基于Micro:bit的創(chuàng)客教育探究

李超

我校以“為學(xué)生自覺(jué)發(fā)展的智慧人生奠基”的辦學(xué)理念為指導(dǎo)，在“雅智”課程體系下，開(kāi)啟“啟智”的創(chuàng)客拓展課程，旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維以及實(shí)踐操作能力。

經(jīng)過(guò)前期對(duì)各品牌產(chǎn)品的充分了解與分析，將英國(guó)廣播電視公司（BBC）推出的專為青少年編程教育而設(shè)計(jì)的微型電腦開(kāi)發(fā)板Micro：bit納入我校先期拓展課程的主要研究對(duì)象。BBC希望，通過(guò)Micro：bit促使青少年積極參與到創(chuàng)造性的硬件制作和軟件編程中去，鍛煉自己的思維。此目標(biāo)非常符合我?！翱苿?chuàng)特色”的學(xué)校品牌。

作為主要課程開(kāi)設(shè)對(duì)象，作者所在團(tuán)隊(duì)對(duì)Micro：bit進(jìn)行了系統(tǒng)學(xué)習(xí)，并制定了課程開(kāi)設(shè)的各項(xiàng)計(jì)劃與實(shí)施方案。本文就作者前期的調(diào)研與切身參與項(xiàng)目開(kāi)發(fā)的過(guò)程，對(duì)我校開(kāi)展基于Micro：bit的創(chuàng)客教育闡述研究結(jié)果。

一、為何選擇Micro：bit

青少年編程教育多通過(guò)可視化圖形編程、編程游戲啟蒙等課程來(lái)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和計(jì)算思維，而硬件的可觸摸性（實(shí)體感知性）對(duì)于激發(fā)學(xué)生興趣、幫助學(xué)生理解編程、將虛擬世界與現(xiàn)實(shí)世界相結(jié)合起著非常重要的作用。Micro：bit在硬件方面，開(kāi)發(fā)板支持按鍵、藍(lán)牙、加速度傳感器、音樂(lè)、LED陣列等，在軟件方面，支持MicroPython、Scratch等多種編程方式。

與Micro：bit在功能上相似的產(chǎn)品有很多，其中Arduino被譽(yù)為在Micro：bit出現(xiàn)以前最適合創(chuàng)客教育的電路板。作者也對(duì)Arduino進(jìn)行了非常細(xì)致地體驗(yàn)，但對(duì)兩者進(jìn)行比較后，作者選擇Micro：bit作為拓展課程的原因有二。

原因一：硬件優(yōu)勢(shì)。

兩者皆是軟硬件結(jié)合使用的開(kāi)發(fā)工具，經(jīng)常要進(jìn)行各種傳感器的接線、拔線操作。在教學(xué)過(guò)程中，反復(fù)因?yàn)榫€路插錯(cuò)、插反的問(wèn)題而得不到正確結(jié)果不是課堂上的挑戰(zhàn)性問(wèn)題，誤操作導(dǎo)致短路燒壞電路板更會(huì)嚴(yán)重干擾課程正常有序進(jìn)行。另外，課上學(xué)生們對(duì)教具的使用自由性較大，這使得學(xué)生或教師對(duì)教具的整理成為一件很繁瑣的事情：重新拆卸、歸位、檢查收納是否正確、檢測(cè)模塊是否損壞以便不影響下次課堂……這些都是真實(shí)課堂所經(jīng)歷但是必須得到解決的問(wèn)題。Micro：bit把常用的模塊都集成在了板子上，很好地避免了繁重的接線、拔線操作。這種集成化的一體板子更適合老師，課堂節(jié)奏容易控制，而且也符合此課程的課程目標(biāo)，使學(xué)生把更多的關(guān)注點(diǎn)放在硬件效果是否滿足程序要求上，既而去不斷地思考與調(diào)試，來(lái)培養(yǎng)、鍛煉學(xué)生的創(chuàng)造性思維，而不是著眼于繁重的接線上，本末倒置。

原因二：軟件優(yōu)勢(shì)。

Arduino硬件與電腦連接完成后，軟件驅(qū)動(dòng)以及編程過(guò)程非常復(fù)雜。較之于Arduino，Micro：bit在安裝使用方面上手就很快，積木圖形化的編程非常適合初學(xué)編程者，下載過(guò)程不用多余設(shè)置，而且自身?yè)碛心M窗口，即使沒(méi)有硬件也能進(jìn)行操作。Micro：bit在編程時(shí)，可以說(shuō)是沒(méi)有軟件這個(gè)概念的，因?yàn)橹灰斎刖W(wǎng)址，就可以打開(kāi)編程界面，插上板子，電腦就會(huì)將其自動(dòng)識(shí)別為U盤(pán)，然后就可以像搭積木一樣，遵循一定的邏輯進(jìn)行編程。對(duì)于我校課程來(lái)說(shuō)，我們著重的是編程思維的培養(yǎng)，而不是工具的具體安裝方法。

