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        高中Arduino課程大班教學的問題和對策

        2018-02-26 02:44:53林俊桂
        新課程(下) 2018年6期
        關(guān)鍵詞:普及性開源創(chuàng)客

        林俊桂

        (佛山市南海區(qū)羅村高級中學,廣東 佛山)

        近年來,創(chuàng)客運動在全球蓬勃發(fā)展。在我國,隨著政府的政策支持,各地涌現(xiàn)了大批的創(chuàng)客和創(chuàng)客空間。同時,創(chuàng)客教育迅速走進了中學的校園。Arduino是一款面向非專業(yè)人士的開源硬件,其價格低廉,開放源代碼,程序開發(fā)門檻低,配套模塊眾多,已成為創(chuàng)客開發(fā)作品的首選平臺。所以,在中學的創(chuàng)客教學活動中,以Arduino為核心的開源硬件開發(fā)課程(以下簡稱Arduino課程),成為一門事實上的創(chuàng)客必修課。

        然而在現(xiàn)階段,中學的Arduino課程大多選擇創(chuàng)客空間作為教學場所,以興趣小組的形式開展教學,最終目的是制作各種創(chuàng)客作品用來參加競賽,受益的是少數(shù)學生。如果能夠把Arduino課程設置為大班教學,作為普及性的校本課程,讓所有學生都有機會學習,可以使更多的學生了解創(chuàng)客文化,學習開源硬件技術(shù),提升他們的解決問題能力、團隊協(xié)作能力和創(chuàng)新能力。

        一、Arduino課程大班教學的主要問題

        1.所謂大班,一般是指學生數(shù)量超過50人的教學班級[1],以此為標準,現(xiàn)在普通高中,普遍班級都是大班。而中學里的創(chuàng)客空間一般場地面積較小,據(jù)調(diào)查,70%以上都是80平方米以下,這樣的空間在擺放了各種設備、工具后,只能以興趣小組為單位來組織學習,相關(guān)軟硬件的配置最多能支持20~30個學生同時上課,空間和設備都無法滿足大班教學。

        2.現(xiàn)有的Arduino課程,都是以制作創(chuàng)客作品、參加競賽為最終目標,教學過程中若使用C語言作為編程工具,需學生具備編程基礎;若使用到傳感器,電機等電子器材,涉及超出高中學生知識范圍的電子學知識,需要學生具有接線,焊接,切割等技能。這些特點使這門課程的內(nèi)容多,難度大,學生入門門檻高;另一方面,普通高中學生,面臨高考任務,無法騰出足夠的時間和精力來學習它。最終,只有少數(shù)拔尖的學生能參與課程學習。

        3.開設Arduino課程,教師不僅需要有程序設計知識,也需要有電子學知識,對教師的要求較高。據(jù)調(diào)查,超過55%開展創(chuàng)客教學的學校只有1~2兩位創(chuàng)客教師,顯然,僅有少數(shù)創(chuàng)客教師無法開展Arduino大班教學。

        4.傳統(tǒng)的中學課程是“階梯型”的,課程統(tǒng)一、有規(guī)范的學習步調(diào),以作業(yè)和考試成績作為學生學習行為的評價;現(xiàn)有的Arduino課程以競賽為目標,以競賽成績的好壞為評價。這兩種學習評價不適合普及性的校本課程。

        二、解決問題的對策建議

        把Arduino課程與現(xiàn)有高中信息技術(shù)課程相結(jié)合,作為信息技術(shù)校本課程的一部分,通過對現(xiàn)有信息技術(shù)課室進行改造,對信息技術(shù)教師進行培訓等措施,來解決Arduino大班化教學的問題,具體方法包括以下幾個方面:

        1.普通高中,都配備有可供學生上機操作的電腦室,人機比例基本能達到1∶1,在此基礎上,配備可供學生使用的Arduino的軟硬件,即可滿足Arduino課程教學的需要。以60人的班級為標準,給每兩位學生配備一套實驗器材,每套500元,只需投入30000元左右,即可把原有電腦室改造成一個Arduino課程的教學場所。

        2.作為普及性的課程,無需以競賽為目標,而是以了解、體驗、制作簡單的作品為教學目標。例如,我們在教學實踐過程中,設定了以下的教學目標:“通過課程,讓學生了解創(chuàng)客和開源精神,認識Arduino的工作原理,體驗以Arduino為核心的創(chuàng)客作品制作過程;能夠在老師的指導下,使用現(xiàn)有的器件,以小組為單位,完成一個作品。”在教學過程中,采用開源的ArduBlock可視化編程軟件作為Arduino編程軟件,通過“搭積木”式的編程,降低編程的難度,利用Arduino擴展板,杜邦線和集成實驗模塊,降低接線難度,減少焊接時間。根據(jù)學生的課時少,課后沒有時間和場地繼續(xù)學習的事實,在教學設計上,盡量減少兩節(jié)課之間的知識相關(guān)性,保持每節(jié)課知識的完整性和獨立性。

        3.信息技術(shù)教師,都具備一定的編程基礎和程序教學技能,通過對信息技術(shù)教師進行Arduino編程、電子電路基礎的培訓,完全可以勝任Arduino的普及性教學。如果能夠讓專職的創(chuàng)客教師參與到這門課程的教學中來,也可以取得更好的效果。

        4.改進評價方式,以項目為主,以小組團隊課堂演示、網(wǎng)絡演示的方式來展示作品,通過教師評價、學生互評和檔案袋的方式實現(xiàn)教學評價,不僅可以提高學生學習興趣,同時也可以減輕教師工作量,降低課程評價實施的難度。

        作為全新的課程,大班化開展教學確實有難度,但只要以學生的利益為出發(fā)點,改變思路,盤活現(xiàn)有資源,提升教師的知識和教學技能,認真?zhèn)湔n,在高中開展Arduino的普及課程,讓更多的學生了解創(chuàng)客精神,學習和使用開源硬件,是完全能夠?qū)崿F(xiàn)的。

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