編程貓在小學創客教育中的應用與實踐

歐陽信芳

【摘要】創客教育已經成為了教育界的熱門話題，也逐漸進入中小學教育中。為了更好開展創客教育，筆者積極思考如何利用編程貓與硬件相結合去培養有創新精神的學生。編程貓是一款圖形化編程軟件，學生只需要拖拽指令積木模塊就可以快速實現程序的編寫。它簡單易學，非常適合小學生的創客教育起步階段。本文將基礎培訓、創意制作、匯報分享與評價三個方面探索編程貓在農村小學創客教育的應用。

【關鍵詞】小學；編程貓；創客教育

創客教育在一線城市中開展得如火如荼，近兩年也逐漸進入了二三線城市的中小學。創客教育是集創新式教學、項目式教學和體驗式教學為一體的嶄新的教學模式，它對啟動學生的創新思維和能力有這種要的作用。小學是創客教育的起步階段，給小學生選擇簡單易學的編程平臺和硬件尤其重要。

一、編程貓簡介

編程貓是深圳點貓科技有限公司自主研發的一款圖形化編程工具平臺。編程貓是國內知名的圖形化編程平臺，學生可在平臺上創作出游戲、軟件、動畫、故事等，越來越多的孩子喜歡上這個平臺。

小學生學習編程貓對培養他們的邏輯思維能力和解決問題能力有著積極的意義。之所以選編程貓作為小學創客教育的編程平臺原因有三：一是具有符合兒童認知能力發展的編程界面；二是具有資源豐富的在線互動平臺；三是能與開源硬件相結合做出更多的作品。

1.編程貓具有符合少兒心理發展的編程界面

編程貓采用了圖形化的編程界面和卡通化的編輯界面（如圖1），這讓小學生一接觸就被其“美貌”給迷住了。它符合小學生的心理認知發展水平，它在最大程度上把抽象的命令變得更加具體，學生只需要拖拽編程積木塊就可以輕松進行編程創作，同時讓小學生能夠輕松并體驗到“原來編程可以那么簡單”。

圖1 圖形化的編程界面

2.編程貓具有資源豐富的在線互動平臺

編程貓還有一個優勢在于，它具有一個獨立的資源豐富的在線互動平臺。學生使用編程貓編程可以離線也可以在線進行。教師幫助每個學生都建立一個賬號，學生可以就在線保存發布自己的程序，程序保存在自己的個人空間里。在聯網的狀態下，學生可以隨時打開自己編寫的程序。教師在后臺可以修改學生的作品，學生之間可以互相評價對方的作品，更讓學生覺得有趣的是每一個發布的作品都可以生成二維碼分享給自己的親人朋友欣賞，這個互動平臺給學生更多的創作動力。

3.編程貓能與開源硬件相結合讓孩子釋放無窮的創造力

編程貓這個神奇的平臺，學生不僅可以對舞臺角色進行編程，還可以與Arduino和Weeemake相結合（如圖三），讓學生把自己更多的想法創造出來。例如，學生想做一個智能避免交通事故的公共汽車，他可以連接weeemake主板，然后在編程貓編程平臺上進行編程，再使用相關的傳感器和結構件進行搭建。編程貓與硬件相結合可以讓學生心里的創意種子慢慢發芽。

圖2 兼容編程貓平臺的開源硬件

二、編程貓在小學創客教育中的應用

創客教育可以啟發學生創新和實踐。而編程貓正好適合剛接觸創客教育、又有無限創意靈感和設計理念的小學生。下面筆者將從基礎培訓、創意制作、交流學習三個方面探索編程貓在小學創客教育的應用。

1.基礎培訓

學生想要利用編程貓來實現自己的創意，就必須學習編程貓的軟件和與之兼容的硬件。

①軟件培訓

參加創客教育培訓的學生都是五六年級的學生，六年級的學生在五年級時學過LOGO語言和Scartch語言，對編程有一定的了解，因此學習編程貓編程軟件并沒有太大的困難。五年級的學生剛開始雖然有點吃力，但是他們很有興趣，在高年級的學生的帶領下，也很快就掌握了編程的方法和技巧。

