淺析Arduino在高中通用技術(shù)中的教學(xué)策略*

周 波

(重慶市長壽中學(xué)校 重慶 長壽 401220)

在信息技術(shù)的飛速發(fā)展階段，信息技術(shù)開始出現(xiàn)在教育領(lǐng)域之中，使得教育信息化發(fā)展。同時，根據(jù)課程改革的要求和理念，對于高中的通用技術(shù)教學(xué)，更加注重對學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，讓學(xué)生不僅掌握相關(guān)的基礎(chǔ)知識，還要具備良好的信息意識和計算思維能力。因此，教師在實際教學(xué)中應(yīng)用Arduino設(shè)備，進一步強化學(xué)生對知識的理解，促使學(xué)生逐漸掌握相關(guān)的技能，從而有效的完善了通用技術(shù)實踐課程，確保學(xué)生的學(xué)習(xí)效果得到提升。

1.Arduino的教學(xué)特點

1.1 資源豐富。Arduino是一種基于軟件與硬件開發(fā)的開源平臺，具有便捷靈活、簡單的編程和指令，且拓展性較強的特點。另外Arduino不僅是全球最為流行的開源硬件，還是一個優(yōu)秀的軟件開發(fā)平臺，更是硬件開發(fā)的趨勢，具有良好的發(fā)展前景。

1.2 自主性強。由于很多面向?qū)ο罂刂频木幊?，都是文本化編程，?dǎo)致學(xué)生的學(xué)習(xí)起來比較困難。因此，在高中通用技術(shù)課堂應(yīng)用Arduino，支持文本化和圖形化編程，可以讓學(xué)生自由的選擇編程方式，根據(jù)自己的需求，自主的搭配各種拓展板和外接設(shè)備。同時，Arduino的入門簡單，且成本較低，在很大程度上能夠激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)和探究欲望[1]?？梢哉f，在高中通用技術(shù)中應(yīng)用Arduino，能夠充分調(diào)動起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動性，促進學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和信息素養(yǎng)增強。

2.Arduino在高中通用技術(shù)中的教學(xué)策略

2.1 完善教學(xué)的內(nèi)容。對于Arduino硬件的應(yīng)用，教師就要與時俱進為學(xué)生完善和豐富教學(xué)內(nèi)容，充分激發(fā)起學(xué)生的學(xué)習(xí)和探究興趣，促使學(xué)生能夠快速入門，更加輕松的掌握相關(guān)的知識和技能。因此，教師要注重對學(xué)生思維的激活，鍛煉學(xué)生思維的靈活性和創(chuàng)造性[2]。所以，教師在實際教學(xué)中，可以根據(jù)具體的內(nèi)容或知識點，為學(xué)生設(shè)置合理的問題，引導(dǎo)學(xué)生進行解決，幫助學(xué)生構(gòu)建完整的知識體系。例如要讓學(xué)生學(xué)會if語句，知道條件成立時執(zhí)行語句，否則不執(zhí)行。教師就可以引導(dǎo)學(xué)生使用Arduino項目設(shè)計的編程語法，進行編程的學(xué)習(xí)。當(dāng)教師講解到分支語句if時，此時引入Arduino內(nèi)容，能夠強化學(xué)生的進一步理解和記憶。首先，教師可以學(xué)生用三個發(fā)光二極管、按鈕開關(guān)和一個Arduino主板，制作一個搶答器，充分調(diào)動起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和主動性。其次，教師指導(dǎo)學(xué)生用編程控制不同按鈕開關(guān)中，不同顏色的搶答燈。這樣，當(dāng)學(xué)生制作成一個搶答器后，就會經(jīng)過實踐的驗證，按住不同的開關(guān)所對應(yīng)亮的燈，促使學(xué)生更為深刻且輕松的理解if語句，從而逐漸增強學(xué)生的實際學(xué)習(xí)效果，促進學(xué)生信息素養(yǎng)和實踐操作能力的提升。

