编程猫在小学创客教育中的应用与实践
来源: | 作者:qujianfeng999 | 发布时间: 2019-08-11 | 245 次浏览 | 分享到:
【摘要】创客教育已经成为了教育界的热门话题,也逐渐进入中小学教育中。为了更好开展创客教育,笔者积极思考如何利用编程猫与硬件相结合去培养有创新精神的学生。编程猫是一款图形化编程软件,学生只需要拖拽指令积木模块就可以快速实现程序的编写。它简单易学,非常适合小学生的创客教育起步阶段。本文将基础培训、创意制作、汇报分享与评价三个方面探索编程猫在农村小学创客教育的应用。
 创客教育在一线城市中开展得如火如荼,近两年也逐渐进入了二三线城市的中小学。创客教育是集创新式教学、项目式教学和体验式教学为一体的崭新的教学模式,它对启动学生的创新思维和能力有这种要的作用。小学是创客教育的起步阶段,给小学生选择简单易学的编程平台和硬件尤其重要。 
  一、编程猫简介 
  编程猫是深圳点猫科技有限公司自主研发的一款图形化编程工具平台。编程猫是国内知名的图形化编程平台,学生可在平台上创作出游戏、软件、动画、故事等,越来越多的孩子喜欢上这个平台。 
  小学生学习编程猫对培养他们的逻辑思维能力和解决问题能力有着积极的意义。之所以选编程猫作为小学创客教育的编程平台原因有三:一是具有符合儿童认知能力发展的编程界面;二是具有资源丰富的在线互动平台;三是能与开源硬件相结合做出更多的作品。 
  1.编程猫具有符合少儿心理发展的编程界面 
  编程猫采用了图形化的编程界面和卡通化的编辑界面(如图1),这让小学生一接触就被其“美貌”给迷住了。它符合小学生的心理认知发展水平,它在最大程度上把抽象的命令变得更加具体,学生只需要拖拽编程积木块就可以轻松进行编程创作,同时让小学生能够轻松并体验到“原来编程可以那么简单”。 
  图1 图形化的编程界面 
  2.编程猫具有资源丰富的在线互动平台 
  编程猫还有一个优势在于,它具有一个独立的资源丰富的在线互动平台。学生使用编程猫编程可以离线也可以在线进行。教师帮助每个学生都建立一个账号,学生可以就在线保存发布自己的程序,程序保存在自己的个人空间里。在联网的状态下,学生可以随时打开自己编写的程序。教师在后台可以修改学生的作品,学生之间可以互相评价对方的作品,更让学生觉得有趣的是每一个发布的作品都可以生成二维码分享给自己的亲人朋友欣赏,这个互动平台给学生更多的创作动力。 
  3.编程猫能与开源硬件相结合让孩子释放无穷的创造力 
  编程猫这个神奇的平台,学生不仅可以对舞台角色进行编程,还可以与Arduino和Weeemake相结合(如图三),让学生把自己更多的想法创造出来。例如,学生想做一个智能避免交通事故的公共汽车,他可以连接weeemake主板,然后在编程猫编程平台上进行编程,再使用相关的传感器和结构件进行搭建。编程猫与硬件相结合可以让学生心里的创意种子慢慢发芽。 
  图2 兼容编程猫平台的开源硬件 
  二、编程猫在小学创客教育中的应用 
  创客教育可以启发学生创新和实践。而编程猫正好适合刚接触创客教育、又有无限创意灵感和设计理念的小学生。下面笔者将从基础培训、创意制作、交流学习三个方面探索编程猫在小学创客教育的应用。 
  1.基础培训 
  学生想要利用編程猫来实现自己的创意,就必须学习编程猫的软件和与之兼容的硬件。 
  ①软件培训 
  参加创客教育培训的学生都是五六年级的学生,六年级的学生在五年级时学过LOGO语言和Scartch语言,对编程有一定的了解,因此学习编程猫编程软件并没有太大的困难。五年级的学生刚开始虽然有点吃力,但是他们很有兴趣,在高年级的学生的带领下,也很快就掌握了编程的方法和技巧。 
  ②硬件培训 
