S4A編程互動在中職選修課中的探索

苗勝　張中景

摘 要 如今很多中職學(xué)校也開設(shè)了選修課，而現(xiàn)有的選修課仍以傳統(tǒng)的體育類、手工DIY類、棋類為主要內(nèi)容，遠遠不能滿足學(xué)生的需求，更不能很好的激發(fā)起學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)技術(shù)的興趣。S4A（Scratch for Arduino）的橫空出世將改變這一切，S4A選修課程開設(shè)的目標是培養(yǎng)學(xué)生的信息素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，強化邏輯思維與解決問題的能力，培養(yǎng)他們的創(chuàng)造能力與合作能力，本文結(jié)合中職選修課探討S4A的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 中職教育 創(chuàng)新教學(xué) S4A Scratch Arduino控制板

中圖分類號：G434 文獻標識碼：A

1前言

1.1定義

Scratch是一款面向青少年的簡易編程軟件，是一款可視化的、積木式的互動創(chuàng)意編程工具，學(xué)生只需拖拽富有特定含義的圖形，進行相互連接搭配，即可創(chuàng)作屬于自己的故事、動畫、游戲和音樂等數(shù)字化作品。S4A具有原生態(tài)的Scratch圖形化程序設(shè)計的特點和功能。S4A采用Arduino開源硬件平臺價格便宜，擴展性好，該電路板可以擴展各類傳感器和馬達等模塊，應(yīng)用它可實現(xiàn)與外界物理量的交互的功能，與Scratch相比S4A具有更強大的交互功能。

1.2優(yōu)勢

（1）Arduino開源硬件本身支持很多的傳感器，使Scratch能更多的與外界物理信息交互，創(chuàng)作出更富有交互性的作品。

（2）Arduino還可以用于其它方面的課程教學(xué)，如開展傳感器應(yīng)用課程、Arduino單片機應(yīng)用課程等。

（3）S4A Board控制板也屬于開源硬件設(shè)備，其電路圖、PCB文件、電路參數(shù)和程序代碼完全公開，為學(xué)生的進一步學(xué)習(xí)，降低了技術(shù)門檻，大大為學(xué)生的創(chuàng)新實驗提供了方便。

2 S4A在國內(nèi)外的應(yīng)用

Scratch編程學(xué)習(xí)正在風(fēng)靡全球，全球已有150個國家或地區(qū)的人使用它，有400多萬個線上作品，英國和美國目前有數(shù)以百萬的學(xué)生在學(xué)習(xí)S4A；google公司的安卓app開發(fā)工具 App Inventor也采用Scratch編程模式，為的是使編程開發(fā)更容易，降低技術(shù)門檻，方便愛好者學(xué)習(xí)編程。

在香港2008年開始推廣Scrach，2011年舉辦了Scratch Day活動，主要活動內(nèi)容有：數(shù)碼游戲設(shè)計、交流共享。在臺灣中小學(xué)信息化課是以Scratch來開展教學(xué)的，教育部門每年舉行程序設(shè)計比賽，通過這個軟件，擴展了語文，數(shù)學(xué)，外語的教學(xué)深度。我國北京景山學(xué)?！笆濉苯逃蒲幸?guī)劃課題，研究了Scrach與控制層面的內(nèi)容，應(yīng)用計算機和外部傳感器設(shè)計實驗儀器、采集數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、撰寫研究報告；在常州開展了Scratch趣味編程教學(xué)；在溫州謝作如老師開展《S4A與互動媒體技術(shù)》和Arduino創(chuàng)意機器人課程。

3 S4A在選修課中的應(yīng)用

中職學(xué)生的選修課或社團課重在激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣，現(xiàn)行的選修課程種類雖多，但與專業(yè)結(jié)合相對較少。以S4A為平臺，開展互動體驗和電子模塊學(xué)習(xí)。教師引領(lǐng)學(xué)生實踐傳感器的應(yīng)用、S4A編程，完成創(chuàng)作數(shù)字化作品及互動體驗，在此過程中培養(yǎng)學(xué)生的編程能力，學(xué)習(xí)聲音、圖片、動畫的程序控制。讓學(xué)生在興趣學(xué)習(xí)中不斷提高專業(yè)知識，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)作能力。以下以SA4編程互動選修課的開展為例介紹說明。

3.1組織形式

以SA4為平臺開展編程互動教學(xué)，在教學(xué)中給學(xué)生提供S4A Board控制板、傳感器和安裝SA4編程軟件的計算機，可以兩個學(xué)生一組共同研究SA4編程，學(xué)生根據(jù)自己的想法制作完成創(chuàng)意酷炫作品，體驗獲得成就感，使學(xué)生興趣得到較大提升。

3.2電路結(jié)構(gòu)

S4A Board控制板以整體模塊呈現(xiàn)，板載有蜂鳴器、MIC傳感器、舵機控制端，基于開源思想其電路原理圖、PCB文件全都公開，學(xué)生可在學(xué)習(xí)完基本電路之后添加擴展模塊，進行更多的互動體驗。

3.3編程軟件

采用符合學(xué)生認識規(guī)律的圖形化編程軟件S4A，可以幫助那些不懂代碼卻想搞編程設(shè)計的學(xué)生容易上手。

經(jīng)過一學(xué)期S4A選修課的開展，取得一定教學(xué)效果。學(xué)生通過編程制作，共同完成創(chuàng)作數(shù)字化作品，S4A的表現(xiàn)形式多樣化，富有多種互動形式，可使學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性大大提升。課堂上教師指導(dǎo)學(xué)生在制作中遇到的問題。為了達到預(yù)期目標，要進行討論、學(xué)習(xí)、實驗、調(diào)試、反復(fù)修改，最終實現(xiàn)功能，在程序制作中學(xué)習(xí)了選擇語句、循環(huán)語句、判斷語句及簡單算法，并掌握了其使用技巧，不同于其它理論課程，在這里學(xué)生的思維能力在動手實踐中得到了提高。S4A的可視化設(shè)計與積木式程序設(shè)計方式，在教學(xué)中不同于以往的理論教學(xué)模式，而是進一步發(fā)展成為“邊設(shè)計、邊學(xué)習(xí)”。從課堂實踐中可以看到，學(xué)生在制作互動作品時，對某個效果的實現(xiàn)會不斷討論直到解決，在此期間學(xué)生的思維想法不斷碰撞、靈感不斷涌出，創(chuàng)造能力得到了充分的展現(xiàn)。

4結(jié)語

以S4A編程互動為平臺，充分利用S4A編程界面的簡單、方便、易操作性，在中職學(xué)校開設(shè)此類選修課，一方面可以建立學(xué)生的邏輯編程思維和電路模塊的應(yīng)用能力；另一方面通過S4A的學(xué)習(xí)，可以使課堂更富有趣味性，激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)科技知識，探索其中的奧秘，大大提高了學(xué)生的創(chuàng)新意識與能力。