信息化包括由傳感技術(shù)、智能技術(shù)和控制技術(shù)組成的機器人、人工智能設(shè)備等，這些技術(shù)引進學校，走進教室，帶來的不只是教學內(nèi)容和形式上的改變，更帶來學生學習體驗、學習方式和學習成果的全新改變。本文就簡單談?wù)剛鞲衅骷夹g(shù)在小學Scratch教學中的應(yīng)用與作用。

一、人機互動，帶來全新學習體驗

Scratch通過電腦USB接口外接傳感器，可以輕松實現(xiàn)人機互動。

比如我們可以用Scratch編程風雨效果，外接光線傳感器，可以很快做出人機互動的效果：舞舞手，電腦里翻云覆雨，揮揮手，一切又風平浪靜。

比如外接聲音傳感器，可以做一個小偷正在偷竊，教室里同學們齊聲大吼，就可以嚇唬住他，讓他灰溜溜逃走。

我們還可以使用溫度傳感器，濕度傳感器，超聲波傳感器，把電腦里的Scratch程序和我們自己產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)人機互動，讓人控制Scratch里的虛擬世界，也可以通過Scratch程序控制現(xiàn)實世界中的我們。

人機互動帶給學生的是全新的學習體驗。這種學習體驗相對以前單一的感官體驗（主要是用眼睛看）是全新的，學習效果也是截然不同的。我們都有這種體會：我們在電腦上看過許多風景，可是很快會忘記；而多年前旅游所見的風景卻歷歷在目。為什么呢？因為旅游看風景，不僅眼睛看到了，而且我們?nèi)硇亩几惺艿搅耍憾渎牭教旎[的聲音，芳香沁入心脾，山澗吹來的微風，帶來手臂的絲絲涼意……甚至無端流連在山間的一段聯(lián)想，這些都能幫助我們記憶住那片風景。是的，這就是全身心感受和只用眼睛感受的迥異。Scratch外接各種傳感器教學，就是給學生帶來全身心的體驗，而這些體驗最終轉(zhuǎn)化為極大的學習興趣并激發(fā)他們的學習動機。

二、虛實相連，真正改變學習方式

現(xiàn)在所有教師都知道，教學應(yīng)該以學生為中心，讓他們自主學習。但是真正做起來卻是非常之難。對大多數(shù)學生來說，學習不是一件簡單輕松的事。特別是高段Scratch教學，大串大串的程序指令往往讓他們倦于理解。沒有實物驅(qū)動體驗，他們很難理解掃地機器人掃地時為什么“右邊沿的X座標比機器人的X座標要大于30”，而不是等于30或者40。編輯每一個指令都需要動腦筋思考，一個地方卡住，可能就耽擱一整節(jié)課。為了趕教學進度，教師只好從臺下走到臺上演示，最后教學還是回到教師為中心，拖著學生走。許多需要親自嘗試才能得到的經(jīng)驗學生沒有，久而久之，他們學習沒有成就感謝，沒有信心和興趣，更多的是挫折感和對課程的厭倦。

Scratch課堂上引進傳感器后，情況完全完全改變。有了實物，他們好像進入了游樂園，有了極大的興趣和全身心的學習體驗，他們才可能成為學習真正的主人。

比如，Scratch中我引進無人機編程一課，用Scratch外接傳感器連接無人機。開課時我只演示了無人機的起飛降落和空中翻轉(zhuǎn)，學生立刻轟動了，他們看得目不轉(zhuǎn)睛。老師布置任務(wù)，觀察無人機 飛行，完成規(guī)定路線的起降與空中翻轉(zhuǎn)，學生立刻行動起來。

他們通過觀察平板上控制無人機的軟件界面，三分鐘后即可進行相應(yīng)操作。之前老師要求小組同學互幫互助，他們都不情愿，只是在公開課時表演一下，現(xiàn)在強烈的好奇心驅(qū)使他們立即討論合作起來。

他們飛行計劃還沒規(guī)劃好，就急著試飛了。（這個教師不用阻止，因為失敗的嘗試是探究的重要部分。）果然所有小組都沒有達成到目的地降落的任務(wù)。于是他們馬上再改程序設(shè)計，并開始使用軟尺測量距離，用三角器量角器測方向。終于有一個小組成功了，其他組趕快去取經(jīng)。