  与编程猫兼容的开源硬件有Arduino和Weeemake,但是weeemake的接口和模块更适合小学生去操作。所以在培训中,提供给学生的开源硬件是Weeemake。Weeemake的组件包含了:声音传感器、触摸传感器、温湿度传感器、光线传感器、遥控器、点击、电位器等等。有了这些组件,学生就可以充分发挥自己的想象,通过搭建拼接和编程来实现自己的创意。在软硬件培训中,都是由渐入深,让学生时刻尝到成功的“味道”,不断激发他们的兴趣。 
  2.创意制作 
  在创客教育中,创意制作是最重要的一部分内容。在这个环节中,学生根据自己的生活体验进行想象立意并进行设计与制作,在制作过程中不断探索并完善方案,最终实现自己的创意。在开展创意制作过程中,笔者采取了以下模式(如图3)。 
  图3 创意制作模式 
  ①创意 
  创意是作品的灵魂,没有好的创意就难以制作出好的作品。笔者要求每位学生多关注生活,每个星期根据自己的生活体验和社会热点想一个有创意的主题,小组内进行讨论并确定作品主题。经过一周的思考,他们都有了自己想法:智能化家居、专为盲人设计的智能汽车、全自动停车场、保护乘客生命安全的智能公交、音乐盒等。 
  ②设计 
  学生确定自己的创意主题后,就对自己的创意进行设计,如功能效果、外形设计、需要用到什么传感器等。在此环节,为了让学生有更清晰的思路,笔者通常鼓励学生使用思维导图进行梳理。一个好的设计方案能让学生在制作过程中条理清晰、事半功倍。例如,学生设计了一个智能小屋,通过思维导图(如图4)把要实现的各种功能构思出来,每一个功能的实现都需要使用什么传感器,如遥控开关窗户、人体红外传感器控制开关灯等等。 
  图4 思维导图设计 
  3.硬件搭建 
  硬件搭建是创客教育的常见环节,也是学生最喜欢的环节。在设计方法的支持下,学生脑海里构建初步的结构,然后把传感器装上。传感器搭建需要不断地进行调整与修改,力求科学、美观、方便接线与功能演示。例如,光线传感器尽量搭建在光线较好的位置,不被其他硬件阻挡,人体红外传感器也要选择适当的位置。为了让结构更加美观,作者除了使用金属结构件外(如图5),还可以使用其他材料进行辅助修饰(如图6),例如:KT板、轻黏土等。
 图5 金属结构件辅助造型图6 KT板、轻黏土辅助造型 
  ①编程 
  编程是最重要的一个环节,可以说作品的成败都在此一举。结构搭建完后,再次对照着设计方案使用编程猫进行编程。笔者所在学校学生使用的是weeemake的开源硬件,当编程猫链接硬件后,积木盒子就会出现ELF mini的指令模块,根据作品需要实现的功能进行编程。每完成一个功能的程序,都可以快速单独测试效果,也可以在线保存编成猫平台,这也是编程猫的方便之处。 
  ②验证 
  经过前面的几个环节,作品已经完成了差不多了。但,是否达到预期的效果,还需要认真反复去验证,发现问题及时调整硬件的搭建和程序。在这个过程中,学生往往经过多次的修改才达到满意的效果。 
  三、汇报分享与评价 
  每次完成创意作品制作,笔者都要求学生进行汇报分享,并对他们的作品进行评价。 
  1.汇报分享 
  让学生汇报分享不仅锻炼到学生的口头表达能力和自信心,还让他们学会分享自己的创意和劳动成果。同时,促进学生思维碰撞,激发其创造热情。 
  2.评价 
  评价是开展创客教育的重要环节,是对学生创作的一种考核,一种鼓励,更是一种导向。评价包括自我评价、学生互评、教师评价。对每个作品的创新性、实用性和科学性等进行量化评价,有利于学生对自己有更充分的认识。评价过程中,教师要引导学生不仅要对作品评价,也要对学生的合作精神、钻研精神和创新精神给予充分的肯定。教师和同学的评价和激励不仅可以使学生感受到动手创作的快乐,而且将成为小创客日后学习源源不断的动力,创造出更多无限的可能。 
  四、结语 
  在小学开展创客教育,我们不要求学生作品的技术含量有多高,最主要的是培养有创新精神的学生,提高他们创作的兴趣。力求通过创作,激发学生的创意和内驱力。作为创客教育的入门工具,编程猫是一种很好的选择。 
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