S4A编程互动在中职选修课中的探索

苗胜　张中景

摘 要 如今很多中职学校也开设了选修课，而现有的选修课仍以传统的体育类、手工DIY类、棋类为主要内容，远远不能满足学生的需求，更不能很好的激发起学生学习科学技术的兴趣。S4A（Scratch for Arduino）的横空出世将改变这一切，S4A选修课程开设的目标是培养学生的信息素养和创新能力，强化逻辑思维与解决问题的能力，培养他们的创造能力与合作能力，本文结合中职选修课探讨S4A的具体应用。

关键词 中职教育 创新教学 S4A Scratch Arduino控制板

中图分类号：G434 文献标识码：A

1前言

1.1定义

Scratch是一款面向青少年的简易编程软件，是一款可视化的、积木式的互动创意编程工具，学生只需拖拽富有特定含义的图形，进行相互连接搭配，即可创作属于自己的故事、动画、游戏和音乐等数字化作品。S4A具有原生态的Scratch图形化程序设计的特点和功能。S4A采用Arduino开源硬件平台价格便宜，扩展性好，该电路板可以扩展各类传感器和马达等模块，应用它可实现与外界物理量的交互的功能，与Scratch相比S4A具有更强大的交互功能。

1.2优势

（1）Arduino开源硬件本身支持很多的传感器，使Scratch能更多的与外界物理信息交互，创作出更富有交互性的作品。

（2）Arduino还可以用于其它方面的课程教学，如开展传感器应用课程、Arduino单片机应用课程等。

（3）S4A Board控制板也属于开源硬件设备，其电路图、PCB文件、电路参数和程序代码完全公开，为学生的进一步学习，降低了技术门槛，大大为学生的创新实验提供了方便。

2 S4A在国内外的应用

Scratch编程学习正在风靡全球，全球已有150个国家或地区的人使用它，有400多万个线上作品，英国和美国目前有数以百万的学生在学习S4A；google公司的安卓app开发工具 App Inventor也采用Scratch编程模式，为的是使编程开发更容易，降低技术门槛，方便爱好者学习编程。

在香港2008年开始推广Scrach，2011年举办了Scratch Day活动，主要活动内容有：数码游戏设计、交流共享。在台湾中小学信息化课是以Scratch来开展教学的，教育部门每年举行程序设计比赛，通过这个软件，扩展了语文，数学，外语的教学深度。我国北京景山学校“十二五”教育科研规划课题，研究了Scrach与控制层面的内容，应用计算机和外部传感器设计实验仪器、采集数据、分析数据、撰写研究报告；在常州开展了Scratch趣味编程教学；在温州谢作如老师开展《S4A与互动媒体技术》和Arduino创意机器人课程。

3 S4A在选修课中的应用

中职学生的选修课或社团课重在激发学习的兴趣，现行的选修课程种类虽多，但与专业结合相对较少。以S4A为平台，开展互动体验和电子模块学习。教师引领学生实践传感器的应用、S4A编程，完成创作数字化作品及互动体验，在此过程中培养学生的编程能力，学习声音、图片、动画的程序控制。让学生在兴趣学习中不断提高专业知识，激发学生的创作能力。以下以SA4编程互动选修课的开展为例介绍说明。

3.1组织形式

以SA4为平台开展编程互动教学，在教学中给学生提供S4A Board控制板、传感器和安装SA4编程软件的计算机，可以两个学生一组共同研究SA4编程，学生根据自己的想法制作完成创意酷炫作品，体验获得成就感，使学生兴趣得到较大提升。

3.2电路结构

S4A Board控制板以整体模块呈现，板载有蜂鸣器、MIC传感器、舵机控制端，基于开源思想其电路原理图、PCB文件全都公开，学生可在学习完基本电路之后添加扩展模块，进行更多的互动体验。

3.3编程软件

采用符合学生认识规律的图形化编程软件S4A，可以帮助那些不懂代码却想搞编程设计的学生容易上手。

经过一学期S4A选修课的开展，取得一定教学效果。学生通过编程制作，共同完成创作数字化作品，S4A的表现形式多样化，富有多种互动形式，可使学生的学习主动性大大提升。课堂上教师指导学生在制作中遇到的问题。为了达到预期目标，要进行讨论、学习、实验、调试、反复修改，最终实现功能，在程序制作中学习了选择语句、循环语句、判断语句及简单算法，并掌握了其使用技巧，不同于其它理论课程，在这里学生的思维能力在动手实践中得到了提高。S4A的可视化设计与积木式程序设计方式，在教学中不同于以往的理论教学模式，而是进一步发展成为“边设计、边学习”。从课堂实践中可以看到，学生在制作互动作品时，对某个效果的实现会不断讨论直到解决，在此期间学生的思维想法不断碰撞、灵感不断涌出，创造能力得到了充分的展现。

4结语

以S4A编程互动为平台，充分利用S4A编程界面的简单、方便、易操作性，在中职学校开设此类选修课，一方面可以建立学生的逻辑编程思维和电路模块的应用能力；另一方面通过S4A的学习，可以使课堂更富有趣味性，激发学生主动学习科技知识，探索其中的奥秘，大大提高了学生的创新意识与能力。