小學開源硬件大班教學的實踐與思考

苑濤 李彬 吳梅

摘要：創客教育教學模式有別于傳統的信息技術學科教學，是通過完成一個個小的項目，來解決一定的問題，其教學方式主要以項目式教學為主。作者在開源硬件大班教學實施過程遇到了一些問題，本文主要圍繞這些問題展開，希望能夠找到適合大班教學的途徑和方法。

關鍵詞：項目式教學;開源硬件;大班教學

中圖分類號：G434? 文獻標識碼：A? 論文編號：1674-2117（2022）10-0058-02

● 開源硬件選擇

目前，開源硬件使用比較廣泛的主要有三種，分別是掌控板、Mic：robit和Arduino，教師要根據具體的情況進行選擇。筆者所面對的學生是三年級以上的學生，且需要選擇集成化程度較高的開源硬件，方便日常的管理，避免拓展傳感器的麻煩，另外根據對入門性、實用性和拓展性的綜合考慮，筆者最終選擇了掌控板作為大班教學的設備。

● 大班教學的組織和實施

1.完成教學實施的準備工作

與傳統教學相比，開源硬件的教學是先提出問題，然后通過項目制作的形式解決問題，因此，開源硬件的教學主要以項目式教學為主。

第一，筆者借鑒網上的課程和教材，經過整理和修改，開發了適合所教學生的掌控板校本課程。第二，針對項目內容、完成時間和所需資源進行設計，將一個大項目分解成多個小項目，保證學生在一節課的時間內可以完成一個小項目。第三，將學生劃分為不同的小組，并為每個小組確定組長，負責掌控板和任務單的發放、收取，管理本組紀律，當好教師的小助手。第四，根據項目內容，完成項目任務單的設計，通過實施反饋，對任務單及時進行修改和調整。第五，進行軟件安裝與調試。編程平臺可以使用Mind+、Mixly等，學生機器完成軟件安裝、驅動安裝，并調試正常，保證開源硬件能夠正常使用。

2.教學實施環節

以制作電子姓名牌為例，項目中使用的開源硬件是掌控板。

①準備。

說明項目活動：通過掌控板的屏幕顯示自己的年級、班級、姓名，可以是靜態顯示也可以是動態顯示。

預期學習成果：完成一個姓名牌的制作，并能夠正常使用。

學習任務：任務一——通過設置坐標靜態顯示一行文字;任務二——靜態顯示三行文字;任務三——滾動顯示三行文字。

②定義問題。教師明確主題并提問：你想知道什么？指導班級討論，小組討論提出一個問題，投票選擇驅動問題;引導課堂討論，提煉問題。

③制訂計劃。教師指導小組工作，提供檢索并收集信息，小組分工，制訂完成作品的學習和工作計劃。

④自主探究。學生網絡搜索電子姓名牌的工作原理。小組討論如何實現功能、有什么困難。確定思路，人員分工。

⑤設計與制作。定義成果類型，在這個環節需要完成靜態文字和動態文字的顯示，并且要填寫小組活動記錄（課程任務單），小組工作時教師可給予適當指導。這個環節需要2課時，80分鐘完成。

⑥作品展示。每個小組進行演示，并互相評價。

⑦評價與改進。關注過程性評價，以及學生在項目實施過程中的表現，每位學生在每次展示中投票和評論，并收集他人的建議。

⑧跟進。設置家庭作業，通過學習他人的作品來完善自己的作品，并將作品進行保存，告訴家人你今天學到了什么。

上述環節需要1課時完成，整個項目實施需要4課時，分別是資料收集和人員分工、靜態文字顯示、動態顯示、作品展示與評價。

● 教學實施中的困難與問題

設備維護問題。由于學生插拔接口時沒有注意力度，有的設備掌控板的接口掉落;有的學生下課后不能主動整理設備;等等。

課堂紀律管理問題。課堂上如果在維持紀律上花費太多時間，會讓課堂的有效時間減少，導致項目無法完成。

任務單填寫問題。任務單包括小組信息、課堂記錄和評價三個部分，學生主要在收獲和反思中出現問題，如反思中沒有寫制作過程中出現的問題和解決的辦法。

課程實施問題。大部分學生第一次接觸計算機，教師需要引導學生學習基本操作，熟練了以后，再接觸掌控板會更合適。

課堂時間不夠用。課程結束，有的學生項目還沒有制作完成，有的學生任務單還沒有填寫。

● 大班教學實施對策

針對以上問題，筆者進行了改進。

1.針對設備維護問題

加強對學生的教育，制訂懲戒措施，對造成設備損壞的學生給予適當的批評和懲罰，通過和教師、家長溝通，讓學生意識到保護設備的重要性，養成愛護設備的好習慣。

2.針對課堂紀律管理問題

要求每個小組要分工明確，對表現好的小組給予獎勵，對表現不好的小組給予相應的懲罰，發揮教師的引導作用，對項目的設計進行調整，讓每個學生都有事情做，并和班主任溝通，加強學生的紀律教育。

3.針對任務單填寫問題

引導學生認真填寫任務單，填寫完整才能上交。教師在巡視的過程指導、檢查學生的填寫情況。

4.針對課堂時間問題

要求每個小組分工明確，一個人在編寫程序的時候，另一名學生可以填寫任務單，保證每個學生都有事情做。教師要把控項目進程，及時檢查學生的完成情況，對有問題的學生，要及時指導。

● 結語

開源硬件的種類很多，不論使用什么樣的開源硬件，作為教師都要能夠掌握開源硬件以及相應平臺的使用方法，只有這樣才能在學生遇到問題的時候給予正確的指導。

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本文為安徽省教育信息技術研究課題“基于開源硬件的創客教育在小學階段大班教學的時間研究”（課題編號：AH2020052）研究成果。