張騁

摘? 要? 當(dāng)前，國(guó)內(nèi)大部分學(xué)校正在開展STEAM教育和創(chuàng)客教育，但是大都缺乏優(yōu)秀的教學(xué)項(xiàng)目，大部分教學(xué)項(xiàng)目在難度水平、可延展性、硬件材料、創(chuàng)造性等方面存在不足，很難得到推廣。設(shè)計(jì)一個(gè)課程項(xiàng)目——智能藥盒，可以通過(guò)手機(jī)設(shè)定自動(dòng)提醒吃藥并且從藥箱中露出指定藥物。這個(gè)項(xiàng)目難度適中，可以引起學(xué)生的興趣，適合進(jìn)行教學(xué)。

關(guān)鍵詞? 創(chuàng)客教育；項(xiàng)目式教學(xué)；Arduino；智能藥盒

中圖分類號(hào)：G623.58? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1671-489X（2023）11-0065-03

0? 引言

現(xiàn)在以PBL（項(xiàng)目式學(xué)習(xí)）模式開展的創(chuàng)客教育越來(lái)越受到學(xué)校教育的關(guān)注，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)最顯著的特點(diǎn)是“以項(xiàng)目為主線、教師為引導(dǎo)、學(xué)生為主體”，改變了以往“教師講，學(xué)生聽”的被動(dòng)教學(xué)模式，創(chuàng)造了學(xué)生主動(dòng)參與、自主協(xié)作、探索創(chuàng)新的新型教學(xué)模式[1]。這種基于項(xiàng)目的創(chuàng)客教育，能夠很好地培育優(yōu)秀的人才，這類人才的特點(diǎn)是擁有創(chuàng)新性、創(chuàng)造力。這正是中國(guó)，乃至世界都需要的人才。

盡管很多學(xué)校在大力建設(shè)創(chuàng)客實(shí)驗(yàn)室，開展創(chuàng)客教育，但是目前國(guó)內(nèi)的創(chuàng)客教育仍處于起步摸索階段。創(chuàng)客教育融合了科學(xué)、技術(shù)、工程、美學(xué)和數(shù)學(xué)等不同的學(xué)科知識(shí)[2]。開展創(chuàng)客教育給學(xué)生帶來(lái)了更好的創(chuàng)造、創(chuàng)新空間。但相比于國(guó)外的創(chuàng)客教育，我國(guó)還稍顯不足，因?yàn)槿鄙龠@方面的經(jīng)驗(yàn)、師資力量不足、沒(méi)有完善課程系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)、硬件設(shè)備不足等原因，創(chuàng)客教育沒(méi)能大規(guī)模開展起來(lái)。因此，做好創(chuàng)客教育相關(guān)的項(xiàng)目教學(xué)課程設(shè)計(jì)的研究、實(shí)踐就顯得尤為重要。

1? 智能藥盒教學(xué)概述

創(chuàng)客教育下的Arduino編程項(xiàng)目“智能藥盒”教學(xué)設(shè)計(jì)由筆者所在學(xué)校教研組設(shè)計(jì)完成?？捎檬謾C(jī)APP設(shè)計(jì)吃藥的時(shí)間和拍攝要吃的藥物照片。當(dāng)?shù)竭_(dá)指定時(shí)間后手機(jī)APP會(huì)響鈴提醒，并且手機(jī)APP上會(huì)出現(xiàn)待服用藥物的照片，點(diǎn)擊確定之后藥盒會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)到指定藥物的位置，將藥物倒出來(lái)。

1.1 項(xiàng)目教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)與技能目標(biāo)：APP Inventer編程原理，米思齊圖形化編程，硬件連接；過(guò)程與方法目標(biāo)：學(xué)會(huì)分析問(wèn)題，運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，完成“智能藥盒”電路連接，結(jié)構(gòu)搭建，外觀設(shè)計(jì)，程序設(shè)計(jì)與調(diào)試；情感態(tài)度與價(jià)值觀：培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新、探究思維，培育學(xué)生節(jié)約不浪費(fèi)的意識(shí)。

1.2? 項(xiàng)目教學(xué)設(shè)計(jì)

筆者結(jié)合多年小學(xué)教育管理實(shí)踐，設(shè)計(jì)出創(chuàng)客教育下的Arduino編程項(xiàng)目教學(xué)設(shè)計(jì)模型（見(jiàn)圖1）。該模型的實(shí)施共分為五個(gè)階段。

1）考察階段：教師應(yīng)該基于教學(xué)案例分析學(xué)校教學(xué)實(shí)踐，對(duì)教師、學(xué)生的需求進(jìn)行前期考察。

2）設(shè)計(jì)開發(fā)階段：這是整個(gè)階段中最重要的環(huán)節(jié)，由教學(xué)管理者、上課實(shí)踐者、設(shè)計(jì)開發(fā)者來(lái)共同完成。

3）課堂實(shí)踐：這一環(huán)節(jié)力求真實(shí)，可以很好地反饋教學(xué)中出現(xiàn)的問(wèn)題。

4）課后分析：對(duì)比實(shí)際效果和設(shè)想效果，找出出現(xiàn)差距的原因。

5）改進(jìn)優(yōu)化：根據(jù)課后分析結(jié)果，對(duì)課程進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。

