云教授課程

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授課學(xué)校: 深圳沃德文化

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課程介紹

云教授產(chǎn)品規(guī)劃

(一) 編程學(xué)習(xí)規(guī)劃

“Blockly app”是一款基于開源硬件Arduino及開源軟件Google Blockly 的圖像化程序設(shè)計(jì)軟件。通過(guò)拖動(dòng)圖形就可以進(jìn)行編程，完全不需要打字、敲代碼。并且擁有云端上傳、下載的功能和信息推送的功能，學(xué)生可以將自己設(shè)計(jì)的程序作品保存分享到云端。

在云教授產(chǎn)品方案中，通過(guò)將操作工具——平板進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，Blockly 圖形化程序可自動(dòng)生成轉(zhuǎn)換為JavaScript程序，對(duì)于編程零基礎(chǔ)的學(xué)生而言，也極易上手操作，可以更好地鍛煉學(xué)生對(duì)程序設(shè)計(jì)的邏輯思維。

本方案以開源硬件市場(chǎng)占有率高的Arduino Leonardo智能電子電路板為核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種模型和場(chǎng)景的精準(zhǔn)控制。Arduino Leonardo 是一款靈活開源、應(yīng)用廣泛的開源硬件產(chǎn)品，具有豐富的接口，有數(shù)字I/O口，模擬I/O口，同時(shí) 支持 SPI、IIC、UART 串口通信。能通過(guò)各種各樣的傳感器來(lái)感知環(huán)境，通過(guò)控制燈光、馬達(dá)和其他裝置來(lái)反饋、影響環(huán)境。它沒(méi)有復(fù)雜的單片機(jī)底層代碼，沒(méi) 有難懂的匯編，只是簡(jiǎn)單而實(shí)用的函數(shù)，因而具備極大的自由度和擴(kuò)展性。

通過(guò)使用Arduino Leonardo等開源硬件，可以打破硬件和硬件之間的藩籬，極大地激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新能力，使學(xué)生可以隨心所欲地選擇和搭配為適合的電子組件。同時(shí)，本方案配套搭配的宏碁 AOP 云端技術(shù)，將引導(dǎo)學(xué)習(xí)者結(jié)合開源硬件逐步了解云端物聯(lián)網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)用。

興趣是學(xué)生好的老師，本方案將通過(guò)引入Blockly Games游戲的形式，在教學(xué)初期培養(yǎng)學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)編程的興趣。與之同時(shí)，學(xué)生也將在寓教于樂(lè)的環(huán)境下輕松快樂(lè)、循序漸進(jìn)地掌握物聯(lián)網(wǎng)編程的邏輯觀念。

Blockly Games 是由 Google 推出的服務(wù)于代碼編程初學(xué)者的課程軟件。 Blockly Games 含有表達(dá)各種程序設(shè)計(jì)概念的游戲，例如，基本的拼圖

（Puzzle）主要是介紹圖塊的拼接與設(shè)定方式；迷宮（Maze）則是以迷宮游戲來(lái)表達(dá)簡(jiǎn)單的循環(huán)與條件概念；鳥（Bird）則是進(jìn)階的條件與控制教學(xué)；烏龜（Turtle）為進(jìn)階的循環(huán)概念游戲；以電影（Movie）來(lái)介紹數(shù)學(xué)方程式?？偟?來(lái)說(shuō)，Blockly Games通過(guò)圖形化的界面，讓學(xué)生通過(guò)由易到難的游戲關(guān)卡來(lái)快速了解編程語(yǔ)言的邏輯，認(rèn)識(shí)科技產(chǎn)品背后運(yùn)作的規(guī)則。

通過(guò)Blockly Games的學(xué)習(xí)，學(xué)生已初步具備圖形化編程的邏輯思維能力，這將為隨后的 Blockly 的編程學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，學(xué)生將更為輕松地掌握各種編程語(yǔ)言的思維和方法。

(二) 教材規(guī)劃特色

本方案邀請(qǐng)海內(nèi)外教育專家聯(lián)合編寫了“人工智能教育解決方案（云教授）” 的專用教案和教材，填補(bǔ)了目前本領(lǐng)域尚無(wú)專業(yè)化、系統(tǒng)化教學(xué)材料的空白。

云教授專用教案和教材包括以下特點(diǎn)：

1.建構(gòu)式積木學(xué)習(xí)