②硬件培訓

與編程貓兼容的開源硬件有Arduino和Weeemake，但是weeemake的接口和模塊更適合小學生去操作。所以在培訓中，提供給學生的開源硬件是Weeemake。Weeemake的組件包含了：聲音傳感器、觸摸傳感器、溫濕度傳感器、光線傳感器、遙控器、點擊、電位器等等。有了這些組件，學生就可以充分發揮自己的想象，通過搭建拼接和編程來實現自己的創意。在軟硬件培訓中，都是由漸入深，讓學生時刻嘗到成功的“味道”，不斷激發他們的興趣。

2.創意制作

在創客教育中，創意制作是最重要的一部分內容。在這個環節中，學生根據自己的生活體驗進行想象立意并進行設計與制作，在制作過程中不斷探索并完善方案，最終實現自己的創意。在開展創意制作過程中，筆者采取了以下模式（如圖3）。

圖3 創意制作模式

①創意

創意是作品的靈魂，沒有好的創意就難以制作出好的作品。筆者要求每位學生多關注生活，每個星期根據自己的生活體驗和社會熱點想一個有創意的主題，小組內進行討論并確定作品主題。經過一周的思考，他們都有了自己想法：智能化家居、專為盲人設計的智能汽車、全自動停車場、保護乘客生命安全的智能公交、音樂盒等。

②設計

學生確定自己的創意主題后，就對自己的創意進行設計，如功能效果、外形設計、需要用到什么傳感器等。在此環節，為了讓學生有更清晰的思路，筆者通常鼓勵學生使用思維導圖進行梳理。一個好的設計方案能讓學生在制作過程中條理清晰、事半功倍。例如，學生設計了一個智能小屋，通過思維導圖（如圖4）把要實現的各種功能構思出來，每一個功能的實現都需要使用什么傳感器，如遙控開關窗戶、人體紅外傳感器控制開關燈等等。

圖4 思維導圖設計

3.硬件搭建

硬件搭建是創客教育的常見環節，也是學生最喜歡的環節。在設計方法的支持下，學生腦海里構建初步的結構，然后把傳感器裝上。傳感器搭建需要不斷地進行調整與修改，力求科學、美觀、方便接線與功能演示。例如，光線傳感器盡量搭建在光線較好的位置，不被其他硬件阻擋，人體紅外傳感器也要選擇適當的位置。為了讓結構更加美觀，作者除了使用金屬結構件外（如圖5），還可以使用其他材料進行輔助修飾（如圖6），例如：KT板、輕黏土等。

圖5 金屬結構件輔助造型圖6 KT板、輕黏土輔助造型

①編程

編程是最重要的一個環節，可以說作品的成敗都在此一舉。結構搭建完后，再次對照著設計方案使用編程貓進行編程。筆者所在學校學生使用的是weeemake的開源硬件，當編程貓鏈接硬件后，積木盒子就會出現ELF mini的指令模塊，根據作品需要實現的功能進行編程。每完成一個功能的程序，都可以快速單獨測試效果，也可以在線保存編成貓平臺，這也是編程貓的方便之處。

②驗證

經過前面的幾個環節，作品已經完成了差不多了。但，是否達到預期的效果，還需要認真反復去驗證，發現問題及時調整硬件的搭建和程序。在這個過程中，學生往往經過多次的修改才達到滿意的效果。

三、匯報分享與評價

每次完成創意作品制作，筆者都要求學生進行匯報分享，并對他們的作品進行評價。

1.匯報分享

讓學生匯報分享不僅鍛煉到學生的口頭表達能力和自信心，還讓他們學會分享自己的創意和勞動成果。同時，促進學生思維碰撞，激發其創造熱情。

2.評價

評價是開展創客教育的重要環節，是對學生創作的一種考核，一種鼓勵，更是一種導向。評價包括自我評價、學生互評、教師評價。對每個作品的創新性、實用性和科學性等進行量化評價，有利于學生對自己有更充分的認識。評價過程中，教師要引導學生不僅要對作品評價，也要對學生的合作精神、鉆研精神和創新精神給予充分的肯定。教師和同學的評價和激勵不僅可以使學生感受到動手創作的快樂，而且將成為小創客日后學習源源不斷的動力，創造出更多無限的可能。

四、結語

在小學開展創客教育，我們不要求學生作品的技術含量有多高，最主要的是培養有創新精神的學生，提高他們創作的興趣。力求通過創作，激發學生的創意和內驅力。作為創客教育的入門工具，編程貓是一種很好的選擇。

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