樹莓派在小學(xué)信息技術(shù)教育中的應(yīng)用和實(shí)踐

陳君堂

【摘要】如今，我國的教育事業(yè)越來越受重視，教育行業(yè)也在進(jìn)行深化改革，朝著素質(zhì)教育方向前進(jìn)。素質(zhì)教育的目的不是簡簡單單讓學(xué)生取得高分，而是注重學(xué)生的全面發(fā)展。目前，我國小學(xué)信息技術(shù)教育仍然處于摸索階段，要想辦法將信息技術(shù)教育和普通教育相融合。雖然現(xiàn)在有一些少兒編程班出現(xiàn)，但是由于種種條件限制，學(xué)生未能對計(jì)算機(jī)編程或者計(jì)算機(jī)原理產(chǎn)生興趣，缺乏正確的引導(dǎo)反而容易沉迷網(wǎng)絡(luò)或網(wǎng)絡(luò)游戲。因此，正確的引導(dǎo)可以讓學(xué)生了解計(jì)算機(jī)的原理，能對計(jì)算機(jī)編程產(chǎn)生濃厚的興趣。小學(xué)生的想象力本就豐富多彩，給他們發(fā)揮的空間，能讓他們有更多創(chuàng)新的可能。當(dāng)今社會，科學(xué)技術(shù)蓬勃發(fā)展，我國科研技術(shù)人才極度短缺，在小學(xué)信息技術(shù)教育中應(yīng)用樹莓派進(jìn)行創(chuàng)新教育，可以更好地培養(yǎng)學(xué)生的科研興趣，為國家培養(yǎng)科技后備人才奠定基礎(chǔ)。因此，探索樹莓派在小學(xué)信息技術(shù)教育中的應(yīng)用和實(shí)踐十分必要。

【關(guān)鍵詞】樹莓派;小學(xué);信息技術(shù)

一、樹莓派的是什么

樹莓派是由英國劍橋大學(xué)博士埃本阿普頓作為主要發(fā)起人創(chuàng)建的一個(gè)開源項(xiàng)目，樹莓派的體積很小，但是功能強(qiáng)大。樹莓派建立在一塊小小的PCB板上，可以搭載Linux，Windows操作系統(tǒng)，還可以使用多種編程語言進(jìn)行編程，如，C、Python、Java、Scratch等語言。將樹莓派連接上顯示器、鼠標(biāo)和鍵盤等設(shè)備，它就搖身一變成為了一臺微型電腦。樹莓派上還有各種接口，使用一些編程語言就能快速對這些接口進(jìn)行編程開發(fā)，樹莓派還可以連接多種硬件傳感器。例如，光線、溫度、濕度傳感器等，通過這些傳感器能制作一些奇妙的項(xiàng)目。筆者在教學(xué)實(shí)踐中就曾讓學(xué)生完成利用樹莓派設(shè)計(jì)自動植物澆水器、音樂播放器、以樹莓派為大腦的機(jī)器車和樹莓派小氣象站等項(xiàng)目，學(xué)生興趣盎然，取得了良好的教學(xué)效果。

二、樹莓派應(yīng)用于小學(xué)信息技術(shù)教育的可行性

讓小學(xué)生使用樹莓派，有些人可能會認(rèn)為這太早了，實(shí)際上樹莓派應(yīng)用于小學(xué)信息技術(shù)教育是十分合適的。

首先，樹莓派學(xué)習(xí)起來非常有趣。雖然如今的少兒編程課多種多樣，但無一例外都是進(jìn)行一些編程命令的拼接或簡單代碼的編寫，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高。樹莓派本身是一個(gè)有趣且創(chuàng)造性很強(qiáng)的科目，針對于樹莓派的高可玩性，我們教師能根據(jù)樹莓派的特點(diǎn)設(shè)計(jì)很多有意思且具有創(chuàng)新性的課程。相比小學(xué)階段的其他學(xué)科課程，這會讓學(xué)生們眼前一亮。在開始進(jìn)行學(xué)習(xí)的時(shí)候，教師可以先演示一下樹莓派成品的效果，比如，在樹莓派的基礎(chǔ)上制作一輛使用藍(lán)牙模塊的遙控車，使用手機(jī)進(jìn)行控制。學(xué)生們感興趣了就會帶著興趣去學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)的效率非常高。

其次，樹莓派能讓學(xué)生真正了解計(jì)算機(jī)運(yùn)行的全過程。就像修建高樓大廈一樣，先要打好地基，樓越高地基就要越穩(wěn)，學(xué)習(xí)也是一樣的道理。學(xué)生對計(jì)算機(jī)是如何運(yùn)行一直比較好奇，所以樹莓派課程的講授可從計(jì)算機(jī)的原理講起，然后再講解一些數(shù)字電路和電子技術(shù)基礎(chǔ)的一些硬件知識，這些基礎(chǔ)知識對于以后的學(xué)習(xí)大有裨益，學(xué)生了解了基本運(yùn)行原理再去學(xué)習(xí)相關(guān)編程就簡單多了。利用樹莓派進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生在認(rèn)識樹莓派的硬件結(jié)構(gòu)和各種元器件后，再進(jìn)行軟件編程的學(xué)習(xí)，這對于學(xué)生認(rèn)識和了解計(jì)算機(jī)的運(yùn)行全過程很有幫助。學(xué)生學(xué)習(xí)信息技術(shù)時(shí)就能循序漸進(jìn)，一步一個(gè)腳印打好基礎(chǔ)。

