Scratch與機器人共融在教學中的應用與實踐
炫科技
作者：王同聚
Scratch是麻省理工學院媒體實驗室為普通公眾開發的電腦程序語言，采用圖形化編程界麵，通過類似積木的編程環境，構建互動多媒體環境。利用它可輕鬆地創建自己的互動故事、動畫、遊戲、音樂、藝術和在網絡上分享作品。中鳴E2教育機器人是由E2-RCU控製器、多種傳感器、帶編碼盤的直流減速馬達等硬件設備組成，帶觸屏功能的RCU控製器具有數據顯示、時間控製、USB通訊、藍牙通訊和WiFi通訊等功能，軟件編程支持圖形化編程和C語言代碼編程，同時也具備利用Scratch操控E2機器人積木套裝的功能，能夠讓Scratch與機器人完美融合，可以實現即時編寫程序即時運行，Scratch與機器人之間可以通過有線USB、無線藍牙或WiFi等多種方式進行連接，獲取電子傳感器信息，控製電子執行模塊，使動畫與電子模塊完美結合進行一係列的創作，實現所見即所得的教學效果。Scratch與機器人交互平台進行虛實結合，讓學生經曆“想象-創造-遊戲-分享-反思”的過程，培養學生的創新意識，為中小學創客教育開辟了一條新途徑。
Scratch與機器人硬件的配置
1.硬件設備準備
安裝Scratch需要準備電腦1台，電腦需配有USB接口、藍牙模塊和WiFi模塊；中鳴E2教育機器人積木套裝1套，由E2-RCU控製器、光電傳感器、觸碰傳感器、聲音傳感器、火焰傳感器、紅外傳感器、嗡鳴發聲器、LED燈、帶編碼盤的直流減速馬達、積木套件等硬件設備組成，帶觸屏功能的RCU控製器具有數據顯示、時間控製、USB通訊、藍牙通訊和WiFi通訊等功能。
2.Scratch2-JMD軟件平台的安裝
運行Scratch軟件平台需要Adobe AIR的支持，需要先安裝Adobe AIR。安裝包的文件名是adobeAISInstaller-15.0.0.356.exe。下載完成後雙擊安裝即可。Scratch為開源程序，經過二次開發完成的Scratch2-JMD軟件可以實現與機器人進行無縫鏈接，接下來需要下載安裝Scratch2-JMD軟件，安裝包的文件名是Scratch2-JMD-v5.01.16.exe。Windows XP係統可以直接安裝運行，而Windows7或Windows8係統安裝時需要右鍵點擊安裝包，點擊“以管理員身份”來安裝即可，軟件界麵依然保留了原Scratch 2.0版本的基本風格，有工程、舞台、角色、腳本、造型、聲音和編程區等，稍有不同的是，Scratch2-JMD軟件把原Scratch 2.0“腳本”菜單中的“更多積木”換成了“電子模塊”，軟件窗口右上角的“登入”換成了“E2-RCU”。
3.Scratch2-JMD軟件平台與E2控製器的連接
Scratch-JMD軟件平台與E2機器人控製器有三種連接方法：有線USB、藍牙和WiFi連接等。這裏以有線USB連接為例介紹Scratch-JMD軟件平台與E2機器人控製器的連接方法。
E2教育機器人積木套裝裏麵有一條USB連接線，方形的一頭連接到E2控製器，另外一頭連接電腦的USB。接著給E2控製器安裝好電池，按下“Power”按鈕。
在Scratch-JMD軟件平台菜單點擊“連接”——“E2有線固件”，點擊E2控製器觸摸屏上的“USB下載”，提示下載成功後重啟E2控製器。在Scratch-JMD軟件平台菜單中點擊“連接”——“USB HID”，再單擊E2控製器“選擇程序”運行“E2-USB”程序，Scratch-JMD軟件界麵右上角可以看到“USB已連接到E2-RCU”。至此，便完成了Scratch-JMD軟件平台與E2機器人控製器的連接，從而實現了用Scratch在線控製E2教育機器人之間進行數據傳輸的功能。運用藍牙和WiFi實現Scratch與機器人連接的操作方法與此類似，在此不再贅述。