談創(chuàng)客教育在高中信息技術(shù)教學(xué)中的實(shí)踐

張志勇

[摘 要]創(chuàng)客教育的高速發(fā)展給高中信息技術(shù)教學(xué)帶來(lái)了挑戰(zhàn)，教師應(yīng)在實(shí)際教學(xué)中實(shí)施創(chuàng)客教育，以有效提升學(xué)生的信息素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。文章結(jié)合超聲波傳感器的系列應(yīng)用案例，提出在高中信息技術(shù)教學(xué)中實(shí)施創(chuàng)客教育的一些策略，即優(yōu)化主題內(nèi)容、細(xì)化項(xiàng)目方案、強(qiáng)化自主合作和深化多維評(píng)價(jià)，讓學(xué)生能夠把所學(xué)內(nèi)容應(yīng)用于實(shí)踐，引導(dǎo)學(xué)生自己去發(fā)明創(chuàng)造，提高學(xué)生的創(chuàng)新能力。

[關(guān)鍵詞]創(chuàng)客教育;高中信息技術(shù);超聲波傳感器

[中圖分類號(hào)]? ? G633.67? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]? ? A? ? ? ? [文章編號(hào)]? ? 1674-6058（2022）05-0093-03

在高中信息技術(shù)教學(xué)中實(shí)施創(chuàng)客教育，把項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、實(shí)踐操作、生活體驗(yàn)等整合在一起，能有效培養(yǎng)學(xué)生的自主合作學(xué)習(xí)能力和自主創(chuàng)新能力，這與新課標(biāo)提倡促進(jìn)數(shù)字化學(xué)習(xí)與注重創(chuàng)新能力培養(yǎng)的理念不謀而合。

一、高中信息技術(shù)教學(xué)中實(shí)施創(chuàng)客教育的意義

在學(xué)習(xí)生活中有些人把自己有意義的想法兌現(xiàn)為實(shí)際行動(dòng)，這樣的人就是創(chuàng)客，而在培養(yǎng)創(chuàng)客的基礎(chǔ)上融合教育文化，就形成了創(chuàng)客教育。創(chuàng)客教育主張學(xué)生自主創(chuàng)新，在學(xué)習(xí)生活中挖掘自己喜歡的課題來(lái)研究。高中信息技術(shù)以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和多媒體技術(shù)為核心，結(jié)合項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、自主合作學(xué)習(xí)，把理論與實(shí)踐聯(lián)系起來(lái)，倡導(dǎo)應(yīng)用性學(xué)習(xí)。創(chuàng)客教育提倡理論知識(shí)聯(lián)系實(shí)際生活，讓學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)不會(huì)感到枯燥，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，促進(jìn)學(xué)生綜合能力的提升。創(chuàng)客教育以提高學(xué)生的綜合能力為目的，引導(dǎo)學(xué)生形成完整的知識(shí)結(jié)構(gòu)，有效提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、創(chuàng)新學(xué)習(xí)的能力，注重培養(yǎng)符合社會(huì)要求的新型人才。在高中信息技術(shù)教學(xué)中實(shí)施創(chuàng)客教育十分有意義。

二、高中信息技術(shù)教學(xué)中實(shí)施創(chuàng)客教育的現(xiàn)狀

創(chuàng)客教育已經(jīng)逐漸被很多高中信息技術(shù)教師所接受，他們知道在高中信息技術(shù)教學(xué)中實(shí)施創(chuàng)客教育可以調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提升學(xué)生的綜合能力，但是目前創(chuàng)客教育的普及程度還不夠。其一，目前創(chuàng)客教育的內(nèi)容還沒(méi)有統(tǒng)一，教師只能自行搜集相關(guān)的課程素材，自行編寫設(shè)計(jì)課程內(nèi)容。其二，把創(chuàng)客教育與信息技術(shù)教學(xué)相融合，需要教師有更廣泛的信息技術(shù)知識(shí)、熟練的動(dòng)手技能和豐富的編程經(jīng)驗(yàn)，這些對(duì)教師的要求很高。其三，實(shí)施創(chuàng)客教育后缺乏有效完整的評(píng)價(jià)機(jī)制，很難及時(shí)實(shí)現(xiàn)有效評(píng)價(jià)。其四，一些教師把實(shí)施創(chuàng)客教育當(dāng)作任務(wù)要求，不是自發(fā)去做的，積極性不高。

