面向STEM的Scratch创新课程 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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周迎春 著

图书标签:

• Scratch
• STEM教育
• 编程教育
• 少儿编程
• 创新课程
• STEAM教育
• 图形化编程
• 项目式学习
• 趣味编程
• 教育科技

出版社： 人民邮电出版社

ISBN：9787115456625

版次：01

商品编码：12107991

包装：平装

开本：小16开

出版时间：2017-06-01

页数：156

正文语种：中文

编辑推荐

STEM教育课程让学生通过参加基于问题、项目和活动的学习来体验开源合作分享的创客精神，激发学生的好奇心及参与积极性，从而能有效地促进知识内化迁移和高阶思维能力的提升，是培养学生核心素养的重要途径。

内容简介

我们的小学信息技术课有一些编程模块的课程规划，如五六年级有Scratch编程的课程安排等。但是，课程的安排大多局限于让学生在计算机屏幕上操作，很少涉及工程设计的理念。从Scratch 官网上，我们可以找到Scratch 的核心思想是Imagine（想象）、Program（编程）、Share（分享），寓意利用Scratch激发儿童的想象、培养儿童的思维，并在智慧分享中共同提高。笔者认为在STEM 教育视野下信息技术课程需要变革，因此编写了本书，其中，PicoBoard互动篇、Arduino UNO R3 创新篇和整合应用实践篇等的20 多个案例让学生的编程“跳”出计算机屏幕，令趣味编程走向趣味创造，意图使Scratch 的核心思想增加“创造（Create）”这一元素。让孩子能体验整合信息技术、工程、数学等多学科知识技能解决生活中实际问题的乐趣，提升STEM 素养。
学习本书，即使不懂电脑编程，不懂单片机原理，也能模仿其中的一些案例做出很酷的东西，如“雨水感应自动收衣装置”“金鱼缸智能管家”“智能化花房管家”等案例，这些案例曾属于一些硕士论文研究的课题，现在小学高年级学生在本课程的指引下仅用2 ～ 3 课时就能攻克，如果你想获得跨学科解决问题的成功体验，就赶紧行动吧！

作者简介

周迎春，中学高级教师，江苏省优秀中小学科技辅导员，中国教育信息化创客教育研究中心特聘专家，中国教育技术协会创新教育实践委员会专家委员。多年来一直致力于小学信息技术教学及STEM教育研究，曾有《数字化学习的几种模式及需注意的问题》、《定制STEM教育课程群，多维度助力学习力培养》、《创设STEM体验空间 激发创新造物火花》等四十余篇论文在《人民教育》、《中国教育技术装备》、《中小学信息技术教育》、《中国信息技术教育》、《中国教育信息化》等杂志发表。2016年出版专著《中小学生3D建模打印教程》，2017年出版专著《面向STEM的SCRATCH创新课程》。目前正在策划编撰《ARDUINO开源机器人STEM创新课程》，努力构建平民化的STEM创新课程群，区域推进STEM教育，提升学生核心素养。

目录

第1篇 PicoBoard互动篇 1
第1课　PicoBoard开发板的安装及调试　1
第2课　PicoBoard互动之黄山日出　4
第3课　自“置”游戏控制杆A──乒乓游戏　7
第4课　自“置”游戏控制杆B──鲨鱼射击　9
第5课　自“置”游戏控制杆C──潜艇大战　14
第6课　自“置”游戏控制杆D──悟空接果　16
第7课　神奇的声控画笔　22
第8课　光控可选音乐宝盒　25
第2篇 Arduino UNO R3创新篇　30
第1课　Arduino UNO R3与S4A的安装及调试　30
第2课　传感器和输出设备的认识与安装　36
第3课　给普通电饭煲增加预约功能　45
第4课　智能感应式起落杆　50
第5课　夜间手势感应灯　56
第6课　智能化花房管家　61
第7课　智能通风温控系统　66
第8课　感应式图书翻阅模拟　72
第3篇 整合应用实践篇　80
第1课　金鱼缸智能管家　80
第2课　声控流水灯与洗头护眼发明装置　90
第3课　模拟MaKeyMaKey制作音乐楼梯　98
第4课　飞龙桥上行　105
第5课　数字式智能密码箱　110
第6课　雨水感应收衣装置　118
第4篇 教学案例篇　126
案例1　神奇的声控画笔　126
案例2　声控流水灯与洗头护眼发明装置　130
案例3　自“置”游戏控制杆D──悟空接果　137
案例4　夜间手势感应灯　144
附 录　149
附录A　本书配套硬件清单　149
附录B　配套必选器材推荐及说明　150
附录C　配套部分可选器材推荐及说明　155

