编程教学用指令板的制作方法

本实用新型涉及辅助教学设备领域，具体涉及一种能够实现人-机对话的编程教学用控制指令板。

背景技术：

随着信息技术的发展，“编程”正在朝着“大众化”和“低龄化”的趋势不断发展，在很多欧美国家，编程课程已被设定在小学一年级，研究探索的启蒙教育已深入到幼儿园。

越来越多我们曾经认为只能出现在科幻电影中的技术和产品，现已成为我们的日常用品，如智能机器人已经成了孩子们的玩具。这导致深度接触智能技术和智能产品的群体越来越低龄化，很多四五岁的孩子已经可以熟练操作一些智能玩具或者计算机程序，他们其实已具备了学习编程的基础条件。

编程教育的核心目标应该是培养学生的计算思维，以此锻炼学生的创新能力。编程教育可以训练学生提出问题、解决问题的能力，与传统教育模式进行有效的互补，通过具体的实践活动，激发和培养学生的创造力，逐步解决我国创新能力不足的问题。加快普及青少年编程教育、建立良性生态环境，从而让孩子掌握一门与未来世界沟通的语言、培养孩子的计算思维和创新能力，需要教育主管部门、学校、科研机构、培训机构等社会各界共同努力，在实践中不断探索。

编程诞生的最初，是要将人类从重复繁冗的劳动中解脱出来，它的角色和功能始终是工具，帮助人们解决问题，这也决定了它的应用方向不会脱离人类活动。“孩子几岁可以学习编程”是很多的家长和幼儿教育机构都在关心的问题。对于幼儿园的孩子们来说，他们无法理解诸如“算法、逻辑、循环”等计算机专业名词。因此，为了解决让孩子理解“计算机编程”的概念，我们着眼于用孩子熟悉的方式方法，用类似玩具的教学具来帮助孩子理解和表达算法和简单逻辑。

由于上述原因，本实用新型设计提出一种用于诠释计算机算法的可以实现操作控制的控制指令板。

技术实现要素：

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，设计出一种控制指令板，该控制指令板能够将活动指令化，再将指令信息化。先对每个指令进行编码，制成带有动作编码信息且图案不同的nfc指令贴，后将这种“智能化贴纸”粘贴于不同形状的指令块上，通过将指令块以不同顺序排列在基板上进行操作，可以直观地在电脑软件中看到执行结果，便于低龄儿童简单易懂地了解编程的表达算法和简单逻辑，从而完成本实用新型。

具体来说，本实用新型的目的在于提供以一种控制指令板，其特征在于，该控制基板包括基板1和在该基板1侧方设置的扩展板2，在该基板1上设置有可拆卸的指令块3；

在所述指令块3上设置有nfc芯片；

在所述基板1上设有凹槽13，所述指令块3设置于凹槽13中，

在所述基板1上设置有调节按钮11和液晶显示屏12。

所述基板1包括多个功能单元，优选所述功能单元包括收集单元、感应单元、发射单元，

所述感应单元位于凹槽底部，通过所述感应单元感应并识别其上方的nfc芯片，基板

所述调节按钮11位于液晶显示屏12两侧，调节按钮11与基板1中收集单元相连。

所述基板1上还设置指示灯14，指示灯14与感应单元相连。

所述基板1的侧面设置有连接触点16和磁铁17；

所述连接触点16包括电源触点161和通讯触点162，电源触点161连接基板1和扩展板2的电源系统，通讯触点162使得基板1和扩展板2信号相连；

通过磁铁17和扩展板磁铁27的吸附作用使得所述扩展板2贴紧基板1。

通过所述收集单元收集并存储感应单元识别到的nfc信息，通过发射单元将收集单元所收集的信息传出；

该控制基板还包括发送按钮15，所述发射单元与所述发送按钮15相连。

所述扩展板2可以有一个或多个，多个扩展板2可拼接，优选每个扩展板2设置有扩展板调节按钮21、扩展板液晶显示屏22、扩展板指示灯24、扩展板连接触点26和扩展板磁铁27；

在所述扩展板2上还设置有扩展板凹槽23，扩展板感应单元位于扩展板凹槽底部，通过所述扩展板感应单元感应其上方的nfc芯片；

所述指令块3可拆卸地安装在所述扩展板凹槽中。

所述连接触点16为相对于基板1侧面向外凸出的可伸缩触点，通过磁铁17和扩展板磁铁27之间的磁力作用使得连接触点16与扩展板连接触点26彼此贴紧，从而将扩展板2中收集的信号传至基板1的收集单元。

