秦繼艷 賈明慧

摘要：面向中小學(xué)生開(kāi)展創(chuàng)客教育既是時(shí)代發(fā)展的要求，也是素質(zhì)教育和人才培養(yǎng)的要求。在創(chuàng)客教育中，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)是一種以學(xué)生為中心、圍繞特定教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行的具有探究性的教學(xué)組織形式。本文以防近視臺(tái)燈為例，總結(jié)了項(xiàng)目式學(xué)習(xí)在創(chuàng)客教育中的綜合運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：項(xiàng)目式學(xué)習(xí);創(chuàng)客教育

中圖分類號(hào)：G434? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 論文編號(hào)：1674-2117（2022）11-0060-03

隨著創(chuàng)客教育的不斷深入，如何在課堂教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)中，結(jié)合項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)促進(jìn)創(chuàng)客教育活動(dòng)的開(kāi)展成為關(guān)注的重點(diǎn)。本文以防近視臺(tái)燈的開(kāi)發(fā)為例，闡述學(xué)生如何通過(guò)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題，獲得知識(shí)，形成技能，提升能力，最終完成一份符合教學(xué)要求的作品的過(guò)程。

● 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)的實(shí)施

項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為培養(yǎng)中學(xué)生綜合素質(zhì)提供了一種可操作的方法，它符合新課程改革的精神，對(duì)當(dāng)前的學(xué)科教學(xué)、綜合實(shí)踐、研究性學(xué)習(xí)，尤其是創(chuàng)客教育的開(kāi)展有著很好的參考意義。下面，筆者以防近視臺(tái)燈的搭建為例，探究項(xiàng)目式教學(xué)在創(chuàng)客教育中的應(yīng)用，以期為后續(xù)的教學(xué)提供思路。

1.問(wèn)題產(chǎn)生的背景

對(duì)教師而言，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)與興趣，提高其學(xué)習(xí)積極性至關(guān)重要，這就要求教師結(jié)合學(xué)科性質(zhì)、特點(diǎn)，采取靈活的導(dǎo)課方式，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境。筆者發(fā)現(xiàn)，隨著信息技術(shù)的普及，青少年越來(lái)越頻繁地接觸和使用電子設(shè)備，尤其是2020年新冠疫情突發(fā)后，全國(guó)中小學(xué)均采用線上授課的教學(xué)模式，但學(xué)生居家學(xué)習(xí)卻無(wú)人監(jiān)管，導(dǎo)致開(kāi)學(xué)后戴眼鏡的學(xué)生明顯增多。

于是，筆者嘗試?yán)脛?chuàng)客空間已有的硬件，引導(dǎo)學(xué)生制作一臺(tái)智能讀寫守護(hù)儀，希望能夠給看書(shū)或者做作業(yè)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的學(xué)生計(jì)時(shí)提醒，當(dāng)學(xué)生的讀寫姿勢(shì)不正確時(shí)進(jìn)行警告，它可以調(diào)節(jié)光線亮度，還可以讓家長(zhǎng)進(jìn)行有效監(jiān)督。

2.方案設(shè)計(jì)

筆者采用學(xué)生分組的形式組織學(xué)習(xí)活動(dòng)。學(xué)習(xí)小組的構(gòu)成遵循“組內(nèi)異質(zhì)，組間同質(zhì)”的原則，這樣既便于組內(nèi)幫扶，又適用于組間競(jìng)爭(zhēng)。學(xué)生們經(jīng)過(guò)分析研究，將問(wèn)題及解決方案進(jìn)行總結(jié)與闡述：

①針對(duì)持續(xù)讀寫時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了計(jì)時(shí)提醒功能，把讀寫的時(shí)長(zhǎng)設(shè)定為40分鐘。按下綠色按鈕，開(kāi)始計(jì)時(shí)，40分鐘后，會(huì)發(fā)出提示音，提醒學(xué)生休息，按下紅色按鈕，提示音停止。

②針對(duì)不能長(zhǎng)時(shí)間保持正確讀寫姿勢(shì)的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了用超聲波傳感器測(cè)量使用者頭部和桌面之間的距離。如果距離過(guò)近，超聲波傳感器會(huì)發(fā)出提示音，提醒使用者把頭抬高一點(diǎn)，調(diào)整到正確的讀寫姿勢(shì)，等頭部調(diào)整到合適的高度，提示音就會(huì)消失。這樣有助于提醒使用者時(shí)刻保持正確的讀寫姿勢(shì)，養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。

③針對(duì)學(xué)習(xí)環(huán)境光線較暗，容易導(dǎo)致眼疲勞的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了用光線傳感器感應(yīng)學(xué)習(xí)環(huán)境的光線，如果學(xué)習(xí)環(huán)境光線太暗，則光環(huán)板的燈亮起，提醒調(diào)整學(xué)習(xí)環(huán)境的光線。如果光線適宜，則光環(huán)板的燈熄滅。