面向STEM的Scratch创新课程：点燃未来的编程火种 这是一本面向STEM（科学、技术、工程、数学）领域，以Scratch可视化编程语言为核心的创新课程。本书旨在通过有趣、互动、实践的教学方法，引导青少年乃至对编程初学者，从零开始掌握编程思维，培养解决问题的能力，激发他们的科学探究精神和工程创新热情。我们相信，编程不应是枯燥的代码堆砌，而是一扇通往奇妙数字世界的钥匙，是实现创意、解决挑战的强大工具。 为何选择Scratch？ Scratch，由麻省理工学院媒体实验室Lifelong Kindergarten团队开发，是一款免费的、基于块状拖拽的编程语言。它极大地降低了编程的学习门槛，让孩子们无需记忆复杂的语法，就能通过可视化地拼接“代码积木”，轻松创建互动故事、游戏、动画，甚至简单的机器人控制程序。这种直观的学习方式，不仅能够快速建立学习者的成就感，更能让他们专注于逻辑思维和创意实现，而将精力从繁琐的细节中解放出来。 Scratch的学习过程，本身就是一次对计算思维的启蒙。学习者在设计和编写程序的过程中，需要进行： 分解（Decomposition）： 将一个复杂的问题或项目拆解成一系列更小、更易于管理的部分。 模式识别（Pattern Recognition）： 寻找不同问题或程序中的相似性，以便更有效地解决问题。 抽象（Abstraction）： 忽略不重要的细节，专注于问题的本质。 算法设计（Algorithm Design）： 设计一系列清晰的步骤来解决问题。 这些核心的计算思维能力，是未来STEM领域学习和工作必不可少的基石，更是应对飞速发展的科技时代挑战的关键。 本书的独特之处与核心理念 本书并非简单罗列Scratch的功能和语法，而是围绕“STEM创新”这一主题，精心设计了一系列富有趣味性和挑战性的项目。我们注重： 1. 深度融合STEM学科知识： 科学（Science）： 通过编写模拟物理现象（如重力、碰撞、抛物线运动）的程序，让学生在玩乐中理解科学原理。例如，模拟行星轨道运动，让学生直观感受万有引力；制作一个“天气预报”小游戏，学习风、雨、温度等概念。 技术（Technology）： 引导学生了解简单的电子元件工作原理，并通过Scratch控制一些兼容的硬件（如micro:bit、Arduino，具体内容将在书中详细展开），实现软硬件结合的创新项目。例如，制作一个基于光线感应器的“自动开灯”装置，理解传感器的工作方式。 工程（Engineering）： 鼓励学生进行设计、原型制作、测试和迭代。通过解决实际问题（如设计一个“智能交通信号灯”系统，优化交通流量；创建一个“垃圾分类机器人”的交互界面），培养学生的工程思维和创新能力。 数学（Mathematics）： 在编程过程中自然引入几何、坐标系、变量、随机数、条件判断、循环等数学概念。例如，在制作游戏时，需要计算角色移动的距离和角度；在生成艺术时，需要运用坐标和函数。 2. 强调“做中学”（Learning by Doing）： 每一章都围绕一个具体的STEM主题，提供详细的项目指导和代码示例，但更鼓励学生在老师的引导下，进行个性化的修改和创新。我们不追求“照猫画虎”，而是希望学生能够理解项目的逻辑，并在此基础上发挥自己的创意。 3. 培养解决问题的能力： 书中的项目设计，往往会预设一些“挑战”或“进阶任务”，引导学生思考如何优化程序、修复bug、增加新功能。这能够有效地训练学生的逻辑分析和问题解决能力。 4. 激发创造力与想象力： 我们相信每个孩子都有无限的创造力。本书提供的项目只是起点，鼓励学生将所学技能应用于自己感兴趣的任何领域，创造属于自己的数字作品。 5. 循序渐进的学习路径： 从最基础的Scratch操作开始，逐步引入更复杂的概念和技巧。每个章节在前一章节的基础上，不断深化和拓展，确保学习者能够稳步提升。 本书的学习内容概览（但不限于此）： 第一部分：编程初探与Scratch基础 章：认识编程，拥抱未来： 什么是编程？为什么学习编程？Scratch的魅力所在。 