三、高中信息技術(shù)教學(xué)中實(shí)施創(chuàng)客教育的策略

（一）優(yōu)化主題內(nèi)容

在高中信息技術(shù)教學(xué)中實(shí)施創(chuàng)客教育時(shí)，應(yīng)結(jié)合學(xué)生的興趣愛(ài)好來(lái)選擇主題內(nèi)容、優(yōu)化主題內(nèi)容，再挖掘主題內(nèi)容中所蘊(yùn)含的育人價(jià)值，圍繞教學(xué)目標(biāo)開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)，貫徹落實(shí)新課程理念。下面筆者從三個(gè)方面介紹如何優(yōu)化主題內(nèi)容。

1.精于學(xué)習(xí)，尋找主題

在高中階段特別是高一階段，學(xué)生學(xué)習(xí)的科目較多，在這么多科目的學(xué)習(xí)過(guò)程中往往會(huì)遇到很多不同類型的問(wèn)題，教師可以將這些問(wèn)題挖掘出來(lái)，引導(dǎo)學(xué)生深入研究，最后形成創(chuàng)客教育的主題。學(xué)生通過(guò)創(chuàng)客教育主題內(nèi)容的學(xué)習(xí)，可以很好地進(jìn)行跨學(xué)科的整合學(xué)習(xí)。比如在學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、物理時(shí)要計(jì)算教室的面積，就可以利用超聲波傳感器來(lái)測(cè)量教室的長(zhǎng)、寬再結(jié)合高中信息技術(shù)編程求出面積;在學(xué)習(xí)生物要測(cè)量心跳、脈搏和體溫時(shí)，就可以利用高中信息技術(shù)編程結(jié)合脈搏傳感器和溫度傳感器來(lái)測(cè)量;在學(xué)習(xí)地理的土壤知識(shí)時(shí)，就可以利用高中信息技術(shù)編程結(jié)合濕度傳感器來(lái)測(cè)量土壤的濕度。通過(guò)學(xué)習(xí)這些與相關(guān)學(xué)科有關(guān)的主題內(nèi)容，可以更好地把信息技術(shù)與其他學(xué)科融合在一起，促進(jìn)學(xué)生融合多學(xué)科知識(shí)來(lái)處理問(wèn)題。

2.源于生活，發(fā)現(xiàn)主題

陶行知認(rèn)為，生活就是教育，教育來(lái)自生活。學(xué)生在日常生活中遇到的許多問(wèn)題，通過(guò)加工和完善，就可以成為創(chuàng)客教育的主題。高中信息技術(shù)創(chuàng)客教育主題若來(lái)源于社會(huì)生活中的問(wèn)題，可以使學(xué)生更好地貼近生活、學(xué)以致用、走向社會(huì)，還可以更好地進(jìn)行德育滲透，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。比如，利用高中信息技術(shù)編程結(jié)合LED燈，模擬交通路口的紅綠燈，引導(dǎo)學(xué)生要注意交通安全;利用高中信息技術(shù)編程結(jié)合超聲波傳感器，模擬倒車?yán)走_(dá)實(shí)現(xiàn)成功倒車，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神;利用高中信息技術(shù)編程結(jié)合人體紅外感應(yīng)傳感器，模擬感應(yīng)路燈，教育學(xué)生要節(jié)能環(huán)保;利用高中信息技術(shù)編程結(jié)合煙霧傳感器，模擬消防報(bào)警系統(tǒng)，提醒學(xué)生要有防火意識(shí)。通過(guò)這些來(lái)源于生活的創(chuàng)客教育主題的學(xué)習(xí)，可以引導(dǎo)學(xué)生了解實(shí)際生活，實(shí)現(xiàn)素質(zhì)教育。