所述指令块3包括贴纸，在贴纸的正面，设置有与指令一一对应的简化图案，在贴纸的反面设置有带有动作编码信息的nfc芯片。

所述指令块3一侧设置凹槽31，另一侧设置凸起32，凸起可以嵌入凹槽。

本实用新型所具有的有益效果包括：

(1)根据本实用新型提供的控制指令板，用立体实物来诠释计算机概念中“算法、指令和人机对话”的概念。

(2)根据本实用新型提供的控制指令板能够解决幼儿在编程学习过程中教学具尚属空白的问题。

(3)根据本实用新型提供的控制指令板附带有独特形状的指令块，并以立体实物形式呈现，便于低龄儿童实操理解人-机对话模式。

(4)根据本实用新型提供的控制指令板，可以根据指令块3不同的摆放顺序确定虚拟人物起床的一系列动作指令，并直观地在电脑软件中看到执行结果，便于低龄儿童简单易懂地了解编程的表达算法和简单逻辑。

附图说明

图1示出根据本实用新型一种优选实施方式的基板外部轮廓的结构示意图；

图2示出根据本实用新型一种优选实施方式的基板放置指令块后侧截面的结构示意图；

图3示出根据本实用新型一种优选实施方式的基板与扩展板在连接状态下放置指令块的结构示意图；

图4示出根据本实用新型一种优选实施方式的指令块的结构示意图。

附图标号说明：

1-基板

11-调节按钮

12-液晶显示屏

13-凹槽

14-指示灯

15-发送按钮

16-连接触点

161-电源触点

162-通讯触点

17-磁铁

2-扩展板

21-扩展板调节按钮

22-扩展板液晶显示屏

23-扩展板凹槽

24-扩展板指示灯

26-扩展板连接触点

27-扩展板磁铁

3-指令块

31-指令块凹槽

32-指令块凸起

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本实用新型进一步详细说明。通过这些说明，本实用新型的特点和优点将变得更为清楚明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

根据本实用新型提供的控制指令板，如图1、图2、图3和图4中所示，该控制指令板包括内含电路模块的基板1，在该基板1侧方设置有可拼接的扩展板2，在该基板1上设置有可拆卸的指令块3。

在一个优选的实施方式中，所述电路模块包括收集单元、感应单元、发射单元。

所述基板1为长方体结构，在基板1上设置有调节按钮11和液晶显示屏12，调节按钮11与基板1中收集单元相连，控制指令实施次数，并通过液晶显示屏12进行直观显示。

优选地，所述调节按钮11位于液晶显示屏12的两侧，一侧为增加键，一侧为减少键，可在液晶显示屏12上显示对应的数字变化。当按动增加键时，数字增加1，按动减少键时，数字减少1，通过调节按钮11可根据所需执行程序的次数调节液晶显示屏12上的数字。