章：我的第一个Scratch故事： 认识Scratch界面，学习角色（Sprite）、背景（Stage）、脚本（Script）的概念，掌握事件（Events）、动作（Motion）、外观（Looks）等基本积木块，制作一个简单的动画故事。 章：让角色动起来，唱起来： 学习控制角色移动、旋转、改变造型，实现简单的动画效果。引入“控制”（Control）积木块，如“等待”（wait）、“重复”（repeat），让动画更流畅。 章：与观众互动： 学习使用“侦测”（Sensing）积木块，让角色感知鼠标、按键等输入，实现简单的交互。例如，点击角色时播放声音，按下空格键改变角色颜色。 章：声音与音乐的魔力： 探索Scratch中的声音库，学习添加、播放、控制音量，甚至用代码创作简单的旋律。 第二部分：STEM项目实践与编程思维深化 章：科学的模拟：奇妙的物理世界（一）： 重力与抛物线： 编写程序模拟小球自由落体，理解重力加速度。进一步模拟抛射体运动，观察抛物线轨迹。 碰撞检测与反弹： 学习如何检测两个角色是否发生碰撞，并实现弹回效果，如台球游戏。 章：科学的模拟：奇妙的物理世界（二）： 行星轨道： 运用坐标系和循环，模拟简单的行星绕恒星公转，感受万有引力在天体运动中的作用。 天气模拟器： 结合随机数和条件判断，创建一个简单的天气预报小游戏，模拟不同天气现象的出现。 章：技术的应用：初识传感器与执行器： 光线感应与LED灯： 结合简单硬件（如micro:bit），学习利用光线传感器判断环境亮度，并控制LED灯亮起或熄灭。 声音控制： 利用声音传感器，让Scratch角色响应声音大小的变化。 章：工程的挑战：设计与建造： 智能交通灯： 设计一个交通信号灯系统，模拟真实交通状况，学习使用定时器和条件判断优化交通流量。 虚拟游乐园设计： 让学生设计一个虚拟游乐园，包括过山车、摩天轮等，学习运用坐标、速度和动画效果。 章：数学的趣味：图形、坐标与算法： 绘制几何图形： 利用“画笔”（Pen）积木块，绘制各种几何图形，如正方形、圆形、星形，理解坐标系和角度的概念。 生成艺术： 探索如何利用随机数、循环和变换，创作出富有艺术感的随机图案。 简单的排序算法演示： 通过可视化演示，让学生初步理解如冒泡排序等简单算法的工作原理。 第三部分：创新项目拓展与编程进阶 章：游戏设计大师：从构思到实现： 经典游戏重现： 引导学生模仿制作经典的街机游戏，如“吃豆人”、“打砖块”，深入学习游戏逻辑、得分系统、关卡设计。 创意游戏开发： 鼓励学生构思并实现自己的原创游戏。 章：互动故事与动画短片： 多角色协作： 学习如何让多个角色同时行动，并进行信息交流，制作更复杂的故事。 叙事技巧： 引导学生学习如何通过对话、场景变化、镜头运用等方式，讲好一个故事。 章：Scratch与现实世界的连接（进阶）： 遥控与感知： 探索Scratch与外部硬件（如Arduino、树莓派，通过特定插件或平台）的连接方式，实现更复杂的物理世界交互。例如，制作一个可以通过遥控器控制的小车。 数据收集与分析： 学习如何通过Scratch收集虚拟实验产生的数据，并进行简单的可视化分析。 本书适合谁？ 对编程充满好奇的青少年： 无论是否接触过编程，本书都能提供一个有趣且易于上手的起点。 中小学教师： 为STEM教育提供一套行之有效的教学方案和丰富的项目资源。 对STEM领域感兴趣的家长： 希望引导孩子提前接触和学习科学、技术、工程、数学知识的家长。 任何想要开启编程之旅的初学者： 无论年龄，只要愿意学习，都能在本书中找到乐趣和收获。 本书的价值所在： 点燃兴趣的火种： 将枯燥的知识转化为生动有趣的项目，让学习者在玩乐中爱上编程。 构建坚实的思维基础： 培养计算思维和解决问题的能力，为未来的学习和职业生涯打下坚实基础。 激发无限的创造力： 鼓励学生勇于尝试，将想法变为现实，培养创新精神。 理解STEM学科的内在联系： 通过实际操作，让学生更深刻地理解科学、技术、工程、数学之间的相互关联和应用。 赋能数字时代的未来公民： 在一个日益数字化的世界里，编程技能将成为一项重要的核心素养。 拿起本书，让我们一起踏上这场充满惊喜的Scratch创新之旅，为孩子们的未来播下智慧的种子，点燃他们探索世界的激情！