3.基于游戲，挖掘主題

布魯納的認(rèn)知理論認(rèn)為，孩子學(xué)習(xí)的有用驅(qū)動(dòng)力之一是愛(ài)好。學(xué)生在學(xué)習(xí)自己喜歡的內(nèi)容時(shí)，會(huì)自覺(jué)主動(dòng)。有些學(xué)生在課堂中經(jīng)常偷玩游戲，他們對(duì)游戲很感興趣、喜愛(ài)游戲，那么教師就可在教學(xué)中引入教育游戲，讓學(xué)生在玩中學(xué)。引入教育游戲是為了讓學(xué)生更好地對(duì)知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)，而不是簡(jiǎn)單地玩。高中信息技術(shù)創(chuàng)客教育主題也可以融入教育游戲內(nèi)容，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓學(xué)生在玩樂(lè)中不知不覺(jué)地學(xué)到知識(shí)，但是引入游戲的宗旨是為學(xué)習(xí)服務(wù)，促進(jìn)課堂教學(xué)，教師要掌握好尺度。比如，利用高中信息技術(shù)游戲編程結(jié)合超聲波傳感器，引導(dǎo)學(xué)生做彈球體感游戲，讓學(xué)生的雙手動(dòng)起來(lái);利用高中信息技術(shù)Mind+軟件結(jié)合Micro：bit主板，讓學(xué)生玩打氣球游戲，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過(guò)這些教育游戲內(nèi)容的主題學(xué)習(xí)，學(xué)生學(xué)習(xí)積極性提高了，更能主動(dòng)去學(xué)習(xí)了。

（二）細(xì)化項(xiàng)目方案

高中信息技術(shù)創(chuàng)客教育要細(xì)化項(xiàng)目方案。創(chuàng)客教育的項(xiàng)目方案有很多種類別，開(kāi)源硬件是其中一種，其已經(jīng)成為創(chuàng)客們常用的工具。對(duì)于開(kāi)源硬件使用的主板，筆者早期主要使用Mach3并口板，但隨著電腦主機(jī)并口的減少，現(xiàn)在也慢慢轉(zhuǎn)向選擇如今流行的三大開(kāi)源硬件——Micro：bit、樹(shù)莓派和Arduino。Micro：bit適合初學(xué)者使用，樹(shù)莓派的編程優(yōu)于電子，Arduino則是電子優(yōu)于編程。在開(kāi)源硬件里可供選擇的傳感器的種類很豐富，筆者以超聲波傳感器測(cè)距為例來(lái)說(shuō)明。超聲波傳感器會(huì)發(fā)出速度為340 m/s的超聲波，超聲波碰到被測(cè)實(shí)體后會(huì)反射回來(lái)被超聲波傳感器接收到，由此運(yùn)算得到總傳播時(shí)間，用總傳播時(shí)間除以2就可得到單程時(shí)間，用單程時(shí)間乘速度340 m/s即可得出測(cè)量的距離。下面筆者以超聲波傳感器為例展示三個(gè)項(xiàng)目案例，以此說(shuō)明如何細(xì)化項(xiàng)目方案。

1.測(cè)量實(shí)物尺寸，解決學(xué)習(xí)問(wèn)題

比如，先利用超聲波傳感器測(cè)量課本、課桌、教室的尺寸，再用直尺測(cè)量，對(duì)比兩組數(shù)據(jù)，分析超聲波傳感器測(cè)量與直尺測(cè)量的區(qū)別，計(jì)算超聲波傳感器測(cè)量的精度。學(xué)生操作的具體步驟如下。（1） 連接好超聲波傳感器與開(kāi)源硬件主板。（2）根據(jù)測(cè)距原理，在電腦上編寫程序?qū)崿F(xiàn)距離計(jì)算，其中核心程序語(yǔ)句為超聲波傳輸時(shí)間計(jì)算c3= c1-c2，c1是接收到超聲波的時(shí)間，c2是發(fā)射超聲波的時(shí)間，c3單位為秒，計(jì)算超聲波傳播距離的核心程序語(yǔ)句為s = c3 / 2 × 340，距離s的單位為米。（3）把計(jì)算結(jié)果s的值輸出即可。學(xué)生通過(guò)這個(gè)案例，初步了解了利用超聲波傳感器可以測(cè)量物體尺寸或物體之間的距離，并懂得學(xué)以致用，解決實(shí)際問(wèn)題。

