淺析Arduino在高中通用技術(shù)中的教學(xué)策略

周波

摘要：本文分析了Arduino的資源豐富、自主性強(qiáng)和快捷靈活等應(yīng)用特點(diǎn);分析了Arduino在高中通用技術(shù)中的教學(xué)策略：通過(guò)教師完善教學(xué)的內(nèi)容，設(shè)置趣味項(xiàng)目任務(wù)，組織小組合作學(xué)習(xí)三種途徑，來(lái)完善通用技術(shù)實(shí)踐課程。

關(guān)鍵詞：Arduino;通用技術(shù);應(yīng)用特點(diǎn);策略

中圖分類號(hào)：G633.93文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1672-1578（2020）13-0298-01

在信息技術(shù)的飛速發(fā)展階段，信息技術(shù)開(kāi)始出現(xiàn)在教育領(lǐng)域之中，使得教育信息化發(fā)展。同時(shí)，根據(jù)課程改革的要求和理念，對(duì)于高中的通用技術(shù)教學(xué)，更加注重對(duì)學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，讓學(xué)生不僅掌握相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)，還要具備良好的信息意識(shí)和計(jì)算思維能力。因此，教師在實(shí)際教學(xué)中應(yīng)用Arduino設(shè)備，進(jìn)一步強(qiáng)化學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，促使學(xué)生逐漸掌握相關(guān)的技能，從而有效的完善了通用技術(shù)實(shí)踐課程，確保學(xué)生的學(xué)習(xí)效果得到提升。

1.Arduino的教學(xué)特點(diǎn)

1.1資源豐富。

Arduino是一種基于軟件與硬件開(kāi)發(fā)的開(kāi)源平臺(tái)，具有便捷靈活、簡(jiǎn)單的編程和指令，且拓展性較強(qiáng)的特點(diǎn)。另外Arduino不僅是全球最為流行的開(kāi)源硬件，還是一個(gè)優(yōu)秀的軟件開(kāi)發(fā)平臺(tái)，更是硬件開(kāi)發(fā)的趨勢(shì)，具有良好的發(fā)展前景。

1.2自主性強(qiáng)。

由于很多面向?qū)ο罂刂频木幊蹋际俏谋净幊蹋瑢?dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)起來(lái)比較困難。因此，在高中通用技術(shù)課堂應(yīng)用Arduino，支持文本化和圖形化編程，可以讓學(xué)生自由的選擇編程方式，根據(jù)自己的需求，自主的搭配各種拓展板和外接設(shè)備。同時(shí)，Arduino的入門簡(jiǎn)單，且成本較低，在很大程度上能夠激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)和探究欲望[1]。可以說(shuō)，在高中通用技術(shù)中應(yīng)用Arduino，能夠充分調(diào)動(dòng)起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和信息素養(yǎng)增強(qiáng)。

2.Arduino在高中通用技術(shù)中的教學(xué)策略

2.1完善教學(xué)的內(nèi)容。

對(duì)于Arduino硬件的應(yīng)用，教師就要與時(shí)俱進(jìn)為學(xué)生完善和豐富教學(xué)內(nèi)容，充分激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)和探究興趣，促使學(xué)生能夠快速入門，更加輕松的掌握相關(guān)的知識(shí)和技能。因此，教師要注重對(duì)學(xué)生思維的激活，鍛煉學(xué)生思維的靈活性和創(chuàng)造性[2]。所以，教師在實(shí)際教學(xué)中，可以根據(jù)具體的內(nèi)容或知識(shí)點(diǎn)，為學(xué)生設(shè)置合理的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行解決，幫助學(xué)生構(gòu)建完整的知識(shí)體系。

例如要讓學(xué)生學(xué)會(huì)if語(yǔ)句，知道條件成立時(shí)執(zhí)行語(yǔ)句，否則不執(zhí)行。教師就可以引導(dǎo)學(xué)生使用Arduino項(xiàng)目設(shè)計(jì)的編程語(yǔ)法，進(jìn)行編程的學(xué)習(xí)。當(dāng)教師講解到分支語(yǔ)句if時(shí)，此時(shí)引入Arduino內(nèi)容，能夠強(qiáng)化學(xué)生的進(jìn)一步理解和記憶。首先，教師可以學(xué)生用三個(gè)發(fā)光二極管、按鈕開(kāi)關(guān)和一個(gè)Arduino主板，制作一個(gè)搶答器，充分調(diào)動(dòng)起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和主動(dòng)性。其次，教師指導(dǎo)學(xué)生用編程控制不同按鈕開(kāi)關(guān)中，不同顏色的搶答燈。這樣，當(dāng)學(xué)生制作成一個(gè)搶答器后，就會(huì)經(jīng)過(guò)實(shí)踐的驗(yàn)證，按住不同的開(kāi)關(guān)所對(duì)應(yīng)亮的燈，促使學(xué)生更為深刻且輕松的理解if語(yǔ)句，從而逐漸增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)際學(xué)習(xí)效果，促進(jìn)學(xué)生信息素養(yǎng)和實(shí)踐操作能力的提升。

