基于S4A的鄉(xiāng)村創(chuàng)客開發(fā)與研究

☆徐勇

（揚(yáng)州市廣陵區(qū)李典學(xué)校，江蘇揚(yáng)州 225002）

基于S4A的鄉(xiāng)村創(chuàng)客開發(fā)與研究

☆徐勇

（揚(yáng)州市廣陵區(qū)李典學(xué)校，江蘇揚(yáng)州 225002）

近期，全國范圍內(nèi)掀起了以“創(chuàng)客”為核心的課程開發(fā)熱潮，如創(chuàng)客工坊、創(chuàng)客空間、創(chuàng)意機(jī)器人等。但對于鄉(xiāng)村學(xué)校，由于軟硬件基礎(chǔ)差，很多學(xué)校只能望而卻步、知難而退。本文從場地、硬件器材、軟硬件平臺、案例設(shè)計等幾方面展開對鄉(xiāng)村學(xué)校創(chuàng)客課程的研究，以期能具有一定的現(xiàn)實意義。

創(chuàng)客；鄉(xiāng)村學(xué)校；課程開發(fā)S4A

信息技術(shù)發(fā)展日新月異，在互聯(lián)網(wǎng)+大時代背景下，中小學(xué)信息課程正從單純的偏重技術(shù)向信息技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用過渡，已經(jīng)從偏重操作技能轉(zhuǎn)向為利用信息技術(shù)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新、創(chuàng)造能力。全國范圍內(nèi)更是掀起了以“創(chuàng)客”為核心的課程開發(fā)熱潮，國內(nèi)很多學(xué)校也成立了創(chuàng)客教室、創(chuàng)客工坊，他們借助3d打印、仿真機(jī)器人、無人機(jī)、S4A軟硬件等培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)客精神。

然而，在一些鄉(xiāng)村學(xué)校，由于硬件基礎(chǔ)差、資金不足，面對動輒幾萬、幾十萬的“創(chuàng)客”設(shè)備，很多學(xué)校只能望而卻步、知難而退。適合鄉(xiāng)村學(xué)校的創(chuàng)客課程更是鳳毛麟角，研究幾乎空白。開展適合鄉(xiāng)村學(xué)校的創(chuàng)客課程建設(shè)與研究，對于中小學(xué)信息技術(shù)課程發(fā)展具有現(xiàn)實意義。

一、場地、硬件器材的配置

關(guān)于創(chuàng)客教室的場地，鄉(xiāng)村學(xué)?？梢砸劳袑W(xué)校原有的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教室，依據(jù)教學(xué)規(guī)模進(jìn)行部署，這里不做探討，本文重點探討創(chuàng)客課程硬件器材的配備。

在諸多創(chuàng)客課程中，結(jié)合S4A進(jìn)行的創(chuàng)客課程開發(fā)由于實施方便、學(xué)生易接受，在廣大中小學(xué)中應(yīng)用廣泛。S4A全稱為“Scratch For Arduino”，是由西班牙的Citilab公司在Scratch的基礎(chǔ)上開發(fā)完成，它可以對Ardu?ino直接進(jìn)行硬件編程，能夠創(chuàng)作出功能非常強(qiáng)大的創(chuàng)意作品。S4A非常適合有一定Scratch編程基礎(chǔ)的學(xué)生來進(jìn)行創(chuàng)客作品的設(shè)計與開發(fā)。

S4A課程對于鄉(xiāng)村學(xué)校開展創(chuàng)客教學(xué)，是一種高效可行的解決方案。由于其是開源硬件，所有的軟硬件都可以很方便地在購物平臺進(jìn)行采購，相對質(zhì)優(yōu)價廉，非常適合經(jīng)費不足的鄉(xiāng)村學(xué)校。通過比價，筆者采購了20套S4A硬件器材，單套總價合計只有75元左右（價格受市場因素影響，可能有所差異），具體類目價格如表1所示。

表1 S4A硬件器材價格類目表

二、硬件連接、軟件平臺的搭建

Arduino板只是一塊開源的公板，要使其發(fā)揮作用、能與S4A進(jìn)行編程交互，我們需要為其刷如S4A固件程序。將Arduino板通過usb線連接電腦、安裝驅(qū)動，先下載Arduino IDE開發(fā)平臺程序（最新版為1.8.2）和S4A軟件、S4A固件程序，官網(wǎng)地址分別為：

https://www.Arduino.cc/en/Main/Software、http://vps34736.ovh.net/S4A/S4A16.zip、http://vps34736.ovh.net/S4A/S4AFirm ware16.ino.

打開Arduino IDE程序，刷入固件S4AFirmware16.ino，然后打開S4A程序，它會自動搜索Arduino板，連接傳感器。如果看到數(shù)據(jù)在不停地變化，說明連接成功（如圖1）。這樣硬件連接和軟件平臺基本就搭建成功，學(xué)生就可以利用其進(jìn)行創(chuàng)客作品制作了。

圖1 S4A連結(jié)成功圖

三、S4A創(chuàng)客課程的設(shè)計與開發(fā)

依據(jù)以上硬件清單，教師可以設(shè)計許多豐富多彩、提高學(xué)生創(chuàng)造力的課程，每個課程的設(shè)計、開發(fā)既可以獨立使用傳感器，也可以多傳感器配合。以下是一些課程設(shè)計案例，案例全部通過S4A軟件編程實現(xiàn)，其中必備硬件有：Arduino uno r3板、面包板、面包線。

1.基礎(chǔ)教學(xué)、報警器

熟悉軟件界面，通過軟件編程，讓無源蜂鳴器按照程序進(jìn)行鳴叫報警。附加硬件：無源蜂鳴器。

2.聲控紅綠燈

編程實現(xiàn)聲音強(qiáng)-紅燈亮、聲音弱-綠燈亮，模擬交通燈。附加硬件：聲音傳感器、rgb led模塊。

3.水位報警系統(tǒng)

通過軟件編程，實現(xiàn)達(dá)到預(yù)警水位，發(fā)出報警聲音。附加硬件：雨水傳感器、無源蜂鳴器。

4.聲控風(fēng)扇

編程實現(xiàn)聲音控制風(fēng)扇轉(zhuǎn)速。附加硬件：聲音傳感器、130電機(jī)、4葉風(fēng)扇。

5.定位大炮發(fā)射

實現(xiàn)轉(zhuǎn)動旋鈕，調(diào)整大炮位置，發(fā)射炮彈。附加硬件：旋鈕電位器。

除以上案例，教師還可以結(jié)合自身學(xué)校和學(xué)生特點，設(shè)計開發(fā)更多的課程，如：藍(lán)牙小車、巡線機(jī)器人、自動閘機(jī)系統(tǒng)等，也可以參照其他創(chuàng)客的作品設(shè)計，如https://swf.com.tw趙英傑老師的網(wǎng)站就有很多值得學(xué)習(xí)的作品，可以借鑒轉(zhuǎn)化為S4A互動設(shè)計案例。

四、結(jié)束語

以上是筆者所在學(xué)校創(chuàng)客課程開發(fā)的一些經(jīng)驗，希望能給基數(shù)眾多的鄉(xiāng)村學(xué)校、教師有所啟發(fā)，更希望通過大家的努力，可以縮小城鄉(xiāng)差距、促進(jìn)教育均衡發(fā)展，讓鄉(xiāng)村學(xué)校的孩子們也能感受到科技的發(fā)展，培養(yǎng)他們的創(chuàng)新精神，體驗到科技前沿帶來的樂趣。

[編輯：閆長松]

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1671-7503（2017）17-0079-02