基于Arduino創新力培養的《 Mixly創意電子 》教學探索

何一蘭

創客教育如雨后春筍般涌現，也來到中小學課堂。將Arduino引進課堂，讓“開放、創新、體驗、探究”的創客教育理念更好地在教學中落地生根，培養學生創新能力。筆者進行了積極的探索。

將Arduino引進課堂，讓學生在感受體驗、動手實踐、學習思考、自由分享的過程中自主學習。以Arduino開源軟/硬件學習為課程載體的《Mixly創意電子》教學致力于培養學生的想象力、創造力和解決問題能力。

一、《Mixly創意電子》教學設計思路

《Mixly 創意電子》教學以感受體驗、動手實踐、圖形編程，再創新為主線，開展“一起造物”學習活動。通過讓學生運用Mixly圖形化編程軟件、Arduino開源硬件，設計制作智能音樂盒、炫彩LED燈、智能寵物喂食器、坐姿糾正器、防盜掛飾、迎賓機器人等的智能物品，把Mixly圖形化編程軟件編程方法、電子電路知識、傳感器使用方法、機械傳動知識等融合到設計制作活動中，給學生提供情景化學習。根據學生興趣，引導學生從真實問題出發，在有計劃、有步驟“一起造物”中掌握知識和技能，運用知識和技能，自由發揮，創新創意，提高學生探究能力，發展學生創造力、批判思維能力、團隊合作能力以及解決問題能力。

課程以情境引入、簡單任務、知識點梳理、進階任務、自主擴展任務、團隊綜合任務、自由分享評價等方式來展開整個學習活動。豐富的情境、快樂有趣的互動體驗，成就感滿滿的自主創造，使學生的學習就如進入神奇的世界。學生在完成老師預先設定的簡單任務后，挑戰進階任務，深入探究自主擴展任務，進而完成團隊綜合任務，將自己的學習成果進行交流分享。階梯層級式任務學習喚起求知欲;開放過程式學習給予創造空間;展示評價提升成就感、自豪感。

二、《Mixly 創意電子》教學策略實施

1.情境引入，互動體驗

在“閃爍的LED燈”學習中。首先，情境引入：怕黑的你是否希望房間里有一片美麗星空陪伴入眠。接著將智能炫彩星星燈，以視頻形式展播給學生欣賞。想不想制作屬于你的燦爛星空？此時，同學們躍躍欲試。然后順勢拋出簡單任務：使用紅色、綠色LED燈，編寫程序，實現如下實驗效果：紅色、綠色LED燈點亮熄滅交替閃爍，以2秒為循環周期。為了完成這個任務，我們來觀察、分析，發現需要以下硬件：Arduino擴展板、紅、綠色LED燈、數據線、杜邦線;需要用到的編程模塊：循環、控件（數字輸出）、延時。對所需的知識點進行講解，接著指導學生進行硬件的連接、編程思路的分析、繪制流程圖，最后進行程序編寫并測試。同學們先模仿這個簡單任務進行自由設計制作，完全掌握簡單任務的同學還可挑戰進階任務：模擬一組交通燈，分別控制紅色、黃色、綠色3個LED燈，按照紅燈亮5秒→黃燈亮2秒→綠燈亮5秒的順序，以12秒為周期進行循環控制。

同學們自由自在進行操作實踐，在成果展示評價中，大家交流得異常熱烈。同學們不僅能完成簡單任務點亮了各自的小星星“交替閃爍的LED燈”，還能有獨到的創新之處。一些同學在模仿2盞燈的基礎上設計了4盞、5盞燈，一些同學把閃爍的時間間隔進行了縮短和拉長實驗。有趣的感受，成功的體驗，讓學生體會到學習的樂趣，創新思維也得到進一步的發展。

2.學習方式，靈活多樣

（1）自學、微課導學相結合

《Mixly 創意電子》的教學理念是“開放、創新、探究、體驗”，它以培養學生自主探究能力、創新思維、設計思維、自由表達、審美意識和問題解決能力為目標。因此，學習活動以靈活多樣的方式開展。有自學導學案、微課示范展演、合作學習等。《Mixly 創意電子》的知識要點主要涉及一些編程模塊的使用、開源硬件的原理和使用方法、電路連接方法等。這些知識要點相對難度較大，把這些知識點的學習細化為一個個2～3分鐘的微課，用微課引導學生開展學習。微課直觀、清晰明了，學生在學習過程中根據各自掌握的情況可有針對性的反復播放相關微課再學習。尤其是在一些硬件器材的組合運用中對于電路搭建步驟的教學，效果很好。對于一些較為容易的內容如：串口模塊、執行器模塊的使用，則以教師引導，學生自學導學案為方式展開。

（2）階梯任務，鞏固學習

對知識的熟練掌握和應用是進行創新設計的前提。在課程的設計中，通過簡單任務、進階任務，自主擴展任務的完成來展開。簡單任務使人人能模仿完成，達到新知理解，進階任務使知識能熟練掌握，自主擴展任務使學生能進行深度探究。不同任務的完成，使學生的新知學習得到進一步鞏固，為后續學習及綜合運用打下堅實基礎。

（3）團隊合作，綜合運用

學生在自由創想、親身體驗、動手實踐中學完了新知后， 2～3人為一組，以環保利用、健康生活、智能助手等為出發點，展開頭腦風暴，小組選定一個項目進行探究學習。讓小組同學通過討論確定項目規劃，然后設計、展示交流項目方案，接著硬件搭建、編程測試、設計制作外包裝，共同完成項目作品的制作，最后進行成果分享評價。學生在充滿趣味性、挑戰性、協作性、體驗感強的項目學習中，關注和解決身邊問題。學會了運用觀察、比較、分析、綜合、概括、推理等思維方法去討論交流、設計方案、探究學習。其創新思維能力、問題解決能力、團隊合作溝通能力都得到很好的發展。

近年來，創客教育如雨后春筍般涌現，四處生根發芽。給學生心中播撒一顆“創造”的種子，用心培育一株 “創造”的花朵，給未來結下“創造”的碩果，讓創客教育茁壯成長，作為教師，我們任重而道遠。

【作者單位：中山市石岐楊仙逸小學廣東】