开源软件在中学信息技术课程中的应用分析

开源软件在中学信息技术课程中的应用分析

李枝玉

贵州省盘州市第十中学 553537

摘要：一直以来，中学信息技术教学长期局限在对现有信息科学知识的应用方面，只是让学生学会如何使用软硬件来处理问题，很少会从创客教育的角度出发去培养学生的创新意识。随着各种各样图形化编程学习软件的推出，人们开始意识到编程思想对发展学生编程思维，甚至是各方面思维的重要性，因此，开源软件便走进了中学信息技术课堂。下面本文将以Mixly为例，对开源软件在中学信息技术课程中的应用进行分析。

关键词：信息科学技术；开源软件；Mixly开源软件；应用分析

一、初识Mixly

Mixly是面向创客教育普及的一个优秀的开源硬件平台，也是面向创意电子开发的免费开源图形化编程工具。这里简单介绍一下图形化编程与创客教育，中小学开设编程课程，主要是为培养学生的编程思维，以图形化方式为主；创客教育是以培养学生创新意识和创新能力为目的的一种教育，所涉及的学科范围比较广，与国外STEAM教育理念向吻合，创客教育本身也包括了图形化编程。计算机领域的专家和研究者设计了很多创客教育的开展形式，比如基于Scratch 的创意编程、基于AppInventor 的创意APP、基于Mixly 的开源设计、基于3D 打印的创意设计以及各类机器人相关课程等，我们之所以对Mixly情有独钟是因为，它是一款开源设计软件，且课程开设简单，易学易懂，能充分调动起学生的兴趣，其中经济性和生态性是Mixly应用于高中信息技术课程中的亮点。

经济性在很大程度上帮助学校解决了因资金短缺而无法在创客教育方面做过大投资的问题，Mixly低廉的价格可以让绝大多数学校和家庭负担得起，这也为学生自主设计和研制创新作品提供了便利条件。生态性是Mixly高融合性的体现，Mixly是目前公认的功能最丰富，操作最流畅的Arduino图形化编程软件，为了实现自身的可持续发展，Mixly在设计上既允许厂商开发自己的特有模块，如MakeBlock，也允许用户直接利用Mixly的图形化编程功能生成通用模块，如数码管显示。目前国内研发人员已经对图形化编程工具Scratch进行了改良，AS-Block的问世实现了软件编程与Mixly的良好交互。

二、Mixly在中学信息技术课程中的应用分析

Mixly图形化编程教学首先需要老师具备良好的编程素养和清晰的编程思维，中学信息技术课涉及到的计算机知识和信息学知识范围很广，既有硬件方面的，也有软件方面的，还有网络方面的。而图形化编程创客教育又囊括了数学、科学、工程、技术和艺术等方面的知识，所以说，Mixly图形化编程教学需要老师有着丰富的知识储备，这样学生在学习时，才不会一头雾水。

为了能够让老师和学生都能清楚地了解Mixly图形化编程的作用和功能，我们将用Walimaker-单片机和Scratch-Wedo对比着进行学习。

（图一） （图二）

上图左是用单片机搭建的《简陋的小房子》，右侧是用Walimaker软件编写的控制红、黄、绿三种颜色灯亮灭顺序的图形化程序。Walimaker是为5-14岁儿童学习图形化编程设计的一款软件，虽然功能没有Mixly那样强大，但从学习编程思维的角度看，可以当做启蒙课程去学习。

Scratch和Wedo相信大家也不会陌生，在小学创客教育中，一般会把Scratch和Wedo分开进行教学，所以Scratch给人的印象更靠近单纯意义上的变成，Wedo本身就带有图形化编程模块，但因为过于简单，往往被认为是比较低级的编程。

Scratch-Wedo这个组合既发挥了Scratch强大的编程功能，又能让人清楚地看到实物运行的真实状态。如图三和图四：

（图三） （图四）

用来连接Scratch和Wedo的设备叫做传感器版（如图五和图六），正式因为有了它，才让计算机连接物理世界成为可能。

（图五） （图六）

下面来说Mixly，与Walimaker连接单片机和Scratch连接Wedo不同，实现Mixly程序运行的物理工具是Arduino，由一个基于单片机并且开放源码的硬件平台，和一套为Arduino板编写程序的开发环境组成。

（Arduino板样图）

对于那些有Scratch基础的高中生来说，学习Mixly并不难，虽然里面的内容会有一些差别，难所用到的编程思想是一样的，况且，高中信息课程重在培养学生的创客意识和图形化编程的能力，即便是用简单的功能实现简陋的效果也是创造性发挥的表现，不必去过分在意作品的华丽和程序设计的复杂程度。通过认识和学习，学生可以在掌握基础性知识的前提下，细心观察生活，发挥自己的想象力，慢慢地学会发现问题、解决问题。

图七即是mixly的操作界面，它和我们所熟悉的scratch一样，都属于积木式图形化编程，学习起来会比较简单。入门阶段的学习建议采用范例教学法，让学生在案例中走近mixly，从案例中克服技术障碍，更有自信地面对编程学习。

（图七）

结束语：

高中信息技术教学既要保证让学生接触到各式各样的信息学知识，以及多种类应用软件，又要注意突出它们的核心思想；既要去培养学生的创新意识，又要保证他们的基本功足够扎实。对于现阶段高中信息技术教学来说，开源软件还是一个比较新的领域，需要在老师和学生的共同努力下去研究，我们应当抓住信息化教育改革这一契机，摸索出一条适合自身发展与成长的信息技术教育道路。

参考文献：

[1]范庭豪. 浅析开源软件在中学信息技术课程中的应用[C]. 北京中外软信息技术研究院.第四届世纪之星创新教育论坛论文集.北京中外软信息技术研究院:北京中外软信息技术研究院,2016:626.

[2]解利.浅析开源软件在中学信息技术课程中的应用[J].中国教育信息化,2010(08):33-35.