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Maker教育的程式工具：Scratch與外部感應器

105/12/02 2081

許惠美｜佛光大學資訊應用學系

Scratch簡介

Scratch是一種程式語言，也是一個程式設計的環境，它是Mitchel Resnick率領的麻省理工學院團隊所開發，Scratch採用物件導向程式設計的概念，操作介面分成四個區塊：角色區、指令區、腳本區與舞台區(圖1)。Scratch是一個豐富的多媒體學習環境，可以整合聲音、音樂與圖片，利用物件導向程式設計的概念，設計動畫與遊戲等，在主題的發展上更為寬廣。

Scratch與外部感應器

隨著Scratch這幾年來的發展，它的擴充性逐漸增加，提供多種與硬體結合的可能性，除了Scratch官方支援的PicoBoard與LEGO WeDo外，在Scratch論壇中還介紹Arduino與Kinect等外接式硬體，這些硬體內建不同的感應器，能夠對於外在環境的變化進行偵測，或是不同的輸出裝置，增加Scratch在實體運算的可能性。這些外部裝置與Scratch專案結合併不困難，通常需要安裝硬體的驅動程序、中介程序或是寫入韌體。Scratch官方支援的PicoBoard與LEGO WeDo套件較為容易，以在Scratch 2.0版為例，在安裝驅動程式後，只要在指令區選擇「更多積木」，點選「加入擴充功能」之後，即可以選擇要連接的硬體（圖2）。

對於具有廣大使用者的Arduino，Scratch並未提供官方支援，但是可以第三方的中介程式，很容易地寫入韌體並且使用Scratch的程式區塊，目前常用的中介程式有宇宙機器人的Transformer（圖3）以及Chrome應用程式─ WFduino（圖4）均為台灣社群成員所開發的中介程式，免費提供Arduino使用者利用Scratch進行程式設計。
以下茲就可搭配Scratch程式設計的外部感應器進行簡單的介紹：

一、PicoBoard

PicoBoard屬於開放硬體，共有五種不同的感應器：按鈕、滑桿、聲音偵測器、光線偵測器與四個電阻偵測器（圖5）。

二、LEGO WeDo
LEGO WeDo屬於樂高系列產品，有兩種感應器：傾斜與距離，與一個輸出裝置：馬達。使用者可以利用積木製作造型，再利用這三種感應器製作出有趣的互動專案（圖6）。

三、Arduino
Arduino屬於開放硬體，有不同型號的開發板，可以利用擴充板（圖7）或是麵包板，以拼裝的方式與輸出、輸入模組（圖8）連接。

四、Kinect
Kinect可將身體動作精準地反映到遊戲中，Stephen Howell撰寫Kinect與Scratch的中介程式，能夠很方便地在Scratch程式中利用Kinect所回傳的身體各部位座標資訊進行程式設計（圖9）。

Scratch與外部感應器對資訊教育注入一種可能性，透過硬體與軟體的連結，讓學生能夠實作互動控制，不僅增加軟硬體的知能，更能夠提升學生在生活上的創意。

（本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫」執行團隊撰稿）

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