基于西方先進(jìn)教育理念，塑造圖式認(rèn)知框架，打好生理和心理發(fā)展基礎(chǔ)。手部精細(xì)動(dòng)作的順利發(fā)展有利于早期腦結(jié)構(gòu)和功能成熟，是個(gè)體其他能力發(fā)展的重要基礎(chǔ)。從 10 歲起，學(xué)生的肌肉運(yùn)動(dòng)知覺(jué)開始進(jìn)入快速發(fā)展期，本方案從每一個(gè)零件的設(shè)計(jì)，到每一種組合的拼接，都充分考慮到如何以科學(xué)的方式鍛煉平鋪、拼搭、疊高、錯(cuò)位、圍合、收攏等基本技能動(dòng)作，讓學(xué)生肌肉群的耐力、速度、靈活性和協(xié)調(diào)性都能得到快速發(fā)展。

以心理學(xué)研究為基礎(chǔ)，建立獨(dú)具特色的建構(gòu)式產(chǎn)品設(shè)計(jì)，從空間關(guān)系知覺(jué)、視覺(jué)辨別、圖形和背景辨別、視覺(jué)填充四大層面鍛煉學(xué)生視、知、覺(jué)技能，并以此拓展學(xué)生抽象思維和邏輯思維能力。

2.漸進(jìn)式程序設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)

為了讓學(xué)生能夠系統(tǒng)化地學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)，本方案產(chǎn)品創(chuàng)業(yè)界之先，邀請(qǐng)中國(guó) 一線教育機(jī)器人專家編撰循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)教材，無(wú)論是基礎(chǔ)知識(shí)，還是進(jìn)階應(yīng)用，都是讓學(xué)生學(xué)習(xí)得更專業(yè)、更扎實(shí)。同時(shí)，精心設(shè)置的樹狀課程結(jié)構(gòu)，和引導(dǎo)式課堂關(guān)聯(lián)環(huán)節(jié)，能充分拓展學(xué)生發(fā)散性思維，真正實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造力的提升。

3.云端式互動(dòng)學(xué)習(xí)

借助學(xué)生程序設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)套件，可以將自己的學(xué)習(xí)成果上傳至云端，并使用手機(jī)或平板等移動(dòng)設(shè)備，隨時(shí)隨地與家長(zhǎng)、積木機(jī)器人合作伙伴分享學(xué)習(xí)成果。

(三) 智能積木課程

本方案規(guī)劃的智能積木產(chǎn)品，使用“S4A 智高智能積木套裝”。它是以積木組裝（硬件）創(chuàng)作為基礎(chǔ)，通過(guò)使用 CPF Gigo1247A（軟件）進(jìn)行程序設(shè)計(jì)及硬件操控，可以運(yùn)用本產(chǎn)品搭建出至少 40 種不同的積木模型，這些積木模型包含飛行類、行車類、工具類、動(dòng)物爬行類、機(jī)械傳動(dòng)類等，非常貼切人們的實(shí)際生活。

1247A強(qiáng)大的擴(kuò)展性、易用性和易學(xué)性能夠使學(xué)生沉浸在機(jī)械設(shè)計(jì)、物理學(xué) 原理、傳動(dòng)原理等知識(shí)概念中。

(四) 創(chuàng)客電子課程

本課程基于宏碁所研發(fā)的“云教授-物聯(lián)網(wǎng)智造套件”。套件中所提供的 Arduino Leonardo是一個(gè)微控制器板，用于PWM輸出、模擬輸入，并且可以連接傳感器并讀取數(shù)據(jù)、控制 LED 燈開關(guān)及風(fēng)扇馬達(dá)轉(zhuǎn)速或其他智能組件。 LED101 是由上下兩塊小板組成，上板主要具有白光及 RGB LED 燈功能，下板為GPIO功能，可以接受云教授所發(fā)送的GPIO指令來(lái)控制上板的LED燈的開與關(guān)。套件提供其它包含白光LED組件、RGBLED燈組件、光感應(yīng)組件、溫度感應(yīng) 組件、風(fēng)扇馬達(dá)組件等硬件傳感器。

本方案的解決方案還可以拓展到更多的應(yīng)用情境，例如自定義“智慧魚缸”、 “智慧花盆”，本方案希望讓復(fù)雜的物聯(lián)網(wǎng)簡(jiǎn)單化，可以延伸到家庭，讓人人都是創(chuàng)客，創(chuàng)新隨手可得！