基于Linkboy的創客校本課程的設計與實踐

黃宣霖

【摘 要】創客運動與教育的融合使得創客教育迅猛發展，支持創客活動開展的工具也日新月異，校園內開展創客教育也如火如荼。本文首先對創客、校本課程發展的背景進行概述，進而對Linkboy軟件進行了介紹，并分析其應用于創客教學的優勢，最后，闡述基于Linkboy的創客校本課程的設計與實踐。

【關鍵詞】創客Linkboy;校本課程;創客教學

【中圖分類號】G633.67 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）20-0-02

引言

創客源自英語單詞“Maker”，是一類具有一定專門領域的知識儲備和創新、實踐和交流意識的人，他們出于自己的興趣愛好，在一定的技術支持下將創意轉變為現實[1]。其中，將創意轉變成現實需要依靠3D打印、激光切割、微控制器以及電腦編程軟件等工具的使用。

科學技術的快速發展推進了創客教育的發展，圖形化編程軟件的出現、Arduino開源硬件的普及為創客教育在中小學開展提供了基礎。圖形化編程軟件極大降低學生學習者編程的難度。Arduino開源硬件創新平臺的普及，讓人們可以更便利的獲得創新元件器材，通過編寫相應的編程語言就可以實現自己的創意。

立足學校，為更好開展創客教育，需要學校根據自身情況開展創客校本課程的開發。校本課程是以學校教師為主體，以國家及地方制定的課程綱要的基本精神為指導，依據學校自身的性質、特點、條件以及可利用和開發的資源，通過對本校學生的需求進行科學評估，旨在滿足學生學習需求而開發的多樣性的、可供學生選擇的課程。創客的校本課程需要圍繞學生需要研討和解決的問題來組織具有多樣性、動態性的課程資源，引導學生在調查研究、討論探究等活動中進行創新實踐的學習。

一、Linkboy及其運用于創客教育的優勢

Linkboy是一款開源的圖形化編程仿真平臺，集成了軟件、電子、機械在內的一整套設計環境。Linkboy擁有同樣如搭積木一樣簡單的編輯環境，其最大的亮點在于內置豐富的硬件，支持實物連接模擬，可以直觀檢查模擬仿真效果。

運用Linkboy軟件開展創客教育的優勢體現在：1.降低試錯的成本。在Linkboy開源免費的圖形化編程仿真平臺上，利用軟件模塊列表找對應開源硬件模塊，當選中硬件模塊的時候硬件接口與控制器之間就建立模擬連接參考界面，直接按照參考線進行連接，連接硬件之后，對元器件進行編程，編程完成之后在Linkboy中可以運行模擬仿真。模擬仿真的操作可以讓失誤都停留在模擬仿真階段，從而避免因操作失誤而引起的的設備損壞。2.克服元器件不足的缺陷。在Linkboy軟件中內置大量的預制模塊和元件，為搭建復雜的作品提供了基礎。軟件內部包含眾多邏輯和流程控制語句，能實現各種復雜邏輯編程功能。軟件開源持續更新，支持用戶自行添加自己的專有模塊。

二、基于Linkboy的創客校本課程的方案設計

1.設計原則

開發基于Linkboy的創客校本課程需要涉及Linkboy軟件和Arduino開源硬件的運用，并將軟件和硬件的相關內容進行重新構建。課程中主要是以硬件項目的使用開設，依托軟件的綜合實踐。在項目單元中，學生可以通過模仿案例進行學習，對案例的分析、改造、升級，可以拓展學習維度，通過一步步任務的升級破解，培養學生的動手操作能力，提升創客思維和創新能力。

課程的設計應遵循下面原則：1、實踐性原則。創客的理念就是把想法變成現實，在這個想法的可視化過程，需要不斷的進行探究實踐，才能把想法變成現實，實踐對于創客教育而言不可或缺。2、趣味性原則。興趣是最好的老師，要立足于現實生活實際，從學生興趣出發，設計出有趣味性的項目。3、創造性原則。每一個創客的作品都是思維呈現的表達，在具體設計過程中通過發現生活中的問題，運用編程思維知識和Arduino開源硬件技術有效解決實際問題。

