劉金鵬

“我想讓一盞燈伴隨著我的心情而改變顏色”“我想制作一個(gè)能夠自動(dòng)凈化室內(nèi)空氣的凈化器”“我想做一個(gè)能夠飛上天的東西”……這些兒時(shí)的夢(mèng)想不必等到“以后”再去實(shí)現(xiàn)，讓我們現(xiàn)在就去做點(diǎn)什么。為什么不呢？

這是北京景山學(xué)校吳俊杰老師在為我們團(tuán)隊(duì)之前出版的教材《邊玩邊學(xué)Scratch》序言中寫(xiě)過(guò)的一段話(huà)?，F(xiàn)在回頭看看，吳老師的很多想法在如今的創(chuàng)客眼里早已不再那么遙不可及。2016年4月底在海口市華僑中學(xué)舉行的全國(guó)中小學(xué)生首屆校園創(chuàng)客作品大賽中，許多學(xué)生創(chuàng)作的創(chuàng)客作品讓我們大吃一驚，學(xué)生的創(chuàng)造力和想象力出乎我們的意料。

在本次活動(dòng)中，我?；诩埡薪Y(jié)構(gòu)的兩件創(chuàng)客作品得到了與會(huì)大眾評(píng)委的認(rèn)可和喜愛(ài)。這種“似乎每個(gè)人都可以玩起來(lái)”的尋常材質(zhì)，低成本、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、綠色環(huán)保的創(chuàng)客作品（如圖1），因其“接地氣”的天然屬性，無(wú)論在學(xué)校還是在家庭都受到了歡迎和認(rèn)可，使創(chuàng)客教育“落入尋常百姓家”真正成為一種現(xiàn)實(shí)和可能。

“造物”和“分享”是創(chuàng)客教育的兩大典型特征?；谛畔⒓夹g(shù)的“造物”，一般由電路、編程、外形結(jié)構(gòu)件三部分組成。其中，結(jié)構(gòu)件是創(chuàng)客作品最有“面子”，也最能“吸引眼球”的部分。在創(chuàng)客作品創(chuàng)作中，雖然亞克力、鋁合金、木板等材料作為結(jié)構(gòu)件相對(duì)結(jié)實(shí)耐用，但對(duì)中小學(xué)生而言，加工起來(lái)難度較大，而且有些工序還有一定的危險(xiǎn)性，一般學(xué)校也不具備相應(yīng)的加工設(shè)備。紙盒，則是一種更為常見(jiàn)的加工材料。每個(gè)家庭都或多或少有一些廢舊的包裝盒，即使學(xué)校專(zhuān)門(mén)去買(mǎi)一批回來(lái)作為材料使用也不會(huì)太貴。更為重要的是，紙盒的材質(zhì)非常適合在其表面“穿針引線(xiàn)”搭建電路，這就為以“數(shù)字電路”為基礎(chǔ)的創(chuàng)客作品提供了豐盛適宜的創(chuàng)作土壤。另外，紙盒除了價(jià)格低廉、綠色環(huán)保以外，非常適合學(xué)生在上面用彩筆隨意涂鴉，完成自己的個(gè)性化作品。

圖2所示的就是以紙盒作為結(jié)構(gòu)的創(chuàng)客作品。它采用飛機(jī)盒做結(jié)構(gòu)件外形，將超聲波傳感器、雙色LED、蜂鳴器等元器件用熱熔膠固定在紙盒上，開(kāi)孔走線(xiàn)的地方可以使用專(zhuān)用打孔器，或是一端比較尖銳的東西（如杜邦線(xiàn)針頭、牙簽、細(xì)螺絲刀等）來(lái)完成打孔工作。最后，在盒子正面用相應(yīng)顏色畫(huà)上可愛(ài)的卡通造型、寫(xiě)上作品名稱(chēng)及作者姓名，經(jīng)過(guò)編程及調(diào)試后，一件個(gè)性化十足的創(chuàng)客作品就誕生了。

那么，基于紙盒結(jié)構(gòu)的創(chuàng)客作品，其具體的制作過(guò)程是怎樣的呢？下面，以我校開(kāi)展過(guò)的三類(lèi)創(chuàng)客作品為例來(lái)說(shuō)明。

會(huì)發(fā)光的盒子

制作“會(huì)發(fā)光的盒子”創(chuàng)客作品的基本思路是用LED發(fā)光二極管充當(dāng)光源，在紙盒表面用彩筆、橡皮泥或各色卡紙裝飾出各種效果，再在裝飾圖案上合適的地方加上LED光源，并用按鈕控制，即可實(shí)現(xiàn)一些神奇的效果（如圖3）。其作品一般的制作流程如下。

