论文部分内容阅读
教学背景
PBL（基于项目的学习）是一个围绕项目组织学生学习的模式，这是我们在教学实践中的新模式。项目中有明确以生活为背景的任务，且以具有挑战性的问题为基础，让学生参与到设计、问题解决、决策制订、动手制作等活动过程中，真正实现对学生的创客教育。
项目特色
纸花与灯笼都非常具有中国传统文化特色，是古代人民用智慧去装点生活的艺术品。
本项目通过手工制作纸花、灯笼入手，利用mBlock主控、LED灯模块点亮灯笼，将中国传统文化和现代的计算机技术相融合。
如今是信息技术迅速发展的时代，本节课将看似风马牛不相及的两者通过项目化讲学有机地整合在一起，而且整個活动并不仅仅局限于这两者。
在整个项目的进行中，融合了科学、数学、美术、电子硬件和信息技术等学科特色，完美体现了STEAM教育特色，属于典型的项目化学习，激发了学生学习探索的兴趣，培养了其动手创新的能力。
活动过程
一、人工智能引入项目
智能音箱的出现让人们感受到酷炫的科技就在我们身边，学生对前沿科技有着无限的好奇心。而本节课的最大看点就是教师和智能音箱的互动配合。
教师出示小AI智能音箱，与其进行对话，且小AI的回答也紧紧地围绕着本节课的主题。学生在对智能音箱啧啧称奇的同时，也被激发了学习兴趣。
教师让学生和小AI主动互动，体验人工智能的魅力。当学生对人工智能产生浓厚的兴趣时，教师引导学生由生日Party入手思考如何去装扮一个生日舞台，学生提出了生日舞台需要纸花、挂灯笼等。
教师根据学生的回答引导他们制作出一款不一样的灯笼，实现创意个性化，也让传统的灯笼具有了“智能化”。怎样才能称得上智能化的灯笼呢？学生总结为可以闪烁、五彩缤纷的灯笼。而为了能够实现这些效果，我们需要使用LED灯。
二、项目规划小组分工
教师引导学生查阅资料，讨论研究出本项目的任务：制作纸花、灯笼外壳以及点亮灯笼。手工制作需要彩纸、小木棍、装饰纸、胶水、热熔枪等，硬件模块需要有mBlock主控、LED灯模块和数据线。
按照任务要求，教师将学生分为两组——手工组和电子组。手工组负责制作纸花和灯笼外壳，电子组负责点亮炫彩LED灯。学生根据自己的性格特点合理进行分组，各司其职，进而完成各组的作品。
三、动手开展项目
1.创意纸花彰显美
纸花制作由美术教师指导，主要以色彩和表现力为主。教师出示样品，让学生分析讨论做法。学生先将彩纸剪成花瓣形状，然后将花瓣处理为上部外翻的形状，将竹签一端用纸巾包裹，然后将花瓣一片一片粘在周围，最后将绿色彩纸剪成波浪纹粘在玫瑰花下面（如图1）。
2.手工灯笼递传统
灯笼是非常常见的，学生们也制作过多种DIY式的灯笼，但是本次让学生体验的是从零到成品的过程，还是颇费一番功夫的。选材、设计、制作分别由美术教师、科学教师、数学教师指导。学生在稿纸上设计出灯笼的外形，然后抽象画出灯笼的框架结构，接着在数学教师的指导下，将框架的数据标示出来，根据数据将木棍裁剪成对应的长度，利用线和热熔枪，组合成灯笼框架。最终再将彩纸粘在灯笼的外框上进行装饰，完成作品。
一个简单的灯笼融合了多个学科的心血，学生们也由此发现学科之间的相关性，端正了对其他学科的认识。（如图2）
学生通过资料查阅、观察分析、动手实践三个环节，亲手制作出多彩的玫瑰花和灯笼，不但培养了动手能力，增强了自信心，提升了创造力，同时促进了学生合作探究的能力发展。
3.星星点灯显身手
（1）搭建硬件系统
教师指导学生认识mBlock主控、LED灯模块，了解各个接口的作用和功能，然后根据颜色搭配进行连线，同时要注意引导学生注意不同模块与主控接口的连接，不能出现差错，以免烧坏模块。这些细小的环节始终引导学生：做科学是来不得半点马虎的，我们可以大胆假设，但需要小心求证。
（2）初步编制软件程序
教师引导学生认识mBlock编程环境，然后设置点灯程序（如图3）。学生自主探究接口、全部、红色、绿色、蓝色选项。学生讲解研究的结论：1.接口选择的是传感器所插主控板对应的接口（一定要对应，否则无法控制）。2.全部选项下面还有“1、2、3、4”四个选项，对应表示四盏LED灯。3.红、绿、蓝后面的选项可以填入0～255的数字组成不同的颜色。
学生将程序上传后尝试点亮LED灯。在这个环节中，学生通过实践发现美术中学习的“三原色”知识在电子设备中得到了应用。虽然只有三个颜色，但是学生将颜色设置不同的数值之后就得到了五彩颜色。
