丁輝

編者按：2020年度信息技術實驗的選題方向是“家庭智造”“信息科技典型實驗”“創(chuàng)客產品”“數(shù)字科學”，家庭智造重在基于項目的學習，信息技術典型實驗重在基于問題的學習，創(chuàng)客產品重在基于產品的學習，數(shù)字科學重在基于數(shù)據(jù)的學習，項目（Project）、問題（Problem）、產品（Product）和數(shù)據(jù)（Data），剛好可以描述為“3PDL”。我們重視學生的學習過程，更要注重學生本身的差異性，項目、問題、產品、數(shù)據(jù)自然也是對應著不同的學生先天特質，從這個意義上說，信息技術實驗具備因材施教的廣闊空間，期待更多的老師關注本欄目，并且從這四個維度投稿，投稿郵箱為：towujunjie@163.com。

學校創(chuàng)客教育的常見形式是制作各種各樣的創(chuàng)客作品，作品作為課堂評價、校園展示、各類科技競賽的成果使用。高中生已經初步具備了認識社會的能力，幫助他們從產品設計的角度去設計一個能夠售賣的創(chuàng)客產品，提升其綜合能力和主動關心社會的意識，具有獨特的教學價值和社會價值。適合校園創(chuàng)客空間加工和智造的產品常常具有定制化、娛樂性、附加值高的特點，教師在指導學生設計和制作創(chuàng)客產品的過程中，一般要經歷產品創(chuàng)意、原型設計、成品控制、傳播銷售四個環(huán)節(jié)，有時受到教學環(huán)境的限制，這些過程不一定能夠全部完成，但是培養(yǎng)學生從作品到產品的思維和意識層面主動去思考，則是創(chuàng)客產品教學的獨特意義所在。

● 產品創(chuàng)意

2022年冬季奧運會很快就要到來了，大家都想好好感受冰雪運動的魅力，其實早在清代就有宮廷畫師繪制了一幅《冰嬉圖》展現(xiàn)清代的人們滑冰娛樂的場景，從互動媒體的角度，我們能不能用編程和開源硬件，展示清代人滑冰競技的盛況呢？圖1就是冰嬉圖的一個局部，展示的是官兵們裝扮一新按照類似太極圖的形狀滑冰進入，然后經過一個掛有繡球的拱門，使用各種特技動作射中繡球的過程，展現(xiàn)了冰雪運動在中國的悠久歷史，也展現(xiàn)了中國人的樂觀與創(chuàng)意。

如果制作一個互動媒體的產品，可以作為游樂場、科技館、冬奧體驗館或者特許經營商店的展示項目，幫助他們積累人氣，應該有一定的市場價值?？梢詫⒚恳粋€滑冰的人設計成一個LED發(fā)光二極管，使用流水燈的效果展現(xiàn)人的流動，在拱門下面的燈上安裝震動傳感器，可以向震動傳感器射箭，射中以后計數(shù)器增加數(shù)值，且全場燈快速閃爍呈現(xiàn)出一種集體歡呼的效果。

● 原型設計

創(chuàng)意是整個作品開始的部分，也常常被認為是創(chuàng)客產品設計成功的關鍵，但創(chuàng)意也常常會成為一個“坑”，學生往往想得非常好，但是執(zhí)行起來就會遇到困難，或者設想的功能實現(xiàn)不了，但這正是教師有效指導的教育契機。最常見的技巧是分解難度，首先用計算機仿真軟件完成程序的仿真，再進行結構的設計，最后進行安裝調試。

1.程序設計

本項目采用Linkboy仿真-編程一體平臺來進行程序的設計和初步的結構設計。由于要安裝30多個LED燈，采取接口豐富的Arduino Mega2560為主控，圖2將LED按照冰嬉圖的形狀進行排列，過拱門之前采用紅色LED，拱門下使用藍色LED，經過拱門后使用黃色LED。