1.盒子可采用T1或T2型飛機(jī)紙盒（這種類(lèi)型的紙盒軟硬適中，也比較方便翻開(kāi)盒蓋去布線(xiàn)。如果是買(mǎi)來(lái)的飛機(jī)盒，一般是裁剪好形狀的一張平面瓦楞紙，可以讓學(xué)生自己動(dòng)手，以完成折疊成型的整個(gè)過(guò)程）。如果家里有廢舊產(chǎn)品包裝飛機(jī)盒也是可以的，不過(guò)最好先在盒子外貼一層彩色紙，覆蓋原有商標(biāo)文字等信息，方便后期制作個(gè)性化圖案。

2. 在盒子內(nèi)部用7芯銅導(dǎo)線(xiàn)把LED燈、按鍵和紐扣電池等連接起來(lái)，建議事先在盒子里畫(huà)好電路連接示意圖。

3. 用LED引腳針頭在盒子正面打兩個(gè)小孔，把LED燈頭向外穿過(guò)小孔固定下來(lái)（把盒子正面適當(dāng)位置掏空并覆蓋透光膜，也可以把LED燈隱藏在盒子里面，這樣發(fā)出的光會(huì)有一種比較朦朧的效果）。

4. 用同樣的方法把按鍵在盒子的側(cè)面固定下來(lái)。

5. 根據(jù)電路示意圖把它們和盒子里隱藏的紐扣電池連接到一起。

6. 按下按鈕，試一下，如果不亮，檢查電路連接有無(wú)錯(cuò)誤或LED小燈泡是不是壞了。

7. LED小燈泡最好都用同一種型號(hào)的，否則有可能會(huì)出現(xiàn)不同時(shí)點(diǎn)亮的現(xiàn)象。按鍵根據(jù)實(shí)際情況可以選擇帶自鎖功能的按鍵（就是按一下連通，再按一下則斷開(kāi)），這樣就不用長(zhǎng)時(shí)間按在上面了。

坐姿提醒儀

坐姿提醒儀的設(shè)計(jì)初衷是，通過(guò)燈光和聲音報(bào)警等提醒人們?cè)谑褂秒娔X或書(shū)本閱讀時(shí)不要距離太近，以免給身體健康帶來(lái)隱患。作品采用超聲波傳感器來(lái)探測(cè)距離；雙色LED（紅、綠）來(lái)給出燈光提示；蜂鳴器給出聲音提示。作品在啟用后，如果使用者身體離盒子距離小于程序設(shè)定的范圍，則LED燈從綠燈變?yōu)榧t燈，同時(shí)蜂鳴器發(fā)出刺耳的報(bào)警聲；而當(dāng)距離超過(guò)程序設(shè)定的范圍時(shí)，即使用者距離盒子較遠(yuǎn)時(shí)，則LED燈由紅燈變?yōu)榫G燈，同時(shí)蜂鳴器不再發(fā)出聲音，表示安全的距離。作品簡(jiǎn)單制作流程如下。

1. 選擇一只250mm×200mm

×50mm的飛機(jī)盒作為結(jié)構(gòu)件，在盒子正面用鉛筆描出超聲波傳感器和蜂鳴器安裝孔位置及大小，然后用細(xì)十字螺絲刀或牙簽沿著畫(huà)好的邊緣扎出一個(gè)圓形，連點(diǎn)成線(xiàn)后用力擠壓掉圓形中間部分，安裝孔就制作完成了。

2. 把超聲波傳感器和蜂鳴器從盒子里面頭部朝外擠出來(lái)，連接好相應(yīng)數(shù)據(jù)線(xiàn)后用熱熔膠固定。

3. 在盒子的正上方用LED針腳扎三個(gè)小洞，把雙色LED頭朝外插好，在盒子里面連接好數(shù)據(jù)線(xiàn)后也用熱熔膠固定一下，防止松脫。

4. 選擇一塊Arduino UNO板，依次將超聲波傳感器、蜂鳴器、雙色LED與其對(duì)應(yīng)端口連接好。

5. 用Mixly等軟件編寫(xiě)能實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖的程序代碼并調(diào)試修改后上傳Arduino板。

6. 用干電池給Arduino板供電，并把板子及帶開(kāi)關(guān)電池盒用強(qiáng)力膠帶（或強(qiáng)力雙面膠）固定在盒子里面。

7. 在盒子正面用彩色水筆畫(huà)上小黃人卡通圖案并寫(xiě)上作品名稱(chēng)及作者姓名等信息。至此，一個(gè)基于紙盒的創(chuàng)客作品就完成了（如圖2）。

紙盒小車(chē)

