

感受編程在生活中給人們帶來的便利；體會學習生活中的程序設計思想，認識圖形化編程工具Scratch、各種傳感器，知道程序設計的基本原理，并根據項目進行程序設計；學會使用Scratch制作相關程序和項目。

（二）過程與方法

能根據具體的情景或現象嘗試使用程序設計的方法來解決問題，能選擇恰當的程序方法或技術來進行設計和制作；在使用程序設計開發項目的過中積累解決創意中遇到問題的經驗。

（三）情感態度與價值觀

動手與動腦相結合，能夠開發有趣的游戲和項目，對程序設計產生和保持興趣；能主動地、創造性地采用程序設計的方法來解決學習生活中的問題。體驗創作結合程序功能的交互式作品的樂趣，有個性地表達內心的創想。

三、授課內容及教學計劃安排

第一課：初步體驗Scratch（6課時）

1.認識Scratch

2.在線欣賞Scratch作品

3.認識Scratch編程軟件窗口

4.通過雙擊指令，指揮小貓

5.試一試，練一練

6.互動交流.

說明：認識Scratch編程軟件及編程軟件窗口，嘗試通過雙擊指令指揮小貓。

第二課：認識Scratch傳感器板（6課時）

1.認識Scratch傳感器板

2.安裝傳感器板插件

3.試一試，練一練

4.互動交流

說明：認識Scratch傳感器板的外形、結構及功能，掌握傳感器板插件的安裝方法。

第三課：在Scratch中使用按鍵——點亮臥室的燈（6課時）

1.“點亮臥室的燈”情景描述

2.“點亮臥室的燈”創意構思

3.“點亮臥室的燈”腳本設計

4.試一試，練一練

5.互動交流、提高

說明：學習用Scratch軟件編寫程序、并使用傳感器板上的按鍵完成創意

第四課：在Scratch中使用聲音傳感器——賽龍舟（6課時）

1.“賽龍舟”情景描述

2.“賽龍舟”創意構思

3.“賽龍舟”腳本設計

4.試一試，練一練

5.互動交流

說明：學習用Scratch軟件編寫程序、并使用傳感器板上的聲音傳感器完成創意

第五課：在Scratch中使用亮度傳感器——太陽公公笑了（6課時）

1.“太陽公公笑了”情景描述

2.“太陽公公笑了”創意構思

3.“太陽公公笑了”腳本設計

4.試一試，練一練

5.互動交流

說明：學習用Scratch軟件編寫程序、并使用傳感器板上的亮度傳感器完成創意

第六課：在Scratch中使用方向搖桿——猴子接香蕉（6課時）

1.“猴子接香蕉”情景描述

2.“猴子接香蕉”創意構思

3.“猴子接香蕉”腳本設計

4.試一試，練一練

5.互動交流

說明：學習用Scratch軟件編寫程序、并使用傳感器板上的方向搖桿完成創意。

四、課程實施

（一）課程開設

由于本課程不是中職學生的必修課程，甚至沒有列入正式的教學計劃，所以本課程不可能像常規課程一樣進行教學活動。因此，本課程的教學方法也不再是傳統的老師授課、示范，學生在課上聽課、練習。而是采用“翻轉課堂”的理念，讓學生在課余時間先根據教材中導學的內容及視頻自己學習相關知識點并嘗試軟件的編程；然后以第二課堂及興趣小組的形式，集中幫助學生梳理知識、技能點，解決在軟件編程中遇到的疑難問題，并連接硬件完成創意；讓老師與學生及學生之間能在一起相互交流學習心得。

（二）教學建議

首先，在學生導學教材中穿插了若干微課，學生在課下可以通過掃描教材中的二維碼來收看相應的教學視頻，詳細地學習課程內容從而掌握相關知識與技能。

第二，在教材中設計了“試一試”、“練一練”的環節，讓學生嘗試、思考并進行軟件編程實踐，并把自己的學習感悟及疑難問題記錄下來，留下獨特的學習痕跡。

第三，定期安排興趣小組活動，幫助學生梳理知識、技能要點，修改、調試程序、連接硬件，并一起討論、交流，形成良好的互動。

最后，鼓勵優秀的學生將自己的創意作品發布在互聯網上，并與世界各地的無數愛好者共享、交流，拓展提升。

（三）評價建議

建議采用過程性評價與總結性評價、自我評價與互相評價相結合的方式。評價指標可以從技術性、科學性、創造性、實用性等方面制定。

（四）所需條件

臺式計算機或筆記本電腦，接入INTERNET，能鏈接至Scratch官網；傳感器板硬件。

參考文獻

[1] 仲照東等. Scratch趣味編程[M]電子工業出版社，2016（2）.