Scratch與硬件結合講解三種編程結構
炫科技
作者：於愷
編程的學習過程是枯燥無味的學習過程，對中小學生進行編程的啟蒙教育尤其要注意方式和方法，我們現在學習的編程語言大部分都是一行行的英文代碼，幹巴巴的，學生沒有興趣，也沒有學習的積極性。Scratch構成程序的命令和參數是通過積木形狀的模塊來實現的，從界麵上就能夠吸引學生注意力。編程操作更為簡單，用鼠標拖動模塊到程序編輯欄即可，這讓操作更加簡單，學生容易上手。
Scratch與硬件的結合製作出實物，除了有精美的界麵，還有一些傳感器交互使得學生在娛樂中學習。本文結合Scratch與pcDuino講解編程的三種重要結構。
Scratch給生活帶來便利：小貓給大家報溫度
溫度是我們每個人都關心的問題，氣溫高了要減少衣物，氣溫低了要添加衣物。我們通過Scratch與溫度傳感器相結合，給學生穿衣提示。在獲取溫度的時候要進行對獲取數據的處理，數據的處理促使學生對變量的計算進行理解。學生看到可愛的湯姆貓會很興奮，而且這隻小貓會報溫度，學生興趣一下就提高了。硬件準備為pcDuino V3、溫度傳感器，將溫度傳感器連接到A0口。
順序結構是最簡單的程序結構，也是最常用的程序結構，隻要按照解決問題的順序寫出相應的語句就行，它的執行順序是自上而下，依次執行。Scratch在編寫程序的時候，一塊塊積木自上而下拚接下來，首先獲取AI接口的電壓，然後對電壓值進行計算，通過最後一步的計算獲得當前的溫度。將當前溫度的值顯示在程序界麵。
Scratch編程大大簡化了硬件編程的複雜度，通過簡單的積木式的拚接，很方便地獲取到溫度傳感器的電壓值，經過簡單的順序結構換算成為溫度的值。在這一個過程中讓學生掌握了簡單硬件的輸入和順序結構語句，對於學生以後掌握相關的硬件知識和程序知識起到了啟蒙作用。
Scratch簡單的娛樂：巫師的魔法
一名巫師讓你選擇一盞要點亮的魔燈，你會選擇哪一個呢？學生會選藍色或者紅色，輸入1紅色燈泡被點亮，輸入2藍色燈泡被點亮。計算機語言是由數字0和1組成的，在硬件電路的數字信號也是由數字0和1組成的，簡單地運用Scratch編程，通過設置信號0或者1設置小燈的點亮。一名巫師讓學生選擇數字1或2，輸入數字1，紅燈亮，輸入數字2，藍燈亮。點亮小燈Scratch輸出信號1，小燈熄滅時Scratch硬件輸出數字0。硬件準備為：pcDuino V3，LED燈2個。
選擇結構用於判斷給定的條件，根據判斷的結果判斷某些條件，根據判斷的結果來控製程序的流程。Scratch通過獲取回答，做出判斷，給出兩條路，是紅燈亮還是藍燈亮。學生在看到Scratch程序拚接時，很容易理解選擇語句，並看到了實際效果，這樣比單純地運行程序帶來了更加具體的效果。學生在娛樂中理解了選擇語句，在操作中掌握了信號的輸出以及電平高低的設置。
將Scratch應用到生活：幸運大轉盤
這是一個大家常見的抽獎工具，當按下空格，轉盤開始旋轉，用手去觸碰觸摸傳感器，轉盤停止。硬件準備為pcDuino V3，觸摸傳感器。
在不少實際問題中有許多具有規律性的重複操作，因此在程序中就需要重複執行某些語句。一組被重複執行的語句稱之為循環體，能否繼續重複，決定循環的終止條件。循環結構是在一定條件下反複執行某段程序的流程結構，被反複執行的程序被稱為循環體。循環語句是由循環體及循環的終止條件兩部分組成的。在這個實際運用中，循環體就是轉盤的旋轉，終止條件就是觸摸傳感器輸入高電平信號。在這個實際運用的程序中讓學生掌握輸入信號的使用，被觸摸的信號為高電平。學生玩起來很開心，做完以後，一起比看誰先轉到特等獎。有的學生通過修改其角度讓轉盤旋轉變慢，進而更加容易中獎。在修改的過程中，學生已經開始理解循環體的使用，在Scratch中有兩種模式循環，一種是重複執行到，一種是如果怎樣就執行。這兩種方式正是我們編程過程中常用的兩種循環語句方式，學生不但理解了循環語句，還掌握了兩種循環的方式。
學習編程本身就是對信息的加工處理，讓信息服務於生活。學生本身就好奇心重，對於新鮮的事物充滿興趣，而且善於模仿。如果學生將Scratch編程運用到生活，可以創作出不少的新鮮事物。前一段時間我們的學生嚐試使用Scratch製作智能水杯，當水杯倒掉以後，立馬發出警報。學生在娛樂中探索，在探索中創新。通過Scratch講解三種重要的程序結構，學生有了一定的抽象思維，可以嚐試具體的實物創作。