科技創(chuàng)新背景下的物聯(lián)網(wǎng)教育實踐與應用

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2022年第12期本刊以“刊中刊”的形式，分別從計算思維培養(yǎng)、項目式教學開展、人工智能類傳感器、項目分層式學習這四大出發(fā)點開展探究，對掌控板基于物聯(lián)網(wǎng)教育實踐方向進行了探索。本期，我們基于“1956”人工智能項目開發(fā)板（以下簡稱“1956開發(fā)板”）的應用，聚焦物聯(lián)網(wǎng)教育實踐的可操作性案例的研究，分別從物聯(lián)網(wǎng)與智慧生活、物聯(lián)網(wǎng)與智慧校園、物聯(lián)網(wǎng)與智慧交通、物聯(lián)網(wǎng)與信息安全、物聯(lián)網(wǎng)教學案例設計策略這五大主題，分享一些最新的研究和實踐經(jīng)驗，希望能給廣大教師提供教學案例參考。

新時代國產(chǎn)開源硬件勢在必行

隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，信息安全問題日益突出，國家對于自主可控的重視也越來越高。據(jù)調(diào)查，在國內(nèi)中小學階段開展信息技術(shù)、創(chuàng)客教育過程中，用到的開源硬件多數(shù)是國外的，國內(nèi)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的開源硬件較少，軟硬件生態(tài)的主體也都在國外，我們始終缺乏對核心技術(shù)的自主可控，無法做到國產(chǎn)可替代。

“器以載道”，在新課標和新教材的實施過程中，以掌控板、mPython為代表的國產(chǎn)開源軟硬件正在被全國廣大師生所熟知，出現(xiàn)在越來越多的學習和比賽中。掌控板符合國家自主可控的概念，采用純國產(chǎn)ESP32芯片確保了系統(tǒng)的安全性和自主可控性，且與新課標理念不謀而合。孩子們在使用自己本土教學設備時，會從心底油然而生出民族自信心，我想這才是我們當下教育最需要激發(fā)的原動力吧！

掌控板凝聚的力量

從外形看，掌控板手掌大小，看似也不需要很高的技術(shù)門檻，那它為何能成為國產(chǎn)教育開源硬件的領(lǐng)頭羊呢？

溯其根源，它的背后凝聚了很多教師的一線教學經(jīng)驗和多個企業(yè)的技術(shù)支撐。作為掌控板的研發(fā)、生產(chǎn)與銷售企業(yè)，深圳盛思科教文化有限公司（以下簡稱“盛思”）開設Labplus社區(qū)為掌控板搭建專欄，建立交流學習渠道與平臺，自2019年9月起，在深圳市第二高級中學周茂華老師的組織下，共進行了23期“88掌控日”，分享掌控板在教學、競賽以及DIY等各方面的經(jīng)驗，期間獲得10 000多名教師的觀看與討論；在掌控板相關(guān)案例書籍上，來自全國各地的名師都曾撰寫書籍并在各個地區(qū)作為學習范本，如《掌控創(chuàng)造營》《小創(chuàng)客學掌控板》《掌控Python》系列叢書等共計12本，此數(shù)量還在不斷增加中。

得益于眾多一線名師和企業(yè)的支持，掌控板的設計初衷從一開始便貼合了一線教師的根本需求。無論是功能、外形、技術(shù)穩(wěn)定層面，都符合我國的創(chuàng)客及STEAM教育需求，因此才會被廣為推薦，多家教材已將掌控板作為開源硬件學習的主流硬件。

掌控板走過的普惠之路

2019年，盛思向云南臨滄市滄源教育局捐贈了500片掌控板。滄源俗稱阿佤山區(qū)，屬于中緬邊境經(jīng)濟欠發(fā)達地區(qū)，在滄源國門小學公開課上，當孩子們第一次看到點亮掌控板出現(xiàn)了“hello ?world”時，她們的眼神在放光，穿透了地域的限制，這是孩子對于知識最淳樸且由內(nèi)而外的渴望，由此也有了盛思的企業(yè)標語：用自信點亮孩子的眼眸，用技術(shù)撥動心靈的琴弦。

2021年，湖北省教育信息化發(fā)展中心（湖北省電化教育館）結(jié)合2021年全省學生信息素養(yǎng)提升實踐活動，在恩施州宜恩縣開展了信息技術(shù)“送培送展”公益活動。盛思積極調(diào)配人力、物力資源，贈送掌控板相關(guān)器材、課程、培訓、活動等，線上線下相結(jié)合指導幫扶區(qū)域，在共同探索教育信息化推廣幫扶的機制、策略與模式等方面取得了較為顯著的成績。

