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如今，孩子们玩的很多玩具都使用了数字技术，如遥控飞机、电动汽车，但实际上孩子们仅仅是使用这些数码玩具在娱乐，而几乎没有接触制造数码玩具的机会。因此，有必要从孩子的好奇心开始，让孩子们逐步接触数码玩具的原理，甚至让他们能够做出富有创意的玩具。在英国的初等教育课程中设置有“Design and Technology”课，美国2012年已经推出今后4年内在千所大学设置数字应用设备工作室，加强数字化实践制作教育，美国麻省理工大学开发了面向儿童的编程语言“Scratch”和数码玩具“Cricket”，可以让孩子们自由发挥想象力，在学习编程语言的同时可以逐步理解电流、传感器等知识，寓教于乐。另外，在全世界展开的OLPC（One Laptop per Child）计划就是采用一人一台笔记本的教学模式，分组作业协同学习，可以增进孩子们的协作能力和动手能力。
而与此相对，日本的中小学教育现场其实多采用模拟玩具，如动物或者卡通人物的模型、积木等。并且，在课堂教育上多摒弃以玩具或者模型进行教育的形态，仍然以书本知识为主，即便是涉及动手实践的课程，如理科、画图工作、社会等课堂上也很难见到数字化类的教学内容。因此，近年来日本比较注重从义务教育开始导入ICT教育内容，“未来学校”项目中就投入巨额资金全面更新学校的软硬件设备，以追赶发达国家的数字化教学水平。在这种趋势下，大阪大学、CAMP开发中心等多个研究机构都在面对中小学生展开技术实践教育，不断在教育的第一线尝试新的教学设备，让数码玩具逐渐走入中小学教育中。笔者有幸随同大阪大学森老师一起深入中小学校，和孩子们一起动手学习和制作属于自己的数码玩具，给玩具注入新的生命力。
数码玩具走入小学
由于日本的中小学教学课程都必须遵循文部省规定的教学标准，很难在理科等课堂上采用数码玩具进行教学，因此多数只能利用学校设置的自由学习课堂，如综合学习时间，每周数小时左右，基本上都由任课教师自己安排内容。为培养孩子们更为广泛的学习兴趣，日本奈良女子大学附属小学专门设置了自由学习课堂，可以根据孩子和家长的要求适当安排既定教材和课程之外的内容。该校与大阪大学人间科学研究科教育技术研究室长期进行合作，设置有别具特色的数码玩具实践课。比如，作为计算机入门环节，通过教授孩子们编程语言“Scratch”，让孩子们逐步学习绘制和控制各类动画角色。“Scratch”的可视化编程界面让孩子们很快就能明白程序各部分的需要控制的内容，非常兴奋地自由发挥，如让卡通猫边走边叫，让小汽车前进后退等。在室外实践课上，孩子还可以拿着笔记本电脑给风景人物拍照，然后以此为素材自己编写一段小故事，制作数码动画，和大家一起分享。可视化编程语言“Scratch”还可以利用一些周边硬件，如声光传感器、触摸传感器等来进行交互控制，可以让孩子们直观地理解程序中条件语句、循环语句等基本概念，能够激发孩子们对计算机设备的好奇心。
除“Scratch”外，实践课堂上还使用数码玩具“Cricket”让孩子们动手制作。该课程首先会向孩子们展示数码玩具的各种模型和基本原理，如简单的电流线路、声音控制、LED控制等原理，然后让孩子们尝试用可视化的编程界面向数码玩具“Cricket”发出指令，直观地理解程序的原理和流程的差异。Cricket的编程界面类似“Scratch”，在简单解释操作方法之后，基本上所有的孩子们都能动手操作，制作出一些可顺利运行的小程序。“Cricket”其实是一个嵌入式的程序化微型电脑，内部的芯片可以存储一定的指令，控制外部设备，如马达、声光传感器、LED、扩音器、控制开关、数字显示屏等。
仅仅Scratch编程和控制Cricket对于孩子们来说还是比较枯燥的，所以其后大量添加诸多外围玩具，如乐高玩具、积木、羽毛、橡皮筋、纽扣、纸板、毛线等，让孩子们自由发挥想象力，制造出属于自己的独一无二的玩具。在课堂上让三四个孩子为一组，先头脑风暴一下，讨论想要制作的玩具，设计玩具的外观图纸和程序流程图，再和其他小组交流意见探讨制作的可能性、重难点，之后开始实际制作。制作完毕之后进行中期发表总结，展示小组制作的成果，如果制作失败或者未能完成计划，则重新修改设计，再投入实际制作，最后进行总结发表大会，逐一展示自己制作的玩具，并提交研究报告总结制作过程的优缺点和经验教训。
