項(xiàng)目學(xué)習(xí) 綜合探究 智創(chuàng)未來 紹興市柯橋區(qū)華舍中學(xué)STEAM教育結(jié)出成果

俞和軍

2020學(xué)年，我們的學(xué)生在浙江省智能機(jī)器人比賽中獲省一等獎(jiǎng)1人、市一等獎(jiǎng)1人、市三等獎(jiǎng)2人。科技創(chuàng)新作品獲省一等獎(jiǎng)1人、省二等獎(jiǎng)2人、省三等獎(jiǎng)3人。在全國青少年物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新創(chuàng)客大賽中我校一學(xué)生獲全國決賽二等獎(jiǎng)。獲市精品課程1門，區(qū)級(jí)精品課程3門。這些成績的取得在同類學(xué)校中領(lǐng)先，和我們學(xué)校重視STEAM教育分不開的。

紹興市柯橋區(qū)華舍中學(xué)是一所省級(jí)示范初中，學(xué)校教育努力做到在傳承中發(fā)展，將“智慧校園·多元發(fā)展·魅力人生”作為學(xué)校的辦學(xué)理念。隨著云計(jì)算、移動(dòng)化、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)+等新興信息技術(shù)在學(xué)校中的廣泛應(yīng)用，信息技術(shù)與教育教學(xué)業(yè)務(wù)的融合越來越深入，這些都促進(jìn)了智慧校園概念的提出、發(fā)展和建設(shè)。而“數(shù)字校園”一直是華舍教育的一張金名片，為了進(jìn)一步打造這張金名片，學(xué)校提煉了“智慧校園”的辦學(xué)理念，以STEAM教育為載體，開展項(xiàng)目化學(xué)習(xí)。

一、開展智能機(jī)器人項(xiàng)目化學(xué)習(xí)

華舍中學(xué)有5張金名片，其中之一就是華舍數(shù)字。華舍中學(xué)信息組是一支優(yōu)秀的教師隊(duì)伍，紹興市優(yōu)秀教研團(tuán)隊(duì)。學(xué)校目前計(jì)劃打造智能機(jī)器人創(chuàng)客空間，steam種子學(xué)校經(jīng)費(fèi)劃撥扶持機(jī)器人項(xiàng)目。學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)重視，支持項(xiàng)目開展;常規(guī)開展社團(tuán)課、科技節(jié)活動(dòng)、智能機(jī)器人輔導(dǎo)課，以上均保證項(xiàng)目化學(xué)習(xí)得以順利開展。

項(xiàng)目活動(dòng)課程的設(shè)置：智能機(jī)器人項(xiàng)目化學(xué)習(xí)的活動(dòng)主題來源于三個(gè)方面：基礎(chǔ)性課程中學(xué)生感興趣的話題 、辦學(xué)特色和校園文化、真實(shí)生活的時(shí)事熱點(diǎn) 。例如防疫大背景下，思考做防疫門禁系統(tǒng);校園讀書周，思考做智能圖書推送系統(tǒng);基礎(chǔ)性課程中，思考與科學(xué)有關(guān)的二十四節(jié)氣主題的項(xiàng)目化學(xué)習(xí)，切實(shí)關(guān)系到每一位學(xué)生的學(xué)習(xí)、生活。

二、開展美化家園項(xiàng)目化學(xué)習(xí)

1.組建團(tuán)隊(duì)

創(chuàng)建學(xué)生項(xiàng)目小組，及教師團(tuán)隊(duì)。學(xué)生項(xiàng)目小組確定人員名單及分工，教師團(tuán)隊(duì)進(jìn)行項(xiàng)目分析、技術(shù)支持，把控大方向。

2.確立項(xiàng)目

我的祖國有一個(gè)“中國夢(mèng)”，我也有一個(gè)夢(mèng)想，用人工智能的力量建一個(gè)“美好家園”。在這個(gè)美好家園利，戶外樓梯裝有彩色燈帶，利用按鈕控制，兼具美觀與照明功能;秋千帶控制風(fēng)扇，送來習(xí)習(xí)涼風(fēng)～籬笆利用超聲波監(jiān)測(cè)距離，當(dāng)有人靠近時(shí)，自動(dòng)響起歡迎歌曲，并顯示歡迎字幕。

3.分析問題

【家園如何搭建】：我們的主題是“美好家園”，用什么材料進(jìn)行搭建？怎樣體現(xiàn)美好，家園里有些什么？

【風(fēng)扇如何控制】：炎炎夏日下，蕩起秋千，在戶外野餐，若能有一把風(fēng)扇送來習(xí)習(xí)涼風(fēng)，豈不美哉～怎么來讓風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)起來呢？