2.模擬倒車?yán)走_(dá)，學(xué)會(huì)理論聯(lián)系實(shí)際

比如，利用超聲波傳感器，結(jié)合LED燈和蜂鳴器來(lái)模擬倒車?yán)走_(dá)。學(xué)生操作的具體步驟如下。（1）連接好超聲波傳感器、LED燈、蜂鳴器和開(kāi)源硬件主板。（2）編寫程序?qū)崿F(xiàn)距離s的計(jì)算，程序語(yǔ)句同上。（3）設(shè)定一個(gè)固定值d，通過(guò)if語(yǔ)句，判斷s與d的大小，如果s大于或等于d，則讓蜂鳴器發(fā)出節(jié)奏較慢的聲音，LED紅燈不亮;如果s小于d，則讓蜂鳴器發(fā)出節(jié)奏較快的報(bào)警聲，并且讓LED紅燈閃爍報(bào)警。學(xué)生通過(guò)這個(gè)案例，模擬了倒車?yán)走_(dá)，掌握了倒車?yán)走_(dá)的設(shè)計(jì)原理，體會(huì)了生活中的實(shí)際案例，懂得理論應(yīng)用于實(shí)踐。

3.體驗(yàn)體感游戲，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

學(xué)生喜歡玩游戲，如果能在學(xué)習(xí)中加入一些游戲，則可以讓學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)更加感興趣。筆者引入學(xué)生平時(shí)喜歡玩的彈球游戲，結(jié)合超聲波傳感器來(lái)測(cè)量距離，讓學(xué)生單手遠(yuǎn)離超聲波傳感器來(lái)回運(yùn)動(dòng)控制擋板的運(yùn)動(dòng)，從而完成體感彈球游戲。學(xué)生操作的具體步驟如下。（1）先完成活動(dòng)一，即用鍵盤控制擋板移動(dòng)玩彈球游戲，主要以完形填空的形式填寫代碼，核心程序語(yǔ)句是識(shí)別鍵盤的向左或向右按鍵，它們分別控制擋板對(duì)象所在位置橫坐標(biāo)的減小或增大，從而控制游戲中擋板的向左或向右移動(dòng)。活動(dòng)一主要讓學(xué)生初步掌握鍵盤控制擋板玩彈球游戲的程序設(shè)計(jì)。（2） 連接好超聲波傳感器與開(kāi)源硬件主板。（3）完成活動(dòng)二，即改寫活動(dòng)一的鍵盤控制擋板玩彈球游戲的代碼，先加入超聲波傳感器測(cè)量到的距離s值，然后改寫原來(lái)用鍵盤向左或向右移動(dòng)擋板的代碼，把擋板所在位置的橫坐標(biāo)數(shù)值用超聲波傳感器測(cè)量的s值來(lái)替換，即把手與超聲波傳感器的距離轉(zhuǎn)化為擋板與左邊界的距離，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)生單手左右移動(dòng)來(lái)控制擋板左右移動(dòng)，真正體驗(yàn)彈球體感游戲。通過(guò)這個(gè)案例，學(xué)生完成了從鍵盤控制擋板玩彈球游戲到單手移動(dòng)控制擋板玩彈球游戲的轉(zhuǎn)變，體驗(yàn)了彈球體感游戲的樂(lè)趣，不僅提升了編程能力，還鍛煉了實(shí)踐操作能力。

（三）強(qiáng)化自主合作

高中信息技術(shù)創(chuàng)客教育要強(qiáng)化自主合作。一方面，要培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力，讓學(xué)生獨(dú)立解決問(wèn)題，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性;另一方面，在高中信息技術(shù)教學(xué)實(shí)施創(chuàng)客教育，課程內(nèi)容更加新穎、更有難度，如果僅靠學(xué)生一個(gè)人自主學(xué)習(xí)是很難達(dá)到課程要求的，這時(shí)就需要小組合作、小組互助。合作學(xué)習(xí)的目標(biāo)是通過(guò)組內(nèi)學(xué)習(xí)，分散學(xué)習(xí)任務(wù)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，提升學(xué)生的合作交流能力，并對(duì)學(xué)生的人格成長(zhǎng)提供幫助。在高中信息技術(shù)教學(xué)中實(shí)施創(chuàng)客教育，更需要強(qiáng)化自主學(xué)習(xí)與合作學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的信息素養(yǎng)。對(duì)此，教師要在創(chuàng)客教育中落實(shí)自主探究、合作互助的具體措施，充分體現(xiàn)學(xué)生的主體性，促進(jìn)學(xué)生有效交流合作。