綜上所述：用于課堂教學(xué)，考慮我校課程的課程目標(biāo)與課程理念，選擇基于Micro：bit的創(chuàng)客教育。

二、Micro：bit課堂的漸進(jìn)式學(xué)習(xí)過(guò)程

編程，在青少年眼中復(fù)雜、困難，望而退步，他們的腦海中還沒(méi)有對(duì)編程形成正確的概念，就對(duì)之抱有恐懼、猶疑的態(tài)度。課程的伊始，首先就要幫學(xué)生們正確地認(rèn)識(shí)編程，正確地認(rèn)識(shí)青少年編程：圖形化的界面，積木式拼接的邏輯關(guān)系，還有與代碼相結(jié)合的主控板和各種傳感器，將虛擬與現(xiàn)實(shí)完美契合。

各種傳感器是非常吸引學(xué)生的，動(dòng)作傳感器、音量傳感器、溫度傳感器等等這些在平時(shí)只有感受，而現(xiàn)在可以變成各種可測(cè)的數(shù)據(jù)，會(huì)極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生參與的積極性、降低他們對(duì)學(xué)習(xí)的畏懼。以運(yùn)用各種傳感器為契機(jī)，予以編程對(duì)其的控制，使編程的思想和理念逐漸內(nèi)化于學(xué)生腦海。學(xué)生們將在不斷地磨合中意識(shí)到，電腦端的每一個(gè)看似相同的積木塊經(jīng)過(guò)自己深思熟慮地組合后，完美地將心中所想體現(xiàn)到了現(xiàn)實(shí)，既而體會(huì)到程序不僅僅只存在于電腦中，更呈現(xiàn)在生活中，學(xué)生可以切切實(shí)實(shí)地體會(huì)到控制的力量。

三、探知青少年心理表現(xiàn)

現(xiàn)代社會(huì)、人文、經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，社會(huì)關(guān)系異常復(fù)雜，家庭關(guān)系亦不穩(wěn)定、問(wèn)題頻發(fā)。青少年正處于個(gè)性發(fā)展的關(guān)鍵階段，父母是學(xué)生的第一任教師，而不和諧的家庭關(guān)系積累在學(xué)生心中，使現(xiàn)在眾多學(xué)生有或輕或重的心理問(wèn)題，他們或張揚(yáng)外顯、或低調(diào)內(nèi)斂，但都迫切需要一個(gè)途徑去抒發(fā)自己的內(nèi)心世界，緩解自身壓力。

Micro：bit無(wú)論從軟件方面還是從硬件方面都很符合兩種性格特點(diǎn)的學(xué)生。編程適合羞于表達(dá)的學(xué)生靜靜思考，硬件適合踴躍的學(xué)生去表達(dá)創(chuàng)造，在彼此之間的合作配合中可以去相互感染、相互啟發(fā)，也在實(shí)踐的過(guò)程中將內(nèi)心的情緒進(jìn)行紓解與排遣。教師可透過(guò)學(xué)生的作品知曉學(xué)生的心理表現(xiàn)，借以找到合適的方法去教育、指引學(xué)生，避免心理問(wèn)題得不到及時(shí)關(guān)注而引發(fā)不可挽回的局面。

義務(wù)教育階段，教師工作的核心不在教書(shū)，而在育人，我們要通過(guò)各種教書(shū)的途徑去培育一個(gè)學(xué)生安全地長(zhǎng)大成大，而這個(gè)途徑就要盡可能考慮到培養(yǎng)學(xué)生的各個(gè)方面。

四、結(jié)論

Micro：bit雖然相較于其他同系列產(chǎn)品來(lái)說(shuō)起步時(shí)間較晚，發(fā)展勢(shì)頭卻顯得尤為強(qiáng)勁。目前，世界多國(guó)已將其納入學(xué)校主要?jiǎng)?chuàng)客課程，全國(guó)也已有多所學(xué)校開(kāi)展基于Micro：bit的創(chuàng)客教育，且作品成果眾多，實(shí)踐基礎(chǔ)強(qiáng)大。我校即將正式實(shí)施此項(xiàng)課程計(jì)劃，將對(duì)此課程上逐步完善，努力挖掘、培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維與邏輯思維，讓學(xué)生透過(guò)學(xué)習(xí)初步形成自覺(jué)發(fā)展的樣態(tài)，為學(xué)生開(kāi)啟智慧人生奠定基礎(chǔ)、為我國(guó)人才計(jì)劃貢獻(xiàn)自己的一份力量！