《家用智能燈》的教學實踐與思考

◇管端梅

小學信息技術的課程標準旨在通過課程學習，培養學生動手實踐、信息素養和創新能力。教師通過使用信息技術引導和培養學生自主學習和實地解決問題的能力，當下創客教育對我們教師的教學理念提出更高的要求，我們的課程如何與STEM教育銜接，如何衍生出新課程設計，是一線教師需要仔細斟酌，積極思考的教育模式。讓學生在課堂中能夠探究自然和世界，能夠在課堂中融合多學科，交互碰撞，實現理解性、深層次學習，形成多方面多角度的認識。

下面筆者以課堂設計的《家用智能燈》中的教學實踐為例，談談如何呈現上述教學構想。

一、在生活情境中走進智能燈

師：如今信息和網絡高速發展，人們對居住理念有了更高的要求，你希望你的家里又有哪些變化呢，讓生活變得更加便捷和智能化？

生1:我看到有人家里裝了物聯網，可以實時監控家里的情況，預防火災和盜賊入戶。我想我家里也裝這個。

生2：我覺得燈光最重要，所以我想家里裝一個智能感應燈，天亮后家里就自動關燈，天黑就自動開燈，照明系統更智能，出行更方便。

師：這個創意點非常好，也是切合我們生活實際的，貼近我們的需求，那我們如何實現呢，首先我們小組六個人來試試設計一下看看如何來把我們的智能燈組建起來。準備生活中常見的材料，比如紙質箱子，比如生活中常見的塑料材質的，我們來搭建組建我們小組的房子。

事先教師給學生準備多種規格的圖紙，讓學生收集常見的廢棄材料，有的學生帶的快遞盒子，有的帶的塑料積木，有的小組帶的布藝布品，通過各種方式拼接和縫合技術，讓學生小組通過尺子和材料根據既定的規格設計房子，在這個過程中，學生通過小組合作，能夠基本按照尺寸圖制作小組的房子模型，并且有所創新和改善。學生在這個自我創造的過程中，學會工程構建的基本方法，搭建模型的過程中也體驗到小組合作的交互樂趣。

二、在探究情境中研究智能燈

師：現在我們的房子已經搭好了，每個小組上來展示展示，我們選出最佳造型和創意小組，然后我們組內再完善一下自己的模型。

師：我們該怎么樣設計我們的室內燈呢？拿什么來做呢？我們今天用一個Makeblock套盒來實現我們的變幻LED燈。

師：LED模塊包含四個可調全色域的RGBLED，每個燈都可以通過修改三原色的數值來變化顏色。學生通過主控板上的不同顏色標識連接不同的傳感器，簡單易識。完成物理模塊簡單連接搭建以后，重要的是編程部分，通過編程將設計者的思想燒錄到芯片里并且精準執行，那我們該如何通過編程語言實現功能呢？

一開始學生對套盒內的傳感器以及模塊搭建不是很熟悉，通過無焊接，簡單的電子連接線接相同顏色的數字IO口，讓物理模塊與電腦編程軟件相連接，然后就是代碼編寫部分，也就是核心功能部分的實現，這是本課的重點也是難點。學生對這個套盒的熟悉和理解程度需要一段時間，對代碼和程序搭建部分更是需要一段時間，熟悉編程軟件，熟悉模塊命令，才能實現功能上的成功。

低門檻的高科技教育產品帶給學生的是實現想法的平臺，在課堂中讓學生通過簡單的編程實現想要的效果，先是讓學生實現最基本的功能，設置光纖傳感器感應室內光線度小于100時，LED燈亮起來。通過對全域色紅色、綠色、藍色三原色數值的修改，變換不同的顏色，實現想要的功能。

三、在應用情境中完善智能燈

師：現在我們的功能是搭建好了，給你的房子模型安置上我們的功能模塊，安裝位置是否妥當，來測試測試你的成果是否成功。

生：我們小組的模型在關燈情況下可以實現開燈的效果，并且顯示我們編程的顏色效果。

師:但是呢，基本任務我們是完成了，現在我們看看我們套盒還有哪些我們可以來完善我們的房子模型？

生1：我們可以用超聲波傳感器，放在房子車庫部分，感應車輛時自動智能開庫門。

生2：我們可以用紅外感應器，把它放在后花園進戶處，這樣進門就不需要用鑰匙，我們就可以自由出入，多方便啊。

生3：我們也可以用聲音傳感器開控制開燈和關燈，語音識別，更加方便。

生4：我想做自動喂魚器，用舵機連接魚食容器喂飼料，數碼顯示管顯示下一次喂食的時間，這樣主人就不會忘記時間。

生5：我想用風扇、電機和人體紅外感應器，做一個智能風扇，感應到人時，風扇轉起來，自動工作。

生6：我想做一個可視化的門鈴系統，用攝像頭和人體紅外傳感器以及一些工具來制作，以防壞人進來。

生7：我想做一個小器件，用上溫度傳感器和數碼管，做一個智能溫度儀。

生8：我把家里的無人機帶來，航拍和監測，做一個停機坪，智能化的停機坪。

學生的想法眾多，根據套盒里面的器件有些是能夠實現的，有些是需要更好的設備，但是課程開設的意義就是讓學生從生活中尋找素材，尋找靈感，尋找可以實施的方式和方法，尋找各種可能性。通過活動過程清單，先是構建模型，從生活中尋找常見的材料，變廢為寶，讓生活中隨處可見的物品換新裝，換新貌。再通過一個基本功能的實現，讓學生學會如何在編程軟件中搭建腳本、編寫程序，實現功能，然后引導學生舉一反三，在初步成果的基礎上，挖掘更深層次的設計想法。

授人以魚不如授人以漁。在整個過程中，我們應該在對學生解讀和分析的情況下，緊扣信息技術教學的本質，引導學生生成具有生長性和圖形化的思維流程，著力引導學生多元發展，明確目標、設計流程、確定方法、搭建模型、編寫腳本、完善思維，以期達到課程預設的學習目標。

杜威認為，最好的教育就是從生活中來，從做中學。關注學生的自由發展，充實學生的學習經驗，培養其綜合實踐能力和探究精神，體驗生活，體驗成長。也許教育的真正目的就是讓學生的學習變得有滋有味、有聲有色！