④為了讓學(xué)習(xí)環(huán)境更舒適，學(xué)生還添加了溫度傳感器和顯示器。如果學(xué)習(xí)環(huán)境溫度太高，小風(fēng)扇會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)起，提醒調(diào)整學(xué)習(xí)環(huán)境的溫度。

⑤針對(duì)家長(zhǎng)不能時(shí)刻監(jiān)督提醒學(xué)生養(yǎng)成良好學(xué)習(xí)習(xí)慣的問(wèn)題，可以添加物聯(lián)網(wǎng)功能。家長(zhǎng)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)，隨時(shí)關(guān)注孩子的讀寫時(shí)長(zhǎng)和讀寫姿勢(shì)等。

3.物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的選擇

物聯(lián)網(wǎng)是指通過(guò)信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，將任何物體與網(wǎng)絡(luò)相連接，物體通過(guò)信息傳播媒介進(jìn)行信息交換和通信，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別、定位、跟蹤、監(jiān)管等功能。簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)，物聯(lián)網(wǎng)就是把所有物品通過(guò)信息傳感設(shè)備與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息交換，即物物相息，以實(shí)現(xiàn)智能化識(shí)別和管理。本設(shè)計(jì)就是應(yīng)用了物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)的數(shù)據(jù)信息交換和通信功能。常見(jiàn)的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)有OneNET和阿里云等，本案例用的是OneNET。OneNET全稱為中國(guó)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，是由中國(guó)移動(dòng)打造的PaaS物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)放平臺(tái)。平臺(tái)能夠幫助開(kāi)發(fā)者輕松實(shí)現(xiàn)設(shè)備接入與設(shè)備連接，提供綜合性的物聯(lián)網(wǎng)解決方案，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)功能。登錄網(wǎng)址為：https：//open.iot.10086.cn/intro。登錄后可以進(jìn)行項(xiàng)目/設(shè)備的綁定。

4.具體實(shí)施步驟

（1）硬件清單

掌控板（2塊）、計(jì)時(shí)器（1個(gè)）、計(jì)時(shí)顯示器（1個(gè)）、超聲波傳感器（1個(gè)）、光線傳感器（1個(gè)）、光環(huán)板（1塊）、溫度傳感器（1個(gè)）、溫度顯示器（1個(gè)）、小電機(jī)（1個(gè)）、數(shù)據(jù)線（若干）、手工材料（若干）。

（2）設(shè)計(jì)搭建

①組裝掌控板1及相關(guān)接線。

②將計(jì)時(shí)顯示器、開(kāi)始計(jì)時(shí)和停止計(jì)時(shí)按鈕裝置與掌控板1連接，負(fù)責(zé)計(jì)時(shí)及提醒。

③安裝超聲波傳感器，與掌控板1連接，負(fù)責(zé)測(cè)量使用者頭部和桌面之間的距離。

④輸入程序，進(jìn)行測(cè)試（如圖1、圖2）。

⑤安裝光線傳感器，與掌控版2連接，時(shí)刻測(cè)量學(xué)習(xí)環(huán)境的光線值。

⑥將光環(huán)板與掌控板2連接，當(dāng)光線強(qiáng)度太弱時(shí)，光環(huán)板燈亮起，調(diào)整學(xué)習(xí)環(huán)境的光線亮度。

⑦將溫度傳感器與掌控板2連接，并添加溫度顯示器，實(shí)時(shí)顯示學(xué)習(xí)環(huán)境的溫度。

⑧安裝小電機(jī)和3D打印的風(fēng)扇，設(shè)定在環(huán)境溫度過(guò)高時(shí)，風(fēng)扇自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。

⑨在掌控板2中，設(shè)置家長(zhǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)功能，輸入如下頁(yè)圖3所示的程序。家長(zhǎng)注冊(cè)并登錄OneNET——中國(guó)移動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)開(kāi)放平臺(tái)，找到學(xué)生讀寫守護(hù)儀，通過(guò)觀察設(shè)計(jì)的兩個(gè)參數(shù)，就可以掌握孩子的學(xué)習(xí)情況。其中，數(shù)據(jù)流num1表示學(xué)生距離書(shū)本的距離;數(shù)據(jù)流num2表示學(xué)習(xí)助手前是否有學(xué)生，0表示沒(méi)有人，1表示有人。

⑩在掌控板2中輸入程序（如下頁(yè)圖4）進(jìn)行測(cè)試。

（3）完善外觀

（4）“防近視臺(tái)燈”測(cè)試及結(jié)構(gòu)優(yōu)化

該項(xiàng)目針對(duì)現(xiàn)有臺(tái)燈功能單一的現(xiàn)狀，做了較多優(yōu)化：

①可以對(duì)學(xué)生讀書(shū)作業(yè)的時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行計(jì)時(shí)，提醒注意勞逸結(jié)合。