三、樹莓派教學(xué)的優(yōu)勢

第一，利用樹莓派教學(xué)能培養(yǎng)學(xué)生良好的動手實(shí)踐能力。樹莓派不僅是敲代碼，它更是軟硬結(jié)合的嵌入式學(xué)習(xí)。在硬件方面，學(xué)生通過學(xué)習(xí)認(rèn)識各種元器件的功能，設(shè)計(jì)一個(gè)合理的方案，最后在PCB板上進(jìn)行各種元器件的連接。硬件組裝完成后再進(jìn)行程序的編寫，將程序燒入樹莓派中。這些實(shí)踐能帶動學(xué)生的實(shí)際動手能力，培養(yǎng)學(xué)生的工程師精神，為我國綜合性科技人才的培養(yǎng)奠定基礎(chǔ)。

第二，利用樹莓派教學(xué)可以培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問題的能力。學(xué)生在學(xué)習(xí)樹莓派時(shí)或多或少會遇到一些問題，例如，編寫程序出現(xiàn)的bug導(dǎo)致程序運(yùn)行不了，又或者是連接電路時(shí)遇到了接線錯(cuò)誤的問題，這些都是需要學(xué)生自己去調(diào)試找出問題才能完美解決的。通過自己的努力解決了難題，這會讓他們油然而生一種自豪感，獨(dú)立解決問題的能力也大大增強(qiáng)。

第三，利用樹莓派教學(xué)能增強(qiáng)學(xué)生的探索與創(chuàng)新能力。樹莓派可以很方便地連接各種傳感器和功能器件，制作出各種新奇的作品，這一優(yōu)點(diǎn)對于學(xué)生而言意味著有更多的創(chuàng)造空間。例如，利用簡單的雨滴傳感器，學(xué)生可以使用該傳感器做一個(gè)樹莓派雨量測量儀，對于具有創(chuàng)新想法的學(xué)生還能對這個(gè)作品進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)，應(yīng)用在實(shí)際生活中。如果將這個(gè)樹莓派連接在汽車的雨刮器上，就能根據(jù)當(dāng)前雨量的大小調(diào)整雨刮器刷動的頻率，制作出自動雨刮器。這些想法的出現(xiàn)不僅可以增加學(xué)生的探索創(chuàng)新能力，甚至還有將創(chuàng)造的產(chǎn)品推向市場的可能。

第四，利用樹莓派教學(xué)能培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)合作精神。例如，筆者在教學(xué)實(shí)踐中，針對學(xué)生喜歡玩游戲的特點(diǎn)設(shè)計(jì)了以下課程。筆者將班級學(xué)生分為兩個(gè)團(tuán)隊(duì)，每個(gè)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)一個(gè)教學(xué)任務(wù)，一隊(duì)學(xué)生完成樹莓派游戲的設(shè)計(jì)，另一隊(duì)學(xué)生則使用樹莓派設(shè)計(jì)路由器，只有當(dāng)兩隊(duì)學(xué)生都完成了任務(wù)后才能聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行游戲。這種課堂模式可以讓學(xué)生互幫互助，在一隊(duì)學(xué)生遇到問題時(shí)，另一隊(duì)學(xué)生也會非常樂意地去幫助他們，這不僅讓學(xué)生同時(shí)學(xué)習(xí)了兩個(gè)任務(wù)的知識，而且這種開放式的課堂不同于往日嚴(yán)肅的課堂，學(xué)生有問題就能和同學(xué)討論，或者問老師，將大部分時(shí)間交給學(xué)生，讓學(xué)生自由發(fā)揮，這樣學(xué)生的創(chuàng)造力得到體現(xiàn)，教學(xué)效率也能顯著提高。

第五，利用樹莓派教學(xué)能進(jìn)行多門學(xué)科的綜合學(xué)習(xí)。樹莓派是多門學(xué)科綜合的產(chǎn)物，學(xué)生在學(xué)習(xí)樹莓派的時(shí)候就是在進(jìn)行多學(xué)科的學(xué)習(xí)。樹莓派中一定要編好代碼才能運(yùn)行，在編程時(shí)，語句中包含了大量的英文單詞，以往學(xué)生可能會對背單詞感到厭煩，但是在學(xué)編程的時(shí)候認(rèn)識英文單詞，對于學(xué)生而言就是一舉兩得的事情，記住的單詞也能熟記于心，對于英語成績的提高也是大有幫助。編程的學(xué)習(xí)還能培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，邏輯思維能力在數(shù)學(xué)的學(xué)習(xí)上具有重要地位，良好的邏輯思維還能讓學(xué)生認(rèn)識事物的能力更強(qiáng)，有更好的自制力和自學(xué)能力。樹莓派還包含著力學(xué)、電路、材料和器件等多方面的知識。學(xué)生通過樹莓派的學(xué)習(xí)能促進(jìn)自身素質(zhì)的提高，對終生發(fā)展起著積極的作用。

四、總結(jié)

筆者通過樹莓派在小學(xué)信息技術(shù)教育中的應(yīng)用和實(shí)踐，深感樹莓派教學(xué)還處于探索階段，有著許多的東西等待著被挖掘，筆者也在不斷學(xué)習(xí)和摸索。雖然教育路上可能布滿荊棘，但隨著國家和社會的扶持力度的增大，通過教師們的刻苦探索于學(xué)習(xí)，努力探索樹莓派的優(yōu)勢以及挖掘?qū)W生們的興趣，最終一定會讓樹莓派在創(chuàng)新教育方面發(fā)光發(fā)熱，在以后取得更好發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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