2? 項(xiàng)目教學(xué)實(shí)踐

考慮到學(xué)校學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)圖形化編程工具，簡(jiǎn)單的Arduino硬件知識(shí)已經(jīng)掌握。教學(xué)過(guò)程主要是教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，讓其利用所學(xué)習(xí)的知識(shí)完成智能藥盒項(xiàng)目。

2.1? 聯(lián)系生活實(shí)際

引導(dǎo)學(xué)生思考平時(shí)生活中自己或家人、朋友生病吃藥時(shí)出現(xiàn)過(guò)什么問(wèn)題，有什么不方便的情況。

2.2? 找到問(wèn)題痛點(diǎn)

現(xiàn)代社會(huì)生活節(jié)奏非常快，越來(lái)越多的人處于亞健康狀態(tài)，很多人經(jīng)常會(huì)因?yàn)樘?dǎo)致不能按時(shí)吃藥。隨著醫(yī)藥技術(shù)的發(fā)展，藥物的種類越來(lái)越多，通常同一種藥物有不同的品牌，這對(duì)于老人來(lái)說(shuō)不是很方便，而各種化學(xué)藥品的名稱對(duì)于普通人來(lái)說(shuō)晦澀難懂，并且藥丸形狀相似，不容易分辨。那么，是不是可以發(fā)明一款比較智能的藥盒，可以按時(shí)提醒吃藥，而且能夠自動(dòng)找到藥物以防止吃錯(cuò)。

2.3? 查閱資料

讓學(xué)生在課下查找資料或者詢問(wèn)家長(zhǎng)，了解目前市面上的藥盒有哪些功能，有哪些優(yōu)缺點(diǎn)。

2.4? 上課討論

學(xué)生課下查閱資料之后，在課上提出來(lái)，大家一起討論分析，得出結(jié)論：市面上有為了方便醫(yī)護(hù)人員對(duì)藥品的存放或拿取，可對(duì)藥品取存實(shí)時(shí)記錄的智能藥盒；還有到達(dá)吃藥時(shí)間提醒的智能藥盒，這些智能藥盒與我們想要的智能藥盒不一致。

2.5? 編程

學(xué)生已經(jīng)學(xué)過(guò)圖形化編程，可以自己獨(dú)立借助米思齊編程軟件來(lái)完成硬件部分編程，雖然APP Inventer編程還沒(méi)有接觸，但都是圖形化編程學(xué)起來(lái)比較快。教師給學(xué)生講解APP Inventer編程思路和方法技巧，學(xué)生自己嘗試完成，有不懂的再舉手問(wèn)老師，最后結(jié)果不錯(cuò)。學(xué)生將所學(xué)習(xí)的知識(shí)融會(huì)貫通，鞏固了之前所學(xué)習(xí)的內(nèi)容，感覺(jué)有很大的進(jìn)步。米思齊編程圖見(jiàn)圖2，APP Inventer編程圖見(jiàn)圖3。

2.6? 硬件連接

這個(gè)作品需要使用的硬件有：Arduino主板、HC06藍(lán)牙模塊、180度舵機(jī)。硬件個(gè)數(shù)不多，且都是之前學(xué)習(xí)過(guò)的硬件，可以由學(xué)生自己獨(dú)立完成連接。教師觀察是否有學(xué)生需要幫助。連接圖見(jiàn)圖4。

2.7? 作品外觀設(shè)計(jì)

教師提供紙盒、畫筆、紙張等制作外殼所需要的材料。由學(xué)生自由發(fā)揮設(shè)計(jì)外觀，這可以很好地發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，由學(xué)生最后完成成品外觀，其會(huì)很有學(xué)習(xí)的成就感。成品外觀圖見(jiàn)圖5。

2.8? 學(xué)生作品展評(píng)

在項(xiàng)目制作完成后，讓每個(gè)學(xué)生都走上講臺(tái)介紹自己的作品設(shè)計(jì)理念、下一步優(yōu)化實(shí)施計(jì)劃等。教師對(duì)每個(gè)學(xué)生的作品進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，并且組織學(xué)生投票選出自己認(rèn)為最好的作品。

3? 結(jié)束語(yǔ)

創(chuàng)客教育的核心教育理念是通過(guò)動(dòng)手實(shí)踐培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力、探究力和創(chuàng)造力[3]。經(jīng)過(guò)教學(xué)發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對(duì)于這種Arduino編程項(xiàng)目教學(xué)表現(xiàn)出極大的興趣，上課的積極性非常高。教師給學(xué)生足夠的空間可以自由發(fā)揮。從最開始的“找到問(wèn)題痛點(diǎn)”，到最后的“外觀設(shè)計(jì)”，都在教師的引導(dǎo)下利用自己所學(xué)習(xí)的知識(shí)進(jìn)行創(chuàng)造、創(chuàng)新。這種創(chuàng)客教育下的Arduino編程項(xiàng)目式教學(xué)很好地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提升了其綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。

4? 參考文獻(xiàn)

[1] 胡慶芳.優(yōu)化課堂教學(xué)方法與實(shí)踐[M].北京：中國(guó)人民大學(xué)出版社，2014.

[2] 韓子燁，丁黎明.創(chuàng)客教育實(shí)驗(yàn)室的發(fā)展建設(shè)思路探[J].黑龍江教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2017，36（4）：16-18.

[3] 羅誠(chéng)，肖安慶.中小學(xué)創(chuàng)客教育的發(fā)展現(xiàn)狀、內(nèi)涵與構(gòu)建策略[J].中小學(xué)教師培訓(xùn)，2016（11）：66-68.