②時(shí)刻監(jiān)督學(xué)生在學(xué)習(xí)的時(shí)候要時(shí)刻保持正確的讀寫姿勢(shì)。

③時(shí)刻監(jiān)測(cè)學(xué)習(xí)環(huán)境的光線和溫度，當(dāng)光線太暗的時(shí)候，光環(huán)板的燈亮，提醒要注意補(bǔ)充光線。

④當(dāng)溫度太高的時(shí)候，小風(fēng)扇轉(zhuǎn)起，提醒需降溫。

最重要的是，父母即使不在身邊陪伴，也可以通過(guò)OneNET平臺(tái)關(guān)注孩子是否在學(xué)習(xí)，以及學(xué)習(xí)狀態(tài)下孩子的讀寫姿勢(shì)情況。

但本設(shè)計(jì)仍存在一定的不足：

①臺(tái)燈體積過(guò)大。小巧輕便某種程度上也是大家選擇某款臺(tái)燈的決定因素，體積大不方便擺放將制約其推廣。

②臺(tái)燈成本過(guò)高。電子元件固然可以擴(kuò)展諸多功能，但是在實(shí)際操作中，利用率未可知，培養(yǎng)一種習(xí)慣很難，糾正一種習(xí)慣更難，當(dāng)學(xué)生已經(jīng)有了不好的讀寫習(xí)慣時(shí)，改正的過(guò)程中一定充滿坎坷，被監(jiān)督也會(huì)成為學(xué)生的心理負(fù)擔(dān)，高成本、低體驗(yàn)感的受眾可能并不會(huì)對(duì)這款臺(tái)燈有過(guò)多的熱情。

③臺(tái)燈電子原件過(guò)多，雖然實(shí)現(xiàn)的功能復(fù)雜化，但提高了臺(tái)燈出問(wèn)題的幾率，后期維護(hù)如果再有資本投入或過(guò)程煩瑣，往往不會(huì)得到受眾支持。

● 項(xiàng)目式學(xué)習(xí)在創(chuàng)客教育中的優(yōu)勢(shì)

在本項(xiàng)目的開(kāi)展過(guò)程中，項(xiàng)目式學(xué)習(xí)與創(chuàng)客教育教學(xué)有以下幾方面的融合：

第一，在項(xiàng)目學(xué)習(xí)中，認(rèn)知目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)已不是唯一的教學(xué)目標(biāo)，項(xiàng)目學(xué)習(xí)更側(cè)重于讓學(xué)習(xí)發(fā)現(xiàn)知識(shí)、表述知識(shí)和應(yīng)用知識(shí)，學(xué)生在探究的過(guò)程中，利用自主探究、小組合作、動(dòng)手實(shí)踐等解決了實(shí)際問(wèn)題，提升了自己的能力。

第二，在本項(xiàng)目的實(shí)施過(guò)程中，教師以現(xiàn)有的電子元件為基礎(chǔ)，通過(guò)讓學(xué)生觀察、提出問(wèn)題、找出解決方案等多種方式，讓每個(gè)學(xué)生參與其中。學(xué)生在課下認(rèn)真觀察，搜集資料，探索解決方案，在課堂上設(shè)計(jì)圖紙，連接線路，充分展開(kāi)了自主學(xué)習(xí)，通過(guò)完成項(xiàng)目任務(wù)提升了合作探究以及溝通交流的能力。

第三，創(chuàng)客教育中的教師是引導(dǎo)者，因?yàn)閷W(xué)生多途徑獲取的知識(shí)甚至要超越教師，教師需要扮演的是項(xiàng)目啟動(dòng)的策劃者和組織者，引導(dǎo)學(xué)生獲取項(xiàng)目問(wèn)題及解決方案，教師還是項(xiàng)目過(guò)程的管理者，對(duì)組員和整個(gè)探究過(guò)程有具體的規(guī)劃。

需要注意的是，傳統(tǒng)教學(xué)模式依然存在不可取代的優(yōu)越性，學(xué)生可以通過(guò)自主探究提升動(dòng)手能力創(chuàng)新能力，將想法付諸行動(dòng)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，但是這一系列的操作必須有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)做基礎(chǔ)，學(xué)生可以憑借自己豐富的個(gè)人經(jīng)歷對(duì)項(xiàng)目式教學(xué)提供創(chuàng)意想法，但也不能缺少傳統(tǒng)課堂的知識(shí)傳授。如何將兩者合理地結(jié)合起來(lái)，依舊是教師努力的方向。