有意思的是，很多小组刚开始胃口很大，要实现很强大的数码玩具，如类似变形金刚、自动扫除机、飞机、电子狗之类的，结果是难度过大，外形姑且不论，基本的行动都未能实现，在编程中出现了诸多问题。在中期发表时大家就发现，其实计划与能力密切相关，要想实现理想中的玩具是需要付出很多努力的。实践制作中出现的困难极大刺激了孩子们的好奇心，有的孩子去图书馆查询资料，有的孩子上网搜索求助，有的孩子拉着家长一起参与制作，甚至回家之后继续加工完善。
在中期发表和最后的总结发表中，孩子们可以熟练掌握电子黑板的使用方法，利用触摸屏和电子手写笔，在电子黑板上标记出自己设计的特点，各个小组派出代表向大家介绍自己的玩具，互相之间积极提问，在良好的小组协作和互教互学中掌握编程和制作的原理。
数码玩具的简化
为了弥补课堂时间不足和教室空间的限制，数码玩具的许多实践改在课外时间进行，如利用放学后的俱乐部训练时间，征集自愿学生，采用周末时间，利用学校周边的公民会馆和志愿者机构。通过实际的教学环节让家长和学校的教师理解这类玩具的教育作用，通过多年的努力和研究实践，尤其是在小学生的计算机程序学习、电流和声光控制方面足见成效。
根据森老师的研究实践证明，要掌握Scratch或Cricket，并且能够做出比较有意思的数码玩具，对于小学生至少需要400分钟以上的教学实践时间，而且Cricket、乐高等设备价格不菲，并不是每个家庭都愿意购买。所以现实情况就是，虽然数码玩具的制作已经被证明对儿童教育非常有效，但如此长的教学时间和高额的费用导致这类数码玩具推广困难。因此，森老师研究开发了一套“可程序化的电池”，作为主体的“电池”是一个集成芯片，只需要两节5号电池即可驱动，通过按钮控制马达和声光的频率，然后让其储存在临时内存中，再次确定时即可回放指令。这样简化之后的数码玩具，无需非常复杂的编程和教学，也可以控制闹钟、数字显示屏、小火车、LED、马达等等。只需要解释每个按钮的作用、连接线的方法，10分钟即可速成，孩子们一样可以通过乐高等周边玩具创作出自己想要的数码玩具。
后记
为了能让孩子们在娱乐中学习到知识，确实需要费不少工夫，如要注意玩具的安全卫生问题，长期多次使用需要清洁和处理，剪刀、铁丝等硬物容易受伤；组织和管理时要引导孩子们不要单是去玩那些作为配件的玩具，而是要专注于任务的完成。另外，还有诸如教室空间是否足够大，小的配件容易丢失，事前准备和事后收拾整理非常费时，课堂制作时间往往不够容易造成拖堂等问题，尤其要注意想要做出优秀的数码玩具需要理解和掌握的知识太多，如果课程时间不足，连贯性不够的话，容易半途而废，而实际上日本很多中小学都很难在课堂上腾出时间来做这类实践。而且，家长还会担心自己的孩子能否安全，学到的知识是否对考试有用。因此，如何在低价格、短时间内有效安全地保证孩子们创造属于自己的数码玩具，如何让孩子们在制作玩具当中学习到知识，仍然还需要继续探索。
而与此相对，日本的中小学教育现场其实多采用模拟玩具，如动物或者卡通人物的模型、积木等。并且，在课堂教育上多摒弃以玩具或者模型进行教育的形态，仍然以书本知识为主，即便是涉及动手实践的课程，如理科、画图工作、社会等课堂上也很难见到数字化类的教学内容。因此，近年来日本比较注重从义务教育开始导入ICT教育内容，“未来学校”项目中就投入巨额资金全面更新学校的软硬件设备，以追赶发达国家的数字化教学水平。在这种趋势下，大阪大学、CAMP开发中心等多个研究机构都在面对中小学生展开技术实践教育，不断在教育的第一线尝试新的教学设备，让数码玩具逐渐走入中小学教育中。笔者有幸随同大阪大学森老师一起深入中小学校，和孩子们一起动手学习和制作属于自己的数码玩具，给玩具注入新的生命力。
数码玩具走入小学
由于日本的中小学教学课程都必须遵循文部省规定的教学标准，很难在理科等课堂上采用数码玩具进行教学，因此多数只能利用学校设置的自由学习课堂，如综合学习时间，每周数小时左右，基本上都由任课教师自己安排内容。为培养孩子们更为广泛的学习兴趣，日本奈良女子大学附属小学专门设置了自由学习课堂，可以根据孩子和家长的要求适当安排既定教材和课程之外的内容。该校与大阪大学人间科学研究科教育技术研究室长期进行合作，设置有别具特色的数码玩具实践课。比如，作为计算机入门环节，通过教授孩子们编程语言“Scratch”，让孩子们逐步学习绘制和控制各类动画角色。“Scratch”的可视化编程界面让孩子们很快就能明白程序各部分的需要控制的内容，非常兴奋地自由发挥，如让卡通猫边走边叫，让小汽车前进后退等。在室外实践课上，孩子还可以拿着笔记本电脑给风景人物拍照，然后以此为素材自己编写一段小故事，制作数码动画，和大家一起分享。可视化编程语言“Scratch”还可以利用一些周边硬件，如声光传感器、触摸传感器等来进行交互控制，可以让孩子们直观地理解程序中条件语句、循环语句等基本概念，能够激发孩子们对计算机设备的好奇心。