【燈帶怎么亮】：旋轉(zhuǎn)樓梯非常的帥氣，但是在夜間上下時(shí)存在一定的安全隱患，是否能夠有一個(gè)燈帶可以進(jìn)行照明？燈帶怎么亮起，亮燈的效果如何？

【秋千如何自動(dòng)擺動(dòng)】：家園的院子里有一個(gè)秋千架，能不能讓秋千自動(dòng)蕩起來？

【如何判斷有訪客】：如何實(shí)現(xiàn)當(dāng)有訪客來臨時(shí)，屏幕顯示歡迎字幕，并播放歡快的歌曲，并且籬笆上的燈帶能夠亮起？

4.規(guī)劃方案

實(shí)現(xiàn)訪客到訪——熱烈歡迎——自動(dòng)秋千——啟動(dòng)風(fēng)扇——多變燈帶。

超聲波測(cè)距：距離大于30時(shí)亮藍(lán)燈，距離大于8小于30時(shí)，亮綠燈，距離小于等于8時(shí)，亮紅燈，唱?dú)g樂頌; 程小奔檢測(cè)人員來訪，檢測(cè)到有人靠近，屏幕顯示愛心和WELCOME。

用超聲波測(cè)距，當(dāng)距離小于10的時(shí)候，即揮動(dòng)手掌檢測(cè)距離，啟動(dòng)舵機(jī)，轉(zhuǎn)動(dòng)170度，離開時(shí)恢復(fù)到角度0，用舵機(jī)帶動(dòng)秋千轉(zhuǎn)動(dòng)。

用掌控板按鈕觸碰，觸摸P啟動(dòng)風(fēng)扇，觸摸T和H，啟動(dòng)燈帶，可以不斷地觸摸H改變燈帶的顏色，觸摸O鍵關(guān)閉燈帶，觸摸Y關(guān)閉風(fēng)扇。

5.實(shí)踐方案

【家園的搭建】：在材料上，學(xué)生想到了雪糕棒，廢物利用，牢固度強(qiáng)，可塑性也比較強(qiáng)，在設(shè)計(jì)上，希望有一個(gè)大大的院子，可以蕩秋千，可以在戶外野餐，有帥氣的旋轉(zhuǎn)樓梯......在制作旋轉(zhuǎn)樓梯時(shí)，也能凸顯它的美。家園的籬笆采用了鐵絲和紙板，鐵絲也可以隨意凹造型。

【風(fēng)扇的控制】：讓風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)我想到了電機(jī)，那風(fēng)扇的葉子呢，我則利用樂高積木，利用掌控板上的按鍵來控制風(fēng)扇的開與關(guān)。

【多變的燈帶】：帥氣的旋轉(zhuǎn)樓梯在夜間上下時(shí)需要燈光的照明，我想到用燈帶，利用按鈕開關(guān)，每按一次，均能呈現(xiàn)出不同效果的燈帶，兼具美觀與實(shí)用。在籬笆上也利用了燈帶，有訪客到來時(shí)，亮燈，讓訪客體會(huì)到主人的熱情，讓家園變得更美。

【秋千如何自動(dòng)擺動(dòng)】：家園的院子里有一個(gè)秋千架，能不能讓秋千自動(dòng)蕩起來？

【如何判斷有訪客】：如何實(shí)現(xiàn)當(dāng)有訪客來臨時(shí)，屏幕顯示歡迎字幕，并播放歡快的歌曲，并且籬笆上的燈帶能夠亮起？

6.評(píng)價(jià)與反思

能自動(dòng)監(jiān)測(cè)到訪客的到來，并能顯示歡迎屏幕，亮燈以及播放歌曲，體現(xiàn)了美好家園的主旨。也能提醒主人有訪客到來。家園里處處體現(xiàn)了人工智能，燈帶、風(fēng)扇、秋千這些都利用了掌控板進(jìn)行控制，智能化的同時(shí)又非常美觀。秋千的控制以及樓梯燈帶的控制如果能用語音控制，效果會(huì)更好，程序還在改進(jìn)中。

三、未來，我們?cè)诼飞?/p>

我們追求的宗旨：

學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變 ：自主學(xué)習(xí)意識(shí)的形成，合作能力的培養(yǎng)、溝通交流能力的提升。

教師教學(xué)角色的轉(zhuǎn)變：加強(qiáng)學(xué)科滲透， 從主導(dǎo)者變?yōu)橐龑?dǎo)者。

師生關(guān)系的轉(zhuǎn)變 ：師生合作、互動(dòng)加強(qiáng)， 多維度評(píng)價(jià)、反饋、改善 。

學(xué)生綜合素養(yǎng)的提升：學(xué)習(xí)真實(shí)發(fā)生。