评分☆☆☆☆☆

这是一本真正能够点燃孩子创造火花的优秀读物。它没有将Scratch仅仅定位为一个简单的编程工具，而是将其作为连接孩子与STEM世界的桥梁。我特别欣赏书中对于“工程思维与设计流程”的引导。它不是让孩子们被动地接受指令，而是鼓励他们主动思考，将自己的想法转化为实际的Scratch项目。比如，书中关于“搭建一个简易的机器人导航系统”的案例，作者不是直接给出代码，而是引导孩子们思考：机器人需要接收哪些指令？如何让它避开障碍物？如何让它按照设定的路线前进？孩子们需要在Scratch中设计各种判断和控制逻辑，这个过程本身就是一次完整的工程设计。他们需要反复尝试、调试，最终完成自己的作品。这种自主解决问题的能力，是任何课外班都难以比拟的。而且，书中还提供了一些关于“人机交互设计”的思路，比如如何让Scratch项目更易于操作，如何设计更友好的用户界面。这不仅仅是编程，更是对用户体验的初步探索，这在未来的科技发展中至关重要。我看到这本书的插图和排版都非常吸引人，配色活泼，内容讲解清晰易懂，非常适合小学生阅读。它成功地将枯燥的STEM知识，转化为一场充满乐趣的探险，让孩子们在游戏中找到学习的动力。

评分☆☆☆☆☆

初次翻开这本书，我惊喜地发现它并非一本硬邦邦的技术手册，而更像是一本充满奇思妙想的创意指南。作者并非直接教授孩子们如何成为编程高手，而是通过Scratch这个极具包容性和趣味性的平台，引导他们去探索和创造。我尤其被书中关于“生命科学的模拟与可视化”的章节所打动。它没有直接罗列复杂的生物学名词，而是通过引导孩子们设计一个能够模拟细胞分裂过程的Scratch项目，让他们直观地理解细胞增殖的原理。孩子们需要思考如何让细胞“复制”自己，如何控制分裂的次数和速度，甚至可以为不同阶段的细胞设计不同的外观。这种可视化和互动性的学习方式，比教科书上的文字描述要生动得多，也更容易让孩子们理解生命的奥秘。再比如，书中关于“物理世界中的力与运动”的章节，作者不是简单地讲解牛顿定律，而是鼓励孩子们用Scratch搭建一个能够模拟弹弓射击小球的游戏。孩子们需要考虑初速度、角度、重力等因素，并通过编程来控制小球的运动轨迹。在这个过程中，他们不仅体验到了编程的乐趣，更深刻地理解了物理学的基本原理。我个人认为，这本书最出色的地方在于它能够将复杂的STEM概念“去数学化”，以一种孩子能够理解和接受的方式呈现出来，让他们在玩耍和创造中，不知不觉地爱上STEM。

