科技創新背景下的物聯網教育實踐與應用

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2022年第12期本刊以“刊中刊”的形式，分別從計算思維培養、項目式教學開展、人工智能類傳感器、項目分層式學習這四大出發點開展探究，對掌控板基于物聯網教育實踐方向進行了探索。本期，我們基于“1956”人工智能項目開發板（以下簡稱“1956開發板”）的應用，聚焦物聯網教育實踐的可操作性案例的研究，分別從物聯網與智慧生活、物聯網與智慧校園、物聯網與智慧交通、物聯網與信息安全、物聯網教學案例設計策略這五大主題，分享一些最新的研究和實踐經驗，希望能給廣大教師提供教學案例參考。

新時代國產開源硬件勢在必行

隨著信息技術的飛速發展，信息安全問題日益突出，國家對于自主可控的重視也越來越高。據調查，在國內中小學階段開展信息技術、創客教育過程中，用到的開源硬件多數是國外的，國內具有自主知識產權的開源硬件較少，軟硬件生態的主體也都在國外，我們始終缺乏對核心技術的自主可控，無法做到國產可替代。

“器以載道”，在新課標和新教材的實施過程中，以掌控板、mPython為代表的國產開源軟硬件正在被全國廣大師生所熟知，出現在越來越多的學習和比賽中。掌控板符合國家自主可控的概念，采用純國產ESP32芯片確保了系統的安全性和自主可控性，且與新課標理念不謀而合。孩子們在使用自己本土教學設備時，會從心底油然而生出民族自信心，我想這才是我們當下教育最需要激發的原動力吧！

掌控板凝聚的力量

從外形看，掌控板手掌大小，看似也不需要很高的技術門檻，那它為何能成為國產教育開源硬件的領頭羊呢？

溯其根源，它的背后凝聚了很多教師的一線教學經驗和多個企業的技術支撐。作為掌控板的研發、生產與銷售企業，深圳盛思科教文化有限公司（以下簡稱“盛思”）開設Labplus社區為掌控板搭建專欄，建立交流學習渠道與平臺，自2019年9月起，在深圳市第二高級中學周茂華老師的組織下，共進行了23期“88掌控日”，分享掌控板在教學、競賽以及DIY等各方面的經驗，期間獲得10 000多名教師的觀看與討論；在掌控板相關案例書籍上，來自全國各地的名師都曾撰寫書籍并在各個地區作為學習范本，如《掌控創造營》《小創客學掌控板》《掌控Python》系列叢書等共計12本，此數量還在不斷增加中。

得益于眾多一線名師和企業的支持，掌控板的設計初衷從一開始便貼合了一線教師的根本需求。無論是功能、外形、技術穩定層面，都符合我國的創客及STEAM教育需求，因此才會被廣為推薦，多家教材已將掌控板作為開源硬件學習的主流硬件。

掌控板走過的普惠之路

2019年，盛思向云南臨滄市滄源教育局捐贈了500片掌控板。滄源俗稱阿佤山區，屬于中緬邊境經濟欠發達地區，在滄源國門小學公開課上，當孩子們第一次看到點亮掌控板出現了“hello ?world”時，她們的眼神在放光，穿透了地域的限制，這是孩子對于知識最淳樸且由內而外的渴望，由此也有了盛思的企業標語：用自信點亮孩子的眼眸，用技術撥動心靈的琴弦。

2021年，湖北省教育信息化發展中心（湖北省電化教育館）結合2021年全省學生信息素養提升實踐活動，在恩施州宜恩縣開展了信息技術“送培送展”公益活動。盛思積極調配人力、物力資源，贈送掌控板相關器材、課程、培訓、活動等，線上線下相結合指導幫扶區域，在共同探索教育信息化推廣幫扶的機制、策略與模式等方面取得了較為顯著的成績。

掌控板的自身特點有助于教育公平性的推行，其一，它的價格確如創客界的“一包辣條”，被廣為接受；其二，它確如其名，易掌控、易上手，集成豐富，可滿足信息科技初階學習的多種需求；其三，類比于同類型產品，它的底色為國產教育開源硬件，在根源上自主可控，性能和功能上也更穩定、更豐富，能滿足信息技術教育中對于創客、STEAM、物聯網、人工智能等多個方向的案例探究需求。

掌控板在物聯網方向的應用思考

2022年9月，掌控板正式升級為樂動掌控，成為從創客教學走向常態化信息科技大班授課的教學裝備。樂動掌控的內核依舊為掌控板，且自帶拓展板，集成多個拓展接口，在側面和底面開具多個樂高標準擴展孔位，兼容樂高積木；在性能上，升級音頻解碼芯片后可帶來音質上更好的體驗感；在待機上，內置1000mA大容量電池，可滿足機器人、人工智能、創客各種作品長時間工作的需求。

樂動掌控本身具有豐富多樣的傳感器和通信接口，通過藍牙和 Wi-Fi 雙模通信實現與云端的數據傳輸和遠程控制，在物聯網、智能制造、智能交通等領域，都可以發揮重要作用，具有廣泛的應用前景。物聯網是指通過互聯網連接物理世界中的各種物體和設備，讓它們之間實現信息交流和協同工作的技術。樂動掌控的自身特點完美貼合了物聯網教育的應用需求。

2023年，湖北省開展學生數字素養提升實踐活動，“掌控未來”專項活動的主題是“美好生活，智能伙伴”，其中孩子們就用樂動掌控做出了“智能農場控制器”，通過樂動掌控的Wi-Fi連接物聯網云平臺，與手機交互進行相關數據處理，解決了自動投食與放水、手機同步等問題。學生們基于對樂動掌控的了解，將學習和實際生活經驗相結合，充分發揮創客文化和跨學科應用的價值，將開源硬件和物聯網技術應用于實際生活點滴中，響應了義務教育新課標中強調的信息技術在學習和生活中的應用這一要求，培養了學生運用信息化思維發現問題、思考問題并解決問題的能力，從生活中來，到生活中去。

在本期“刊中刊”中，大家將會看到來自不同地區名師分享的基于物聯網教育方向的最新思考和實踐案例，介紹掌控板在物聯網系統設計中的應用場景和實現方法，探討如何通過掌控板和1956開發板（圖1）進行一鍵組網物聯網教學，物聯網教學案例的實現更加簡單易懂，提高了學校開展人工智能及物聯網教學的效率。1956開發板是一塊掌上微型電腦，它內置了Linux 系統，具備 Wi-Fi、藍牙等通訊功能，集成了豐富的硬件及拓展接口。因此，對于掌控板在物聯網教育實踐的探究上，有了1956開發板的加入，可實現的物聯網教育案例也更加豐富。

圖1 ?1956人工智能項目開發板

我們期待您能夠在這里發現有價值的研究成果和創新性的思考方式，同時，也感謝您一直以來對掌控板的支持和關注，更多資訊可關注“掌控板”官方二維碼。

注：本文系廣東深圳盛思科教文化有限公司推廣廣告

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