每個(gè)小朋友都希望擁有一輛屬于自己的小車(chē)。如果這輛小車(chē)還是自己親自動(dòng)手制作的智能小車(chē)，那種成就感和喜悅感遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是超市里買(mǎi)來(lái)的玩具類(lèi)產(chǎn)品可以相比的。利用我們身邊隨處可見(jiàn)的產(chǎn)品包裝紙盒，再加上帶馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的Arduino板及一些簡(jiǎn)單的傳感器，就可以做出一個(gè)類(lèi)似家里的掃地機(jī)器人那樣的超酷智能避障小車(chē)（如圖4）。那么，在制作中有哪些需要注意的地方呢？

1. 紙盒作為機(jī)器人小車(chē)車(chē)體的主要部分，注意要選取那些質(zhì)量比較好、相對(duì)硬度比較高的飛機(jī)盒，否則在固定輪胎或打洞時(shí)可能會(huì)發(fā)生變形，影響小車(chē)美觀和效果。

2. 小車(chē)底盤(pán)可采用兩只TT馬達(dá)和一只萬(wàn)向輪，安裝方便，價(jià)格也相對(duì)比較實(shí)惠。安裝TT馬達(dá)時(shí)，要先在盒子兩邊內(nèi)側(cè)相對(duì)靠后的位置確定好兩個(gè)馬達(dá)轉(zhuǎn)軸的位置，并用鉛筆做好標(biāo)記（兩只馬達(dá)位置相對(duì)稱(chēng)，轉(zhuǎn)軸朝向指向盒子外側(cè)）。如果手頭有合適的打孔器，可直接用來(lái)開(kāi)孔，也可以用小號(hào)螺絲刀先開(kāi)個(gè)小孔，再用大號(hào)螺絲刀在孔中不斷旋轉(zhuǎn)以放大開(kāi)孔直徑，直到馬達(dá)轉(zhuǎn)軸可在開(kāi)孔中自由旋轉(zhuǎn)。

3. 根據(jù)兩只電機(jī)上的安裝孔尺寸，直接在盒子側(cè)面用小號(hào)螺絲刀開(kāi)孔，并通過(guò)擰緊螺絲固定兩只馬達(dá)。用同樣的方法在盒底正前方用螺絲固定好萬(wàn)向輪，然后給兩只固定好的馬達(dá)套上輪胎。

4. 在盒子正前方安裝好超聲波傳感器及五個(gè)紅色的LED小燈泡，使其呈半弧形分布并引出數(shù)據(jù)線(xiàn)，模仿小車(chē)的眼睛和嘴巴（也可以自己個(gè)性化設(shè)計(jì)）。

5. 小車(chē)的供電可以采用干電池或鋰電池，把用到的電池用強(qiáng)力雙面膠固定在盒子里面中間稍靠前的位置，以保持小車(chē)運(yùn)動(dòng)時(shí)的平衡性。

6. 帶馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的Arduino板可以根據(jù)實(shí)際情況固定在盒子內(nèi)部（小車(chē)外觀相對(duì)簡(jiǎn)潔）或是盒子的頂部（比較方便連接USB數(shù)據(jù)線(xiàn)調(diào)試程序），并把馬達(dá)電源線(xiàn)、超聲波傳感器數(shù)據(jù)線(xiàn)、LED數(shù)據(jù)線(xiàn)等連接到Arduino板相應(yīng)接口上。

7. 用Mixly等軟件編寫(xiě)能實(shí)現(xiàn)小車(chē)避障（同時(shí)LED燈閃爍）的程序代碼并調(diào)試修改后上傳Arduino板。

在制作這些創(chuàng)客作品的過(guò)程中，學(xué)生要經(jīng)歷思考、設(shè)計(jì)、動(dòng)手、調(diào)試、修改、分享等過(guò)程，對(duì)學(xué)生的鍛煉價(jià)值極大，學(xué)生在學(xué)以致用的同時(shí)收獲了滿(mǎn)滿(mǎn)的自信。通過(guò)這些以紙盒為載體充滿(mǎn)生命力的作品，你仿佛能看到創(chuàng)作者的思想和靈魂在其中閃耀。

利用小小紙盒來(lái)設(shè)計(jì)創(chuàng)客課程，簡(jiǎn)單易學(xué)，非常適合學(xué)生利用家里的現(xiàn)有材料來(lái)完成創(chuàng)客作品，實(shí)現(xiàn)他們豐富多樣的創(chuàng)意，放飛學(xué)生的大大夢(mèng)想。尤為重要的是，它讓普通人家的孩子可以在學(xué)校、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)、家庭等任何場(chǎng)所里完成創(chuàng)客作品制作。只要你想，隨時(shí)都可以，而不會(huì)受到場(chǎng)地和器材的約束。

在這樣一個(gè)人人都可以成為創(chuàng)客的時(shí)代，你還在等什么？

從今天起，我要做一個(gè)創(chuàng)客，面朝大海，春暖花開(kāi)。

（作者單位：浙江義烏市群星外國(guó)語(yǔ)學(xué)校）