2.教學設計模型

課程均采用項目學習的模式，一個項目就是一個主題任務，學生在案例學習內容、明確任務之后，一起討論分析任務，歸納任務中要解決的問題，制定解決方案，實踐完成任務，提升拓展。教師是一個參與者、聆聽者、技術指導者。當學生不會使用器材的時候，教師進行技術指導，等學生掌握技術后，繼續完成自己的任務。任務達到預期效果，教師鼓勵學生拓展思維，將已有的知識能讓進行再整合，完善已有的設計，拓寬作品應用的范圍。

三、基于Linkboy的創客校本課程的開發實踐

2.Linkboy在創客教學中的應用實踐

Linkboy作為創客的新工具，還沒有為創客教學提供參考的正式教材。在創客教學的過程中文章以項目學習的方式進行。下面以“制作智能路燈”為例，簡要闡述使用Linkboy軟件在創客教學中的實施步驟：

步驟一：創設情境，提出問題

情境的創設要從學生已有的生活經驗出發，根據教學的內容進行情境創設。在“制作智能路燈”內容中，教師先讓學生描述自己所認識的路燈是什么樣子并想象他所期待的智能路燈具備什么功能？然后展示用Arduino主板制作的智能路燈，調節光值得變化讓路燈實現開燈和關燈。通過展示引起學生的興趣，進而提出問題，引發學生的思考：這這么智能的路燈是怎么做出來的？激發學生興趣之后，對新硬件的使用方法進行講解，進而呈現學習任務。

步驟二：分析細化任務并分工解決問題

完成創客的項目，需要根據項目的內容進行分工合作，小組同學需要根據自己的特長進行分工合作。在完成智能路燈制作的過程中需要對任務細化如下：①了解教師為完成任務給出Arduino套件光敏傳感器、面包板、LED燈等元件的功能和使用方法;②熟悉Linkboy軟件的操作，找出對應的元件搭建作品。③在Linkboy軟件中編寫實現智能路燈功能的程序，進行模擬仿真操作。④對照Linkboy軟件元件連接的方式，連接實物Arduino套件，下載程序進行檢驗。為提高完成制作智能路燈的效率，小組成員之間需要合作探究。

步驟三：對任務進行拓展創新

小組在細化并完成任務的過程中，是對已有作品的模仿創作。而對創客的教學并不是簡單傳授技術的過程，創客教育能讓想法變成現實，我們要教會學生的是創作，因此，課程內容的設置上，根據學生掌握水平的層次，增添了拓展任務，旨在希望學生能夠從模仿學習的階段，升級到創新的過程。

在完成“智能路燈”制作的任務后，引導學生在原有作品的基礎上發散思維融入新的小創意，添加不同的元件，讓作品能有多樣的功能。例如提示學生，是否可以改一下程序，使其變為另一個功能的小作品，如怎么實現當同時滿足天黑和有人路過時路燈才亮起？拓展任務引導學生提出自己的創意想法，再付諸實現，有助于學生不斷積累創意設計經驗。

步驟四：學生作品分享展示、點評。

教學過程的最后是讓學生將小組作品進行展示，講解作品制作的過程，使用了哪些套件，具備怎樣的功能。通過這樣的展示交流，相互評價，能夠讓學生在創客的學習中得到心理上的滿足和技術水平的提升，同時相互觀看作品展示能開拓學生的思維和視野。

四、結束語

將Linkboy圖形化編程仿真軟件引入到創客校本課程的設計與實踐，不僅降低開展創客校本課程的開課門檻，更重要的是在Linkboy可視化學習環境中激發了學生更多的創意與分享熱情，培養了學生的邏輯思維能力和創新能力。本文從設計原則、教學模型、課程編排和教學實施四個方面構建創客校本課程開發模式，并以智能路燈制作創客課程為例，探討了該模式在創客校本課程開發過程中的實踐，為創客校本課程的發展做出了一點思考。

參考文獻

[1]（美）安德森·克里斯.創客：新工業革命[M].北京：中信出版社，2012：9-23.

[2]創客教育：信息技術使能的創新教育實踐場[J].祝智庭，孫妍妍.中國電化教育.2015（01）.

[3]基于AppInventor和計算思維的信息技術課堂教學研究[J].郭守超，周睿，鄧常梅，狄長艷，周慶國.中國電化教育.2014（03）.

[4]面向STEM教育的創客教育模式研究[J].王旭卿.中國電化教育.2015（08）.