2.2 設(shè)置趣味項目任務(wù)。在高中通用技術(shù)教學(xué)中，教師應(yīng)用Arduino，要充分考慮到學(xué)生的接受水平，所以教師就可結(jié)合實際生活，為學(xué)生開展體驗式的教學(xué)活動，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和興趣。因此，教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容，為學(xué)生設(shè)置趣味的項目任務(wù)，確保任務(wù)難度的適中，幫助學(xué)生更好的入門，促使學(xué)生自主完成任務(wù)[3]。比如，教師要讓學(xué)生掌握“枚舉算法”，能夠一一列出該問題的所有可能情況，并對可能情況進行逐一分析，判斷是否滿足條件。所以，教師可以運用Arduino，與生活中常見的傳感器，為學(xué)生進行項目任務(wù)的設(shè)定，例如讓學(xué)生設(shè)計電子鬧鐘、玩具車等等。從而學(xué)生在完成項目任務(wù)的過程中，能夠結(jié)合一些其他設(shè)備，包括3D打印機、激光雕刻板等，對出現(xiàn)的可能進行分析，最后挑選出符合條件的正確解。

這樣，在整體的項目任務(wù)學(xué)習(xí)中，學(xué)生可以參照相關(guān)的教程，進一步改進自己熟悉的事物，強化學(xué)生對Arduino編程的深刻理解和記憶，促使學(xué)生能夠更加熟練的運用Arduino，結(jié)合傳感器去控制對象，在很大程度上增強了學(xué)生的學(xué)習(xí)動力，促進高中通用技術(shù)課堂教學(xué)的實效性提升。

2.3 組織小組合作學(xué)習(xí)。對于Arduino在高中通用技術(shù)中的應(yīng)用，教師就要讓學(xué)生能學(xué)會運用Arduino，去掌握更多的知識。因此，教師可以組織學(xué)生以小組的形式進行合作學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生完成設(shè)計與制作，鼓勵學(xué)生在組內(nèi)敢于表達自己不同的看法和見解，互相交流和借鑒設(shè)計的思路，有助于學(xué)生產(chǎn)生創(chuàng)作的靈感，建立良好的工程思維，從而促進學(xué)生信息素養(yǎng)和綜合素質(zhì)的發(fā)展。

例如在《算法與程序設(shè)計》中，教師要讓學(xué)生學(xué)會順序查找的基本思想，從一個數(shù)據(jù)開始，按順序逐個將數(shù)據(jù)與給定的數(shù)據(jù)進行比較。因此，教師可以讓學(xué)生去完成智能臺燈的設(shè)計，在智能臺燈原有的功能基礎(chǔ)上，嘗試再添加一到兩個功能，鍛煉學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力，強化學(xué)生的自主學(xué)習(xí)效果。這樣，學(xué)生就會體驗到整個設(shè)計的過程，首先學(xué)生在小組內(nèi)，需要共同商討，并繪制設(shè)計圖和方案，培養(yǎng)學(xué)生熟練使用計算機制圖的能力。此時，學(xué)生在設(shè)計中，有的學(xué)生就會發(fā)現(xiàn)LED燈比較刺眼，容易在人們使用中影響視力，這樣學(xué)生就會加入一些防止燈光直射的想法。其次，學(xué)生在結(jié)構(gòu)的設(shè)計時，會考慮到Arduino主控板、擴展板和電池盒等器件選用問題。從而通過學(xué)生的合作學(xué)習(xí)，為學(xué)生的自主開發(fā)和制作奠定了良好的基礎(chǔ)。

結(jié)束語

綜上所述，Arduino在高中通用技術(shù)中的應(yīng)用，能夠幫助學(xué)生進一步理解和鞏固相關(guān)的知識，鍛煉學(xué)生的計算機操作技能，強化學(xué)生的信息素養(yǎng)和計算思維。通過教師精心設(shè)計的教學(xué)活動和內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生自主完成學(xué)習(xí)任務(wù)，促使學(xué)生逐漸掌握Arduino的運用和豐富的技術(shù)知識，從而在很大程度上有助于學(xué)生核心素養(yǎng)的形成。