4.绚丽彩灯闪智慧
学生点亮灯光，灯笼呈现五彩颜色，学习的兴趣以及动力趋于最高点。教师在这个环节给予学生更多的探究过程，学生通过小组合作探究如何让灯光闪烁，像夜空中闪烁的星星。学生通过分析讨论得出了两个关键点，一是闪烁，二是绚丽。绚丽的色彩程序较容易实现，但如何闪烁呢？学生很快想到通过颜色的转变实现闪烁，从而设计出下图的程序（如图4）。
在这段程序设计中，教师教会学生理解顺序结构和循环结构，同时将算法思维渗透到课堂中。教学的艺术不是在一堂课中教授给学生多少知识点，而是在潜移默化中引导学生算法思维的建立，并且将这样的思维应用到生活中去。
四、传统与现代结合展风采
教学应该具有层次感，因此在最后一个环节，教师让学生自主探究其他传感器的应用，给予学生相应的学案去探索。最后学生将绚丽彩灯放入灯笼中，配合之前所做的纸花，搭配劲爆的跳舞机器人一起装点舞台，一起为小AI庆祝生日。传统的生日会便有了智能范儿，同样这也是学生们思维碰撞后的结果。最后还要锻炼学生的语言能力，让每个小组结合设计单，展示自我的风采。
设计汇报
我们小组设计的作品名字为：_______________。我们主要利用传感器实现了_____________的效果。我们利用_____________装饰了我们的灯笼。
项目总结
这节课把灯笼和不同的传感器结合起来，用超声波、电位、声音传感器控制LED灯，让灯光更加绚丽多彩，让学生体会到了人工智能给我们带来的方便与快乐，鼓励学生在人工智时代创造出更美好的人工智能产品，分享给大家使用。
项目反思
思考现有的硬件系统，除了可应用到个性化智能灯笼场景外，还可以应用到哪些场景中，个性化智能灯笼设计还可以添加哪些功能；调研如何能将所学的知识应用到现实中去。
教学点评
本项目结合了传统的手工制作、美术设计、数学建模和现代的电子科技，融合了创客教育和STEAM教育模式，使用项目化的学习方式。在整个项目中关注了以下问题：一是以学生为中心；二是注重小组合作；三是解决实际问题并创新。这样的课堂培养出的创新型学生动手能力强、团队意识佳、科学素养高，契合新纲要要求，符合学生个性化发展需求。（点评人：孙伟，江苏省南通市教育科学研究院信息技术教研员）
PBL（基于项目的学习）是一个围绕项目组织学生学习的模式，这是我们在教学实践中的新模式。项目中有明确以生活为背景的任务，且以具有挑战性的问题为基础，让学生参与到设计、问题解决、决策制订、动手制作等活动过程中，真正实现对学生的创客教育。
项目特色
纸花与灯笼都非常具有中国传统文化特色，是古代人民用智慧去装点生活的艺术品。
本项目通过手工制作纸花、灯笼入手，利用mBlock主控、LED灯模块点亮灯笼，将中国传统文化和现代的计算机技术相融合。
如今是信息技术迅速发展的时代，本节课将看似风马牛不相及的两者通过项目化讲学有机地整合在一起，而且整個活动并不仅仅局限于这两者。
在整个项目的进行中，融合了科学、数学、美术、电子硬件和信息技术等学科特色，完美体现了STEAM教育特色，属于典型的项目化学习，激发了学生学习探索的兴趣，培养了其动手创新的能力。
活动过程
一、人工智能引入项目
智能音箱的出现让人们感受到酷炫的科技就在我们身边，学生对前沿科技有着无限的好奇心。而本节课的最大看点就是教师和智能音箱的互动配合。
教师出示小AI智能音箱，与其进行对话，且小AI的回答也紧紧地围绕着本节课的主题。学生在对智能音箱啧啧称奇的同时，也被激发了学习兴趣。
教师让学生和小AI主动互动，体验人工智能的魅力。当学生对人工智能产生浓厚的兴趣时，教师引导学生由生日Party入手思考如何去装扮一个生日舞台，学生提出了生日舞台需要纸花、挂灯笼等。
教师根据学生的回答引导他们制作出一款不一样的灯笼，实现创意个性化，也让传统的灯笼具有了“智能化”。怎样才能称得上智能化的灯笼呢？学生总结为可以闪烁、五彩缤纷的灯笼。而为了能够实现这些效果，我们需要使用LED灯。
二、项目规划小组分工
教师引导学生查阅资料，讨论研究出本项目的任务：制作纸花、灯笼外壳以及点亮灯笼。手工制作需要彩纸、小木棍、装饰纸、胶水、热熔枪等，硬件模块需要有mBlock主控、LED灯模块和数据线。
按照任务要求，教师将学生分为两组——手工组和电子组。手工组负责制作纸花和灯笼外壳，电子组负责点亮炫彩LED灯。学生根据自己的性格特点合理进行分组，各司其职，进而完成各组的作品。