除“Scratch”外，实践课堂上还使用数码玩具“Cricket”让孩子们动手制作。该课程首先会向孩子们展示数码玩具的各种模型和基本原理，如简单的电流线路、声音控制、LED控制等原理，然后让孩子们尝试用可视化的编程界面向数码玩具“Cricket”发出指令，直观地理解程序的原理和流程的差异。Cricket的编程界面类似“Scratch”，在简单解释操作方法之后，基本上所有的孩子们都能动手操作，制作出一些可顺利运行的小程序。“Cricket”其实是一个嵌入式的程序化微型电脑，内部的芯片可以存储一定的指令，控制外部设备，如马达、声光传感器、LED、扩音器、控制开关、数字显示屏等。
仅仅Scratch编程和控制Cricket对于孩子们来说还是比较枯燥的，所以其后大量添加诸多外围玩具，如乐高玩具、积木、羽毛、橡皮筋、纽扣、纸板、毛线等，让孩子们自由发挥想象力，制造出属于自己的独一无二的玩具。在课堂上让三四个孩子为一组，先头脑风暴一下，讨论想要制作的玩具，设计玩具的外观图纸和程序流程图，再和其他小组交流意见探讨制作的可能性、重难点，之后开始实际制作。制作完毕之后进行中期发表总结，展示小组制作的成果，如果制作失败或者未能完成计划，则重新修改设计，再投入实际制作，最后进行总结发表大会，逐一展示自己制作的玩具，并提交研究报告总结制作过程的优缺点和经验教训。
有意思的是，很多小组刚开始胃口很大，要实现很强大的数码玩具，如类似变形金刚、自动扫除机、飞机、电子狗之类的，结果是难度过大，外形姑且不论，基本的行动都未能实现，在编程中出现了诸多问题。在中期发表时大家就发现，其实计划与能力密切相关，要想实现理想中的玩具是需要付出很多努力的。实践制作中出现的困难极大刺激了孩子们的好奇心，有的孩子去图书馆查询资料，有的孩子上网搜索求助，有的孩子拉着家长一起参与制作，甚至回家之后继续加工完善。
在中期发表和最后的总结发表中，孩子们可以熟练掌握电子黑板的使用方法，利用触摸屏和电子手写笔，在电子黑板上标记出自己设计的特点，各个小组派出代表向大家介绍自己的玩具，互相之间积极提问，在良好的小组协作和互教互学中掌握编程和制作的原理。
数码玩具的简化
为了弥补课堂时间不足和教室空间的限制，数码玩具的许多实践改在课外时间进行，如利用放学后的俱乐部训练时间，征集自愿学生，采用周末时间，利用学校周边的公民会馆和志愿者机构。通过实际的教学环节让家长和学校的教师理解这类玩具的教育作用，通过多年的努力和研究实践，尤其是在小学生的计算机程序学习、电流和声光控制方面足见成效。
根据森老师的研究实践证明，要掌握Scratch或Cricket，并且能够做出比较有意思的数码玩具，对于小学生至少需要400分钟以上的教学实践时间，而且Cricket、乐高等设备价格不菲，并不是每个家庭都愿意购买。所以现实情况就是，虽然数码玩具的制作已经被证明对儿童教育非常有效，但如此长的教学时间和高额的费用导致这类数码玩具推广困难。因此，森老师研究开发了一套“可程序化的电池”，作为主体的“电池”是一个集成芯片，只需要两节5号电池即可驱动，通过按钮控制马达和声光的频率，然后让其储存在临时内存中，再次确定时即可回放指令。这样简化之后的数码玩具，无需非常复杂的编程和教学，也可以控制闹钟、数字显示屏、小火车、LED、马达等等。只需要解释每个按钮的作用、连接线的方法，10分钟即可速成，孩子们一样可以通过乐高等周边玩具创作出自己想要的数码玩具。
后记
为了能让孩子们在娱乐中学习到知识，确实需要费不少工夫，如要注意玩具的安全卫生问题，长期多次使用需要清洁和处理，剪刀、铁丝等硬物容易受伤；组织和管理时要引导孩子们不要单是去玩那些作为配件的玩具，而是要专注于任务的完成。另外，还有诸如教室空间是否足够大，小的配件容易丢失，事前准备和事后收拾整理非常费时，课堂制作时间往往不够容易造成拖堂等问题，尤其要注意想要做出优秀的数码玩具需要理解和掌握的知识太多，如果课程时间不足，连贯性不够的话，容易半途而废，而实际上日本很多中小学都很难在课堂上腾出时间来做这类实践。而且，家长还会担心自己的孩子能否安全，学到的知识是否对考试有用。因此，如何在低价格、短时间内有效安全地保证孩子们创造属于自己的数码玩具，如何让孩子们在制作玩具当中学习到知识，仍然还需要继续探索。