掌控板的自身特點有助于教育公平性的推行，其一，它的價格確如創(chuàng)客界的“一包辣條”，被廣為接受；其二，它確如其名，易掌控、易上手，集成豐富，可滿足信息科技初階學習的多種需求；其三，類比于同類型產(chǎn)品，它的底色為國產(chǎn)教育開源硬件，在根源上自主可控，性能和功能上也更穩(wěn)定、更豐富，能滿足信息技術(shù)教育中對于創(chuàng)客、STEAM、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等多個方向的案例探究需求。

掌控板在物聯(lián)網(wǎng)方向的應用思考

2022年9月，掌控板正式升級為樂動掌控，成為從創(chuàng)客教學走向常態(tài)化信息科技大班授課的教學裝備。樂動掌控的內(nèi)核依舊為掌控板，且自帶拓展板，集成多個拓展接口，在側(cè)面和底面開具多個樂高標準擴展孔位，兼容樂高積木；在性能上，升級音頻解碼芯片后可帶來音質(zhì)上更好的體驗感；在待機上，內(nèi)置1000mA大容量電池，可滿足機器人、人工智能、創(chuàng)客各種作品長時間工作的需求。

樂動掌控本身具有豐富多樣的傳感器和通信接口，通過藍牙和 Wi-Fi 雙模通信實現(xiàn)與云端的數(shù)據(jù)傳輸和遠程控制，在物聯(lián)網(wǎng)、智能制造、智能交通等領(lǐng)域，都可以發(fā)揮重要作用，具有廣泛的應用前景。物聯(lián)網(wǎng)是指通過互聯(lián)網(wǎng)連接物理世界中的各種物體和設備，讓它們之間實現(xiàn)信息交流和協(xié)同工作的技術(shù)。樂動掌控的自身特點完美貼合了物聯(lián)網(wǎng)教育的應用需求。

2023年，湖北省開展學生數(shù)字素養(yǎng)提升實踐活動，“掌控未來”專項活動的主題是“美好生活，智能伙伴”，其中孩子們就用樂動掌控做出了“智能農(nóng)場控制器”，通過樂動掌控的Wi-Fi連接物聯(lián)網(wǎng)云平臺，與手機交互進行相關(guān)數(shù)據(jù)處理，解決了自動投食與放水、手機同步等問題。學生們基于對樂動掌控的了解，將學習和實際生活經(jīng)驗相結(jié)合，充分發(fā)揮創(chuàng)客文化和跨學科應用的價值，將開源硬件和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用于實際生活點滴中，響應了義務教育新課標中強調(diào)的信息技術(shù)在學習和生活中的應用這一要求，培養(yǎng)了學生運用信息化思維發(fā)現(xiàn)問題、思考問題并解決問題的能力，從生活中來，到生活中去。

在本期“刊中刊”中，大家將會看到來自不同地區(qū)名師分享的基于物聯(lián)網(wǎng)教育方向的最新思考和實踐案例，介紹掌控板在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)設計中的應用場景和實現(xiàn)方法，探討如何通過掌控板和1956開發(fā)板（圖1）進行一鍵組網(wǎng)物聯(lián)網(wǎng)教學，物聯(lián)網(wǎng)教學案例的實現(xiàn)更加簡單易懂，提高了學校開展人工智能及物聯(lián)網(wǎng)教學的效率。1956開發(fā)板是一塊掌上微型電腦，它內(nèi)置了Linux 系統(tǒng)，具備 Wi-Fi、藍牙等通訊功能，集成了豐富的硬件及拓展接口。因此，對于掌控板在物聯(lián)網(wǎng)教育實踐的探究上，有了1956開發(fā)板的加入，可實現(xiàn)的物聯(lián)網(wǎng)教育案例也更加豐富。

圖1 ?1956人工智能項目開發(fā)板

我們期待您能夠在這里發(fā)現(xiàn)有價值的研究成果和創(chuàng)新性的思考方式，同時，也感謝您一直以來對掌控板的支持和關(guān)注，更多資訊可關(guān)注“掌控板”官方二維碼。

注：本文系廣東深圳盛思科教文化有限公司推廣廣告

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