（四）深化多維評(píng)價(jià)

高中信息技術(shù)創(chuàng)客教育要深化多維評(píng)價(jià)，從評(píng)價(jià)內(nèi)容、評(píng)價(jià)主體、評(píng)價(jià)方法等維度和層面來(lái)對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)，制訂符合學(xué)生創(chuàng)客教育學(xué)習(xí)發(fā)展的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。其一，評(píng)價(jià)內(nèi)容包括創(chuàng)客教育中的過(guò)程評(píng)價(jià)和結(jié)果評(píng)價(jià)，結(jié)果評(píng)價(jià)內(nèi)容包含創(chuàng)客教育最后生成的作業(yè)評(píng)價(jià)和考試評(píng)價(jià)，過(guò)程評(píng)價(jià)內(nèi)容包含學(xué)生在創(chuàng)客教育中的各種表現(xiàn)評(píng)價(jià)。比如，在學(xué)生來(lái)到信息技術(shù)創(chuàng)客教育機(jī)房準(zhǔn)備上課前，結(jié)合創(chuàng)客教育課前評(píng)價(jià)項(xiàng)目，讓學(xué)生檢查電腦桌上各種創(chuàng)客教育使用的實(shí)驗(yàn)器材是否已整理清楚，檢查課桌椅是否擺好，檢查電腦是否正常關(guān)閉，檢查座位是否干凈等，這是對(duì)學(xué)生進(jìn)行日常品德教育，以此規(guī)范學(xué)生的行為舉止，促進(jìn)學(xué)生形成優(yōu)秀的課堂活動(dòng)表現(xiàn)。其二，評(píng)價(jià)主體包括教師、校內(nèi)其他人員、學(xué)生個(gè)體、學(xué)生群體和學(xué)生家長(zhǎng)等。通過(guò)多種不同類型的評(píng)價(jià)主體對(duì)創(chuàng)客教育中的學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)，教師可以得到更全面、更客觀的評(píng)價(jià)結(jié)果，這樣的評(píng)價(jià)結(jié)果更有說(shuō)服力。其三，評(píng)價(jià)方法包括電腦自動(dòng)生成的定量評(píng)價(jià)和人工手動(dòng)生成的定性評(píng)價(jià)。在高中信息技術(shù)創(chuàng)客教育中，針對(duì)學(xué)生的課堂知識(shí)點(diǎn)檢查，一般多采用電腦自動(dòng)生成的定量評(píng)價(jià)，便于教師解析學(xué)生的數(shù)據(jù);針對(duì)學(xué)生的課堂表現(xiàn)，多采用人工手動(dòng)填寫電子評(píng)語(yǔ)。多維評(píng)價(jià)體系要以信息技術(shù)核心素養(yǎng)為基礎(chǔ)，促進(jìn)學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，要專注于目標(biāo)結(jié)果評(píng)估和過(guò)程性評(píng)價(jià)，納入多種不同評(píng)價(jià)主體，評(píng)價(jià)手段和工具也要便于師生校內(nèi)外使用，還要結(jié)合傳統(tǒng)筆試和電腦測(cè)試的評(píng)價(jià)，讓學(xué)優(yōu)生幫助學(xué)困生，促進(jìn)學(xué)生共同提高。

高中信息技術(shù)的發(fā)展離不開(kāi)創(chuàng)客教育，作為高中信息技術(shù)教師，我們要迎接挑戰(zhàn)、更新理念，在創(chuàng)客教育中不僅要注重優(yōu)化主題內(nèi)容、細(xì)化項(xiàng)目方案，還要強(qiáng)化自主合作、深化多維評(píng)價(jià)，不斷深入探究高中信息技術(shù)教學(xué)中實(shí)施創(chuàng)客教育的策略，有效提升學(xué)生的信息素養(yǎng)和創(chuàng)新能力。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?]

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[5]? 邢宇航.高中信息技術(shù)課程教學(xué)中學(xué)生數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新素養(yǎng)培養(yǎng)研究[D].桂林：廣西師范大學(xué)，2018.

（責(zé)任編輯 黃春香）