所述调节按钮11两侧两个为一组，每组调节按钮11与一个感应单元相对应，控制每组调节按钮11中间的液晶显示屏12。

所述液晶显示屏12与发射单元相连，通过发送命令，将液晶显示屏12上显示的执行次数发送给计算机系统的接收模块，执行设定好的程序。

优选地，所述基板1上设有凹槽13，感应单元位于凹槽底部，通过所述感应单元感应其上方的nfc芯片。

优选地，所述凹槽13宽度与指令块3宽度恰好吻合，可以很好地在基板1上固定指令块3，不会产生位移或滑动。

所述扩展板2与基板1同为长方体结构，内含感应单元。

所述扩展板2上设置有扩展板调节按钮21和扩展板液晶显示屏22，扩展板调节按钮21与基板1中收集单元相连，控制指令实施次数，并通过液晶显示屏22进行直观显示。

优选地，所述扩展板调节按钮21位于扩展板液晶显示屏22的两侧，一侧为增加键，一侧为减少键，可在扩展板液晶显示屏22上显示对应的数字变化。

当按动增加键时，数字增加1，按动减少键时，数字减少1，通过调节按钮11可根据所需执行程序的次数调节液晶显示屏12上的数字。

所述扩展板调节按钮21两侧两个为一组，每组扩展板调节按钮21与一个感应单元相对应，控制每组扩展板调节按钮21中间的扩展板液晶显示屏22。

所述调节按钮11和扩展板调节按钮21都为多个，且每组之间的控制互不干扰。

所述扩展板液晶显示屏22与基板1上的收集单元相连，通过通讯触点162实现信号相连。

当收集单元接收到液晶显示屏12和扩展板液晶显示屏22的执行次数后，依据从左至右的原则依次进行存储，通过发射单元发射后，计算机软件依次执行。

优选地，所述扩展板2上设有扩展板凹槽23，感应单元位于凹槽底部，通过所述感应单元感应其上方的nfc芯片。

更优选地，所述扩展板凹槽23宽度与指令块3宽度恰好吻合，可以很好地在扩展板2上固定指令块3，不会产生位移或滑动。

所述扩展板凹槽23与基板上的凹槽13联通，且可以完全对接。

所述扩展板2上还设置有扩展板指示灯24。

其中，扩展板指示灯24与感应单元相连，且与感应单元一一对应，当有含有nfc编码信息的指令块3在感应单元上方时，所对应的指示灯亮起；指令块3摆放不正确或nfc芯片失效时，指示灯则不亮，由此可以判断指令块3与扩展板2是否接触良好。

所述扩展板2上还设置有扩展板连接触点26和扩展板磁铁27，连接触点26也分为电源触点和通讯触点。

通过扩展板连接触点26使得扩展板2与基板1的电源和信号相连。

所述连接触点16为相对于扩展板2侧面向外凸出的可伸缩触点，通过磁铁17和扩展板磁铁27之间的磁力作用使得连接触点16的扩展板连接触点26彼此贴紧。

所述扩展板2可为一个或多个，当有多个扩展板拼接时，通过扩展板连接触点26将扩展板2中感应单元所识别到的nfc编码信息传输至基板1的收集单元。

所述指令块3底部还设置有nfc芯片，通过带有nfc编码信息的指令贴与感应单元识别使得感应单元识别指令块中编码好的指令，传入计算机软件中进行显示。

优选地，所述指令块3上设置有贴纸，并将nfc芯片设置在贴纸上。

更优选地，在贴纸的正面，有与动作指令一一对应的简化图案，在贴纸的反面设置有带有动作编码信息的nfc芯片。

例如，贴纸正面为倒水图案，所对应的nfc芯片即编码虚拟人物倒水的程序，继而电脑程序上显示虚拟人物倒水的动画效果；若贴纸正面为挤牙膏的图案，所对应的nfc芯片即编码虚拟人物挤牙膏的程序，继而电脑程序上显示虚拟人物挤牙膏的动画效果。

当以不同顺序将指令块3放入基板1和扩展板2的凹槽13和扩展板凹槽23中时，感应单元识别正上方所对应的nfc芯片，将信息传入收集单元，收集单元同时收集调节按钮11和扩展板调节按钮21所设置的执行次数。

收集单元依照从左至右顺序，依次收集所需执行的命令和次数，通过发射单元发送给电脑软件。

由此可以根据指令块3不同的摆放顺序确定虚拟人物起床的一系列动作指令，并直观地在电脑软件中看到执行结果，便于低龄儿童简单易懂地了解编程的表达算法和简单逻辑。

在一个优选的实施方式中，所述指令块3的长边一侧设置凹槽31，另一侧设置凸起32，宽边宽度与基板1中的凹槽13宽度吻合，可以恰好卡在凹槽中央。

所述指令块3的凹槽31和凸起32可以相互拼接，使得每个指令块之间可以稳固连接，不会出现滑动脱落现象。

在一个优选的实施方式中，可以将指令块3的起始和结束设置成圆弧等其他形状，代表程序的开始和结束，便于低龄儿童更为直观地认识编程程序。

所述收集单元用于收集存储信息，可以选用stm32f103c8t6型号的存储芯片。

所述发射单元用于无线发射已经存储的信息，可以选用nrf24l01型号的无线发射芯片或者bc417型号的蓝牙芯片。

所述感应单元用于感应和识别信息，可以选用mfrc522型号的近场通信读取芯片。

所述nfc芯片用于存储预先编辑好的操作指令，可以选用mifare1ics70型号的指令贴纸芯片。

以上结合了优选的实施方式对本实用新型进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本实用新型进行多种替换和改进，这些均落入本实用新型的保护范围内。