基于Micro:bit的创客教育探究

李超

我校以“为学生自觉发展的智慧人生奠基”的办学理念为指导，在“雅智”课程体系下，开启“启智”的创客拓展课程，旨在培养学生的创造性思维以及实践操作能力。

经过前期对各品牌产品的充分了解与分析，将英国广播电视公司（BBC）推出的专为青少年编程教育而设计的微型电脑开发板Micro：bit纳入我校先期拓展课程的主要研究对象。BBC希望，通过Micro：bit促使青少年积极参与到创造性的硬件制作和软件编程中去，锻炼自己的思维。此目标非常符合我校“科创特色”的学校品牌。

作为主要课程开设对象，作者所在团队对Micro：bit进行了系统学习，并制定了课程开设的各项计划与实施方案。本文就作者前期的调研与切身参与项目开发的过程，对我校开展基于Micro：bit的创客教育阐述研究结果。

一、为何选择Micro：bit

青少年编程教育多通过可视化图形编程、编程游戏启蒙等课程来培养学生的创造性思维和计算思维，而硬件的可触摸性（实体感知性）对于激发学生兴趣、帮助学生理解编程、将虚拟世界与现实世界相结合起着非常重要的作用。Micro：bit在硬件方面，开发板支持按键、蓝牙、加速度传感器、音乐、LED阵列等，在软件方面，支持MicroPython、Scratch等多种编程方式。

与Micro：bit在功能上相似的产品有很多，其中Arduino被誉为在Micro：bit出现以前最适合创客教育的电路板。作者也对Arduino进行了非常细致地体验，但对两者进行比较后，作者选择Micro：bit作为拓展课程的原因有二。

原因一：硬件优势。

两者皆是软硬件结合使用的开发工具，经常要进行各种传感器的接线、拔线操作。在教学过程中，反复因为线路插错、插反的问题而得不到正确结果不是课堂上的挑战性问题，误操作导致短路烧坏电路板更会严重干扰课程正常有序进行。另外，课上学生们对教具的使用自由性较大，这使得学生或教师对教具的整理成为一件很繁琐的事情：重新拆卸、归位、检查收纳是否正确、检测模块是否损坏以便不影响下次课堂……这些都是真实课堂所经历但是必须得到解决的问题。Micro：bit把常用的模块都集成在了板子上，很好地避免了繁重的接线、拔线操作。这种集成化的一体板子更适合老师，课堂节奏容易控制，而且也符合此课程的课程目标，使学生把更多的关注点放在硬件效果是否满足程序要求上，既而去不断地思考与调试，来培养、锻炼学生的创造性思维，而不是着眼于繁重的接线上，本末倒置。

原因二：软件优势。

Arduino硬件与电脑连接完成后，软件驱动以及编程过程非常复杂。较之于Arduino，Micro：bit在安装使用方面上手就很快，积木图形化的编程非常适合初学编程者，下载过程不用多余設置，而且自身拥有模拟窗口，即使没有硬件也能进行操作。Micro：bit在编程时，可以说是没有软件这个概念的，因为只要输入网址，就可以打开编程界面，插上板子，电脑就会将其自动识别为U盘，然后就可以像搭积木一样，遵循一定的逻辑进行编程。对于我校课程来说，我们着重的是编程思维的培养，而不是工具的具体安装方法。

综上所述：用于课堂教学，考虑我校课程的课程目标与课程理念，选择基于Micro：bit的创客教育。

二、Micro：bit课堂的渐进式学习过程

编程，在青少年眼中复杂、困难，望而退步，他们的脑海中还没有对编程形成正确的概念，就对之抱有恐惧、犹疑的态度。课程的伊始，首先就要帮学生们正确地认识编程，正确地认识青少年编程：图形化的界面，积木式拼接的逻辑关系，还有与代码相结合的主控板和各种传感器，将虚拟与现实完美契合。

各种传感器是非常吸引学生的，动作传感器、音量传感器、温度传感器等等这些在平时只有感受，而现在可以变成各种可测的数据，会极大地调动学生参与的积极性、降低他们对学习的畏惧。以运用各种传感器为契机，予以编程对其的控制，使编程的思想和理念逐渐内化于学生脑海。学生们将在不断地磨合中意识到，电脑端的每一个看似相同的积木块经过自己深思熟虑地组合后，完美地将心中所想体现到了现实，既而体会到程序不仅仅只存在于电脑中，更呈现在生活中，学生可以切切实实地体会到控制的力量。

三、探知青少年心理表现

现代社会、人文、经济的高速发展，社会关系异常复杂，家庭关系亦不稳定、问题频发。青少年正处于个性发展的关键阶段，父母是学生的第一任教师，而不和谐的家庭关系积累在学生心中，使现在众多学生有或轻或重的心理问题，他们或张扬外显、或低调内敛，但都迫切需要一个途径去抒发自己的内心世界，缓解自身压力。

Micro：bit无论从软件方面还是从硬件方面都很符合两种性格特点的学生。编程适合羞于表达的学生静静思考，硬件适合踊跃的学生去表达创造，在彼此之间的合作配合中可以去相互感染、相互启发，也在实践的过程中将内心的情绪进行纾解与排遣。教师可透过学生的作品知晓学生的心理表现，借以找到合适的方法去教育、指引学生，避免心理问题得不到及时关注而引发不可挽回的局面。

义务教育阶段，教师工作的核心不在教书，而在育人，我们要通过各种教书的途径去培育一个学生安全地长大成大，而这个途径就要尽可能考虑到培养学生的各个方面。

四、结论

Micro：bit虽然相较于其他同系列产品来说起步时间较晚，发展势头却显得尤为强劲。目前，世界多国已将其纳入学校主要创客课程，全国也已有多所学校开展基于Micro：bit的创客教育，且作品成果众多，实践基础强大。我校即将正式实施此项课程计划，将对此课程上逐步完善，努力挖掘、培养学生的创造性思维与逻辑思维，让学生透过学习初步形成自觉发展的样态，为学生开启智慧人生奠定基础、为我国人才计划贡献自己的一份力量！