整個課堂教學，學生在極大興趣推動下，完全進入自主學習的狀態(tài)。為了完成任務(wù)，教師試飛時，他們仔細面觀察，發(fā)現(xiàn)問題；然后小組合作，分析思考，設(shè)計程序；試飛出錯觸發(fā)他們再思考，再設(shè)計，測量，規(guī)劃，計算，最后成功。這樣學習方式，有探究、有過程、有體驗、有失敗，有試錯后的再探究，再思考，完美完成了自主探究式學習的全過程。

三、回歸現(xiàn)實，改變生活開創(chuàng)未來

Scratch外接傳感器后，讓學生的學習從虛擬回到現(xiàn)實，我們很學自然地引導(dǎo)學生創(chuàng)作服務(wù)生活的小制作、小發(fā)明，比如葉俊庭同學就設(shè)計了一個智能交通燈。

作品題目雖然是智能交通燈，其實最初只是些模擬人車通行及紅綠燈變化的程序。

我問他，你能不能使用傳感器做一個模擬產(chǎn)品出來呢？他很高興地接受了任務(wù)。

我們聯(lián)系本地一個機器人公司，購買了了LED顯示屏及相應(yīng)傳感器控制平臺，準備制作一個實物的智能交通燈控制系統(tǒng)。

為了真實再現(xiàn)，我們?nèi)ビ灞被嘏d工業(yè)園區(qū)第一轉(zhuǎn)盤的紅綠燈現(xiàn)場觀察。我們發(fā)現(xiàn)紅綠燈設(shè)置很有問題。有時沒有一個行人等候過馬路，可人行綠燈還是會定時亮起，有的車道車輛排起長龍，有的車道卻通行無阻。

我們很快用Scratch設(shè)計出一個智能化的程序：人行道和車行道的紅綠燈時間使用變量，可以根據(jù)實際情況設(shè)置；在沒有行人等候過馬路的情況下，車行的紅燈計時器不啟用，車輛通行無阻。

為了使變量設(shè)置數(shù)值更準確，我們又再去現(xiàn)場觀察。發(fā)現(xiàn)早上上班高峰時，進園區(qū)的左轉(zhuǎn)車道擁堵嚴重，而直行道因主通往入住率較少的的空港新城而車輛較少，下午則相反。我們又增加了三個車道根據(jù)車流情況分別計算時間的算法。使早上上班高峰期，左車道通行時間根據(jù)車流情況在15—30妙的合理區(qū)間，而直行車道則由固定的30妙改為30—15的合理區(qū)間。每個車道按車流多少使用相應(yīng)算法分配時間。

因此我們聯(lián)系公司又購買紅外線傳感器，監(jiān)測人行和車輛數(shù)量。做產(chǎn)品過程中，看著電腦里Scratch的程序算法和連接了紅外線傳感器、LED顯示屏的控制小車，我們都很興奮。我們甚至想到作品測試成功后申請專利，聯(lián)系公司孵化產(chǎn)品，批量生產(chǎn)。

如果沒有使用傳感技術(shù)，我們所有的想法只能停留在虛擬的空間里，也不會有后來人行道，左、直、右三個車道按車流量分時的算法。使用傳感技術(shù)，不僅接連通虛擬和現(xiàn)實，還可以服務(wù)生活，改變生活，架設(shè)起虛擬、現(xiàn)實和未來之間的通道。

最后，我想說的是，同學們的小發(fā)明做起來仍困難重重，主要是購買相關(guān)器材太難了。期待我們的教育教學技術(shù)設(shè)備能與時俱進，跟上信息技術(shù)邁向人工智能化的步伐；希望同學們繼續(xù)在生活中學習、思考，用Scratch來編輯生活，改變生活；相信他們創(chuàng)造的夢想一旦起程，就不會輕易停止！

作者簡介：

江信義（1969.12.16—），男，49歲，漢族，籍貫重慶市北碚區(qū)，重慶市渝北區(qū)第三實驗小學校信息技術(shù)教師。