三、动手开展项目
1.创意纸花彰显美
纸花制作由美术教师指导，主要以色彩和表现力为主。教师出示样品，让学生分析讨论做法。学生先将彩纸剪成花瓣形状，然后将花瓣处理为上部外翻的形状，将竹签一端用纸巾包裹，然后将花瓣一片一片粘在周围，最后将绿色彩纸剪成波浪纹粘在玫瑰花下面（如图1）。
2.手工灯笼递传统
灯笼是非常常见的，学生们也制作过多种DIY式的灯笼，但是本次让学生体验的是从零到成品的过程，还是颇费一番功夫的。选材、设计、制作分别由美术教师、科学教师、数学教师指导。学生在稿纸上设计出灯笼的外形，然后抽象画出灯笼的框架结构，接着在数学教师的指导下，将框架的数据标示出来，根据数据将木棍裁剪成对应的长度，利用线和热熔枪，组合成灯笼框架。最终再将彩纸粘在灯笼的外框上进行装饰，完成作品。
一个简单的灯笼融合了多个学科的心血，学生们也由此发现学科之间的相关性，端正了对其他学科的认识。（如图2）
学生通过资料查阅、观察分析、动手实践三个环节，亲手制作出多彩的玫瑰花和灯笼，不但培养了动手能力，增强了自信心，提升了创造力，同时促进了学生合作探究的能力发展。
3.星星点灯显身手
（1）搭建硬件系统
教师指导学生认识mBlock主控、LED灯模块，了解各个接口的作用和功能，然后根据颜色搭配进行连线，同时要注意引导学生注意不同模块与主控接口的连接，不能出现差错，以免烧坏模块。这些细小的环节始终引导学生：做科学是来不得半点马虎的，我们可以大胆假设，但需要小心求证。
（2）初步编制软件程序
教师引导学生认识mBlock编程环境，然后设置点灯程序（如图3）。学生自主探究接口、全部、红色、绿色、蓝色选项。学生讲解研究的结论：1.接口选择的是传感器所插主控板对应的接口（一定要对应，否则无法控制）。2.全部选项下面还有“1、2、3、4”四个选项，对应表示四盏LED灯。3.红、绿、蓝后面的选项可以填入0～255的数字组成不同的颜色。
学生将程序上传后尝试点亮LED灯。在这个环节中，学生通过实践发现美术中学习的“三原色”知识在电子设备中得到了应用。虽然只有三个颜色，但是学生将颜色设置不同的数值之后就得到了五彩颜色。
4.绚丽彩灯闪智慧
学生点亮灯光，灯笼呈现五彩颜色，学习的兴趣以及动力趋于最高点。教师在这个环节给予学生更多的探究过程，学生通过小组合作探究如何让灯光闪烁，像夜空中闪烁的星星。学生通过分析讨论得出了两个关键点，一是闪烁，二是绚丽。绚丽的色彩程序较容易实现，但如何闪烁呢？学生很快想到通过颜色的转变实现闪烁，从而设计出下图的程序（如图4）。
在这段程序设计中，教师教会学生理解顺序结构和循环结构，同时将算法思维渗透到课堂中。教学的艺术不是在一堂课中教授给学生多少知识点，而是在潜移默化中引导学生算法思维的建立，并且将这样的思维应用到生活中去。
四、传统与现代结合展风采
教学应该具有层次感，因此在最后一个环节，教师让学生自主探究其他传感器的应用，给予学生相应的学案去探索。最后学生将绚丽彩灯放入灯笼中，配合之前所做的纸花，搭配劲爆的跳舞机器人一起装点舞台，一起为小AI庆祝生日。传统的生日会便有了智能范儿，同样这也是学生们思维碰撞后的结果。最后还要锻炼学生的语言能力，让每个小组结合设计单，展示自我的风采。
设计汇报
我们小组设计的作品名字为：_______________。我们主要利用传感器实现了_____________的效果。我们利用_____________装饰了我们的灯笼。
项目总结
这节课把灯笼和不同的传感器结合起来，用超声波、电位、声音传感器控制LED灯，让灯光更加绚丽多彩，让学生体会到了人工智能给我们带来的方便与快乐，鼓励学生在人工智时代创造出更美好的人工智能产品，分享给大家使用。
项目反思
思考现有的硬件系统，除了可应用到个性化智能灯笼场景外，还可以应用到哪些场景中，个性化智能灯笼设计还可以添加哪些功能；调研如何能将所学的知识应用到现实中去。
教学点评
本项目结合了传统的手工制作、美术设计、数学建模和现代的电子科技，融合了创客教育和STEAM教育模式，使用项目化的学习方式。在整个项目中关注了以下问题：一是以学生为中心；二是注重小组合作；三是解决实际问题并创新。这样的课堂培养出的创新型学生动手能力强、团队意识佳、科学素养高，契合新纲要要求，符合学生个性化发展需求。（点评人：孙伟，江苏省南通市教育科学研究院信息技术教研员）