劉曉玉

摘要：作者嘗試以陶行知先生的“教學(xué)做合一”教學(xué)論為指導(dǎo)，在STEM的大視域下，基于開源硬件開展人工智能編程教學(xué)課堂實踐研究，形成引教、促學(xué)、創(chuàng)做的新型教學(xué)模式，尋求提升學(xué)生數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新素養(yǎng)的最佳途徑。

關(guān)鍵詞：教學(xué)做合一;開源硬件;數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新

中圖分類號：G434? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? 論文編號：1674-2117（2022）11-0047-02

陶行知先生的“教學(xué)做合一”教學(xué)論以推動學(xué)生創(chuàng)新為主旨，而信息技術(shù)學(xué)科的核心素養(yǎng)之一——數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新是個體通過評估并選用常見的數(shù)字化資源與工具，有效地管理學(xué)習(xí)過程與學(xué)習(xí)資源，創(chuàng)造性地解決問題，從而完成學(xué)習(xí)任務(wù)，形成創(chuàng)新作品的能力，這與陶行知先生所提倡的教學(xué)做合一中的創(chuàng)新不謀而合。因此，筆者所在學(xué)校以陶行知先生的“教學(xué)做合一”教學(xué)論為指導(dǎo)，在STEM視域下，基于開源硬件的人工智能編程教學(xué)展開了課堂實踐研究，并在八年級以開設(shè)實驗班的形式開展了物聯(lián)網(wǎng)編程教學(xué)實踐，同時，在前期實踐的基礎(chǔ)上，進(jìn)行經(jīng)驗總結(jié)，提煉思維。

● 教學(xué)做合一思想帶來的啟示

教學(xué)做合一思想強(qiáng)調(diào)教和學(xué)都要圍繞“做”展開，這就要求信息技術(shù)教師要帶領(lǐng)學(xué)生體驗利用工具解決實際生活問題的過程。學(xué)生要在模仿教師操作的基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新，探究工具在其他生活問題中的應(yīng)用，實現(xiàn)工具的創(chuàng)新應(yīng)用和問題的創(chuàng)新解決。在整個教學(xué)活動中，教師要充分發(fā)揮引導(dǎo)者的作用，引導(dǎo)學(xué)生積極探索知識、掌握知識，讓學(xué)生學(xué)會自主探究，主動積極地思考，對知識進(jìn)行真正意義上的建構(gòu)。

● 基于開源硬件的數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新課堂教學(xué)模式

筆者在八年級開展了掌控板物聯(lián)網(wǎng)編程的教學(xué)實踐，構(gòu)建了一個基于開源硬件的編程教學(xué)模式（如下頁圖1）。在該模式中，教師的角色從教授者轉(zhuǎn)為引導(dǎo)者，有效地培養(yǎng)了學(xué)生數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力。

1.引教

教師在課堂上重在引導(dǎo)學(xué)生自主創(chuàng)新，引導(dǎo)方式如下：

情境創(chuàng)設(shè)——引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造性解決問題，情境的創(chuàng)設(shè)要源于生活又要能回歸生活，服務(wù)于實際問題;

問題拋出——引導(dǎo)學(xué)生將問題轉(zhuǎn)換為項目，在分析問題的基礎(chǔ)上進(jìn)行項目設(shè)計;

解決問題——在學(xué)生開展項目活動的過程中，教師成為程序救火員，哪個小組遇到問題，就去立刻解決;

引導(dǎo)評價——教師策劃分享交流活動，引領(lǐng)思維提煉，實現(xiàn)遷移應(yīng)用。

2.促學(xué)

教師圍繞問題轉(zhuǎn)換的項目選擇合適的掌控板軟硬件資源進(jìn)行項目設(shè)計、算法設(shè)計。同時，在算法設(shè)計的引領(lǐng)下，學(xué)生基于mPython平臺展開編程，反復(fù)調(diào)試運(yùn)行，檢驗是否創(chuàng)造性解決問題，實現(xiàn)項目創(chuàng)新。最后，在教師的引領(lǐng)下學(xué)生進(jìn)行設(shè)計思路、創(chuàng)新性思維、遷移問題解決思路的交流碰撞。

3.創(chuàng)做

物聯(lián)網(wǎng)實驗是提升學(xué)生數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新能力的關(guān)鍵。在創(chuàng)做過程中，沒有解決問題的標(biāo)準(zhǔn)答案，沒有項目設(shè)計的唯一參考，有的學(xué)生天馬行空，有的學(xué)生異想天開，有的則有可視化的作品呈現(xiàn)。

● 課堂教學(xué)實踐思考

在實踐掌控板編程教學(xué)的過程中，筆者制訂了體驗掌控板物聯(lián)網(wǎng)的單元主題，并將其細(xì)分為智能手環(huán)、智慧家居、智慧農(nóng)場三個子主題，在主題的引領(lǐng)下，通過掌控板、掌控板+掌控寶、掌控板+微信小程序+BLYNK手機(jī)APP三類軟硬件資源設(shè)備支撐，形成掌控板物聯(lián)網(wǎng)編程課程體系（如圖2）。

在智能手環(huán)項目中，筆者為學(xué)生提供了一個關(guān)于掌控板各類傳感器的知識卡片庫，引導(dǎo)學(xué)生在初步認(rèn)識這些傳感器功能的基礎(chǔ)上，自主選擇合適的傳感器和硬件資源來實現(xiàn)具體的功能。例如，在計步器項目中，學(xué)生先從傳感器知識庫里找到加速度傳感器，再判定是否可行、是否行進(jìn)一步，還有如何實現(xiàn)步數(shù)累計，在小組充分討論思考的基礎(chǔ)上，筆者再進(jìn)行點撥。

在智能家居項目中，筆者為學(xué)生展示智能音箱、智能開關(guān)燈實體、生活場景視頻來增強(qiáng)學(xué)生的代入感，并提供傳感器、掌控板知識卡片庫，引導(dǎo)學(xué)生自主選擇。該項目的核心是要實現(xiàn)語音識別功能，還需要添加語音識別擴(kuò)展應(yīng)用，因此教師需詳細(xì)講解，以保證項目順利完成。

智慧農(nóng)場項目的難度較高，對設(shè)備的要求也很高，因此筆者設(shè)計的目標(biāo)是拓寬視野，展開想象，大膽創(chuàng)想。

● 結(jié)束語

數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新是信息技術(shù)學(xué)科的重要核心素養(yǎng)，學(xué)生的創(chuàng)新培養(yǎng)離不開教師的創(chuàng)新教學(xué)，教師只有敢于邁開創(chuàng)新改革的步伐，才能更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維。

參考文獻(xiàn)：

陶行知.陶行知文集[M].南京：江蘇教育出版社，2008.