2.2設(shè)置趣味項(xiàng)目任務(wù)。

在高中通用技術(shù)教學(xué)中，教師應(yīng)用Arduino，要充分考慮到學(xué)生的接受水平，所以教師就可結(jié)合實(shí)際生活，為學(xué)生開(kāi)展體驗(yàn)式的教學(xué)活動(dòng)，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和興趣。因此，教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生設(shè)置趣味的項(xiàng)目任務(wù)，確保任務(wù)難度的適中，幫助學(xué)生更好的入門，促使學(xué)生自主完成任務(wù)[3]。比如，教師要讓學(xué)生掌握“枚舉算法”，能夠一一列出該問(wèn)題的所有可能情況，并對(duì)可能情況進(jìn)行逐一分析，判斷是否滿足條件。所以，教師可以運(yùn)用Arduino，與生活中常見(jiàn)的傳感器，為學(xué)生進(jìn)行項(xiàng)目任務(wù)的設(shè)定，例如讓學(xué)生設(shè)計(jì)電子鬧鐘、玩具車等等。從而學(xué)生在完成項(xiàng)目任務(wù)的過(guò)程中，能夠結(jié)合一些其他設(shè)備，包括3D打印機(jī)、激光雕刻板等，對(duì)出現(xiàn)的可能進(jìn)行分析，最后挑選出符合條件的正確解。

這樣，在整體的項(xiàng)目任務(wù)學(xué)習(xí)中，學(xué)生可以參照相關(guān)的教程，進(jìn)一步改進(jìn)自己熟悉的事物，強(qiáng)化學(xué)生對(duì)Arduino編程的深刻理解和記憶，促使學(xué)生能夠更加熟練的運(yùn)用Arduino，結(jié)合傳感器去控制對(duì)象，在很大程度上增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力，促進(jìn)高中通用技術(shù)課堂教學(xué)的實(shí)效性提升。

2.3組織小組合作學(xué)習(xí)。

對(duì)于Arduino在高中通用技術(shù)中的應(yīng)用，教師就要讓學(xué)生能學(xué)會(huì)運(yùn)用Arduino，去掌握更多的知識(shí)。因此，教師可以組織學(xué)生以小組的形式進(jìn)行合作學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生完成設(shè)計(jì)與制作，鼓勵(lì)學(xué)生在組內(nèi)敢于表達(dá)自己不同的看法和見(jiàn)解，互相交流和借鑒設(shè)計(jì)的思路，有助于學(xué)生產(chǎn)生創(chuàng)作的靈感，建立良好的工程思維，從而促進(jìn)學(xué)生信息素養(yǎng)和綜合素質(zhì)的發(fā)展。

例如在《算法與程序設(shè)計(jì)》中，教師要讓學(xué)生學(xué)會(huì)順序查找的基本思想，從一個(gè)數(shù)據(jù)開(kāi)始，按順序逐個(gè)將數(shù)據(jù)與給定的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。因此，教師可以讓學(xué)生去完成智能臺(tái)燈的設(shè)計(jì)，在智能臺(tái)燈原有的功能基礎(chǔ)上，嘗試再添加一到兩個(gè)功能，鍛煉學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力，強(qiáng)化學(xué)生的自主學(xué)習(xí)效果。這樣，學(xué)生就會(huì)體驗(yàn)到整個(gè)設(shè)計(jì)的過(guò)程，首先學(xué)生在小組內(nèi)，需要共同商討，并繪制設(shè)計(jì)圖和方案，培養(yǎng)學(xué)生熟練使用計(jì)算機(jī)制圖的能力。此時(shí)，學(xué)生在設(shè)計(jì)中，有的學(xué)生就會(huì)發(fā)現(xiàn)LED燈比較刺眼，容易在人們使用中影響視力，這樣學(xué)生就會(huì)加入一些防止燈光直射的想法。其次，學(xué)生在結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)時(shí)，會(huì)考慮到Arduino主控板、擴(kuò)展板和電池盒等器件選用問(wèn)題。從而通過(guò)學(xué)生的合作學(xué)習(xí)，為學(xué)生的自主開(kāi)發(fā)和制作奠定了良好的基礎(chǔ)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，Arduino在高中通用技術(shù)中的應(yīng)用，能夠幫助學(xué)生進(jìn)一步理解和鞏固相關(guān)的知識(shí)，鍛煉學(xué)生的計(jì)算機(jī)操作技能，強(qiáng)化學(xué)生的信息素養(yǎng)和計(jì)算思維。通過(guò)教師精心設(shè)計(jì)的教學(xué)活動(dòng)和內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生自主完成學(xué)習(xí)任務(wù)，促使學(xué)生逐漸掌握Arduino的運(yùn)用和豐富的技術(shù)知識(shí)，從而在很大程度上有助于學(xué)生核心素養(yǎng)的形成。

參考文獻(xiàn)：

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