黄敏
浙江省苍南县职业中专 浙江 苍南 325800
摘要:在创客文化不断的发展中,其在教育领域中也获得了广泛的推崇。对于当下的创客教育,其编程学习平台存在了诸多问题,本文对创客教育的智能化编程学习平台进行了研究,这个平台使得教学资源被更大程度的挖掘,让教育成本得到了节省,充分的体现了编程教育的智能化以及人性化的特点。基于此,对创客教育的编程学习平台构建进行有效研究具有重大意义。
关键词:创客教育;编程学习平台;构建
当前,随着创客教育的广泛应用,使得中小学创客教育编程学习平台逐渐的发展起来,青少年们能够利用软件平台实现简易的编程,在学习的过程中,不但让学生对编程有了一定的认识,还培养了学生创造能力以及实践能力。
一、创客教育的编程学习平台构建现状
国外对此研究的比较早,不管是技术,还是产品都较为成熟,然而国内主要是对国外的软硬件平台展开教学方式的革新以及对其系统进行改造。另外,现阶段编程学习平台和机器人教育有效的融合进行研究,也出现了众多理论性研究。关于创客教育在CNKI数据库中的文献,已经存在两千多篇。因此其研究在每年都在增长。然而在创客教育中包括互联网、机器人以及信息技术的有关文章也在不断的增长,我国对于创客教育的研究也正处于发展中。可是,通过在创客教育相关编程平台的文献查阅中发现了如下问题[1]:第一,编程学习起来并不容易,并无法更加直观。第二,无法对用户做出分析以及相应的推荐,不能实现智能化。第三,教学内容单一,不能体现递进式。第四,学习费用高,很难得到全面的普及。平台的主要特点具有复杂性以及费用高,使得创客教育很难实现。
二、面向创客教育编程平台的构建
(一)构建目的
对于创客教育中存在的问题,为实现创客教育的趣味性以及平民化,本文对智能机器人教育编程学习平台的构建进行了研究。利用“云服务 + 智能硬件”的跨平台开发模式,给用户创造了更为智能化以及开放性的编程环境。包括完善的模块化设计以及可视化编程界面,让创客教育更加体现智能化以及直观性。与此同时,对用户编程行为进行长时间的研究,构建专门的编程行为数据库,对编程中十分容易出现错误的地方进行汇总,进而让用户的编程水平得到进一步提升。构建模块化的硬件平台,用户就可以根据需要进行获取,从而为用户节省了学习的成本,各个模块都包含着众多学习资源,使得各模块都十分丰富。对教学资源进行全方位的挖掘,从而让教育成本得到进一步降低,并体现编程教育的智能性和人性化[2]。
(二)智能机器人系统设计
该平台所设计的机器人利用python多线程编程模式,将其中一个线程应用于请求用户进行代码文件的编写,在将一个线程应用于请求代码文件的执行,再利用 python 解释器对这个程序进行动态执行。由于Python解析器拥有跨平台的性能,从而让架构在其编程平台具有兼容性[3]。
(三)前端积木模块编程
为改善在以往Web端界面上存在的难题,相关人员进行了积木模块编程前端的设计。该难点体现为积木模块编程前端怎样把与逻辑思维相适应的伪代码在前端页面中通过积木块的形式实现可视化。具体体现为:第一,构建出web端虚拟空间,让积木块的坐标能够实现量化以及变换。第二,基于虚拟世界中的实现,用户利用鼠标拖动积木块进行交互。第三,拖动时对积木块碰撞进行判断,还需要检测积木块的结构逻辑,及其嵌套的效果。积木块拖拽交互核心是利用监听变换模型随时监测积木块的位置,构建出虚拟世界以及实现坐标化。拖动的过程中积木块碰撞判断实现重点是利用积木块对象模型储存全部积木块信息。关于积木块的结构逻辑检测和嵌套效果实现核心为利用检测模块对全部对象检测有无出发生碰撞。关于部分容器的积木块,例如循环语句和判断语句。参数为其他积木块的对象,如此需要根据嵌套结构与代码嵌套结构相对应,此设计在理论方面能够实现无限嵌套,拖动积木,测试函数根据比较此积木块的大小及坐标,估测对积木块与已存在木块有无出现碰撞。倘若发生碰撞,对嵌套协议进行检测,看其是否达到嵌入标准,如果已经达到标准就把这个积木块嵌入碰撞目标中,如果没有达到标准,就会出现提示。判断和嵌套的全部过程无需对页面块进行直接操作,
仅是处理全局积木块对象的 JSON 数据,凭借框架把积木块对象的改变随时在反页面呈现。此全局积木块对象的JSON数据是整个页面的数据核心和前后端交互的纽带[4]。
结束语
综上所述,因为现阶段编程学习平台的成本极高,该系统能够对多机器人的编程教育平台加以控制,凭借简易富有趣味性的搭积木式编程,使得大部分的创客能够对编程产生极大兴趣,让硬件控制变得更加容易,让青少年的实践能力得到进一步提升,并提高编程水平,不但能够是让青少年的思维能力得到启发以及获得更好的发展,还能够促进创客教育得到全面的普及,因此其意义是极大的。
参考文献:
[1]罗伟荐.基于Arduino开源硬件的中小学创客教育校本课程开发——以Arduino机器人创意编程课为例[J].教育信息技术,2020,No.321(11):47-49+82.
[2]韩蕾.深度学习在中小学创意编程课程中的应用策略研究[J].天津教育,2019(22):23-24.
[3]占正奎.信息技术教师在中小学创客教育中的责任担当[J].基础教育参考,2019,(22):39-41.
[4]卢玉芳,李红.优化教学环境促进学科融合构建中小学创客教育新模式[J].中国教育技术装备,2019,(3):6-8.