评分☆☆☆☆☆

这本书就像一把开启孩子们对科学、技术、工程和数学（STEM）世界好奇心的大门，但它并没有止步于简单的知识介绍。我特别欣赏作者在书中融入的那些极具启发性的项目设计，它们不像传统的枯燥习题，而是将抽象的STEM概念巧妙地转化为孩子们能够亲手操作、观察和体验的生动游戏。举个例子，书中关于“机械臂的运动原理”那部分，作者不是直接抛出复杂的物理公式，而是引导孩子们通过Scratch编程，一步步搭建一个可以抓取的机械臂模型。孩子们需要思考如何控制伺服电机，如何让机械臂按照预设的路径移动，在这个过程中，他们不仅理解了力的传递和角度控制，更体验到了从设计到实现的乐趣。这种“做中学”的方式，真正让孩子们在玩乐中掌握了关键的STEM知识点，而不仅仅是死记硬背。而且，书中的案例都非常贴近生活，比如如何利用编程控制一个简单的交通信号灯，或者如何设计一个能够根据光线强度自动调节亮度的灯具。这些项目不仅能激发孩子们的学习兴趣，更能让他们看到STEM知识在现实世界中的应用价值，培养他们解决实际问题的能力。我甚至看到一些家长分享说，他们的孩子在学习了书中的一些小游戏后，开始主动去观察家里的电器是如何工作的，甚至尝试着去改进一些小家电的设计，这种自发性的求知欲和创造力，正是这本书最宝贵的价值所在。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的印象是，它不是在教孩子们“学”STEM，而是在引导他们“玩”STEM。作者巧妙地利用Scratch的直观性和易操作性，将复杂的科学、技术、工程和数学概念变得触手可及。我尤其喜欢书中关于“数据可视化与模式识别”的部分。它没有直接引入统计学的专业术语，而是引导孩子们用Scratch来收集和分析一些简单的数据，比如记录一天中不同时间的温度变化，然后用Scratch制作一个能够将这些数据可视化呈现出来的图表。孩子们可以设计不同的图表类型，比如柱状图、折线图，并且可以根据自己的喜好来调整颜色和样式。在这个过程中，他们不仅理解了数据的意义，更学会了如何从数据中发现规律。再比如，书中关于“基础电路与逻辑门”的介绍，作者不是直接给出电路图，而是引导孩子们用Scratch模拟一个简单的“灯光控制系统”，通过不同的输入（比如按钮的按下与否）来控制灯的亮灭，这实际上就是在让他们接触最基础的逻辑门概念。这本书真正做到了寓教于乐，让孩子们在享受编程带来的成就感的同时，也潜移默化地吸收了STEM的精髓，为他们未来的学习打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

这本《面向STEM的Scratch创新课程》是一本令人耳目一新的著作，它不仅仅是一本关于Scratch编程的书，更是对如何激发青少年STEM兴趣和创造力的一次深度探索。作者以一种非常独特且富有启发性的方式，将原本可能显得枯燥的STEM知识，融入到Scratch的编程实践中。我非常欣赏书中对于“算法思维与问题分解”的讲解，它不是简单地教授编程语法，而是引导孩子们学会如何将一个复杂的问题，分解成一系列更小的、可管理的步骤，并用Scratch来实现。比如，书中关于“设计一个智能小游戏的AI对手”的案例，作者并没有直接给出AI的算法，而是引导孩子们思考：AI需要具备哪些行为？它如何做出决策？它需要判断哪些条件？孩子们需要将这些思考过程转化为Scratch的逻辑代码，这个过程对培养他们的逻辑思维和解决问题的能力非常有益。此外，书中还涉及了一些关于“天文学的探索与模拟”，孩子们可以通过Scratch来模拟行星的运行轨道，观察星座的运动，甚至可以设计一个简单的星空观测APP。这种将抽象的科学概念转化为可视化、可交互的项目，极大地激发了孩子们对宇宙的好奇心和探索欲。这本书的语言风格轻松活泼，配图精美，非常符合青少年的阅读习惯，我相信任何一个对STEM感兴趣的孩子，都会在这本书中找到属于自己的乐趣和灵感。

评分☆☆☆☆☆

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评分☆☆☆☆☆

等暑假孩子研究研究。质量挺好，包装完整，物流也快，非常满意

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还没看，希望内容有趣，指导下小孩学习

评分☆☆☆☆☆

jd买的划算，服务好，快递快，有啥不满意的。坑也多啊哈哈哈。支持jd。

评分☆☆☆☆☆

作为python入门书，非常适合零基础学习使用，讲解详细，配合其他网上教程能起到互补的作用。

评分☆☆☆☆☆

送货速度很快，东西还不错。

评分☆☆☆☆☆

中间有点折痕，还行