接下來是接線的操作，要確定每個LED連接Arduino的哪個接口，這個過程可以用“密集恐懼癥”來形容，但也是考察學生耐心和做事情的條理性的一個契機。因為真實的產品絕對不是幾根導線就能夠解決的。接好線后，這些導線可以隱藏，但要確定未來在實物制作環(huán)節(jié)當中的對應位置，進而對照仿真軟件的順序接線（如下頁圖3），這樣在大型項目當中才不會發(fā)生混亂。

在程序設計中采用順序結構來完成流水燈效果，用震動傳感器觸發(fā)計數(shù)器。一開始將計數(shù)變量N設為0，當N為0的時候，流水燈只執(zhí)行紅色部分，將觀看者的注意力引向藍色的燈所在的拱門和懸掛的震動傳感器，當觀看者射箭射中了傳感器時，觸發(fā)震動傳感器事件，計數(shù)器加1，全場流水燈迅速閃爍表示歡呼，藍色燈亮表示獎勵，程序如下頁圖4所示。該程序的結構還是比較簡單的，但在編寫過程中需要仔細調試，并且根據(jù)仿真效果修正一些小的錯誤。

2.結構設計

因為涉及大圖的打印，所以該項目使用幾何畫板建模，將教學使用的LED模塊測量后放置在模型的相應位置。由于制作冰嬉圖局部效果的作品尺寸較大，幾何畫板可將其分成四張A4尺寸的橫向文件打印，拼接成一張大圖作為原型，為了提高作品的質量可以在產品階段使用整體噴繪的形式。

● 成本控制

同樣，一個電路使用不同的器件搭建，效果和成本往往會有較大差別，之前我們在創(chuàng)客作品制作中一般不考慮成本問題，但產品制作就需要考慮成本。元器件層面上的LED只有幾分錢，但需要焊接，人工成本高;淘寶購買的模塊，1元錢一個，美觀性稍差;品牌的模塊質量穩(wěn)定但價格在7～20元不等，如果將學生看作是一個工程師，只需要驗證技術是否能夠實現(xiàn)，就不需要考慮成本因素，但如果將學生看作是一個要負責生產、銷售和售后服務的產品經理，考慮的因素就會更多。學生考慮的問題越多，能力提升就越快，Linkboy軟件還提供統(tǒng)計使用模塊總價格的功能，可以幫助學生做出決策（如下頁圖5）。需要在創(chuàng)客產品的設計中對產品用戶畫像、用戶使用方式、用戶能夠接受的價格、后續(xù)培訓可能造成的成本等諸多因素進行綜合考量。

● 傳播銷售

為創(chuàng)客產品拍攝照片和視頻、定價和選擇銷售渠道，這些都是可以在創(chuàng)客空間當中思考的問題，本文重點強調原型設計階段的技術，所以在銷售階段涉及的篇幅較少，但實際上銷售才是創(chuàng)客產品完成其完整周期的最終環(huán)節(jié)。在指導上有必要讓學生在原型設計階段，甚至想法階段就走出校園，在接到“訂單”的情況下再進行生產，這樣風險會小一些。但我們仍然期望小眾的定制化產品，能夠成為走向大眾的消費級產品，這個過程則是創(chuàng)客產品的終極意義所在。在這個過程當中，學生不斷感受社會需求的變化，經歷被拒絕和失敗的體驗，進而成為一個專業(yè)的職業(yè)創(chuàng)客。

至此，我們完成了一個創(chuàng)客產品的設計過程，雖然作為一個教學項目，還是以技術教學為主，但是仍然有必要更加深入地去思考其中的綜合育人意義。當前教學，特別是高中教學，常常遇到的問題是“學生沒想法”，教師則要引導學生去觀察生活，關注時事，多去看他人的創(chuàng)客作品，但這仍然不能代替學生自己的作品所產生的綜合的巔峰體驗的意義。從這個意義上來說，我們還需要更多的創(chuàng)客產品教學案例來鼓舞更多的人做更加貼近社會生活、體現(xiàn)“增值評價”的創(chuàng)客教育案例，還原創(chuàng)客教育獨有的育人價值。