基于STEAM教育理念下的Arduino创客教学实践研究

来源 :江苏广播电视报·新教育 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lvbei2008
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  摘要:在当前教育形势的发展趋势下,“大众创业、万众创新”已经成为主流理念,这也给高中教师的创客教学和管理带来了全新的思考。在STEAM教育理念背景下,高中阶段的教学一定要将STEAM教育理念与Arduino创客教学实践有效结合,为学生构建高效现代化的教学课堂,让学生感受到学习的快乐,真正能够在学习的过程中培养学生多方面的能力和健全的人格,这对于推进高中素质教育的发展具有重要的价值。基于此,本文针对STEAM教育理念下的Arduino创客教学实践展开研究。
  关键词:STEAM教育理念;Arduino创客教学实践;高中信息教学
  引言:在当前教育信息化的发展趋势下,高中阶段作为学生学习与成长过程中至关重要的转折阶段,在这一时期学生已经具备一定的自主学习意识和能力,教师在教学中一定要更新教学理念,创新教学形式,通过不断的研究、采取科学的策略来培养学生数字化的学习习惯,促进学生的全面发展。教师在Arduino创客教学实践中要合理将STEAM教育理念融入其中,推进学生综合能力的提高。
  一、关于STEAM教育
  “STEAM”是基于教育所提出的,它将科学、技术、工程、数学和人文艺术等五方面领域中的学科知识与内容融合在一起,并由表及里的将每个学科和领域内容从获取、方法与工具等多个角度进行了有机统一,同时立足于创新来培养学生的综合素质,锻炼解决问题的能力。“S”是指“Science”,即科学(自然科学);“T”代表“Technology”,即技術,需要注意,它并不包括语言类的技术;“E”代表“Engineering”,即工程;“A”代表“Art”,即艺术;“M”代表“Mathematics”,即数学。很明显,所谓的融合,其实更倾向于自然科学,从发展思路上看,它与我国当前所倡导的教育发展思路是极为相近的。创客教学,就是围绕某一项目来设计解决实际生活中的问题,从而培养学生的自主动手学习能力、解决问题能力和思维创新能力。因此,将STEAM教育理念渗透进中学Arduino创客教学中,还是有着很积极的教育意义的。
  二、基于STEAM教育理念的Arduino创客教学
  在Arduino创客教学中,我们要紧密结合STEAM教育的这个特点,将其理念和思路渗透进每一个Arduino创客教学环节中,如构思、设计、制作、编程、修改、完善等,其中必然会涉及到机械、电子、计算机编程、艺术设计、数学等多方面的综合知识。由此可见,Arduino创客与“STEAM”之间还是有着很密切联系的。
  在当前高中Arduino创客课程课程里,主要会介绍一些Arduino常用外设的基本应用,重点发展学生的这些外接设备的操作能力,同时去认识和学习Arduino的基本功能应用,然后在一定的实验环境下凸显出科学、物理、艺术、电子、机械、计算机等学科知识的重要性,在整个过程过程中,学生的实践操作能力以及创造力都能得到很好的发挥。
  在模块程序设计方面,Arduino创客课程所涉及的相关内容主要有:语法基础、传感器模块应用、无线模块应用、电机及显示模块应用和综合实践应用等几大部分,每个部分都包含很多细节内容,主要侧重于使学生掌握基本的编程知识,并能够运用这些知识进行简单的编程操作。
  Arduino有很多电子模块,老师可引领学生由简入繁地去组装电路,编写程序,并体验整个制作过程。比如对红外测距传感器的应用,既要侧重于突出它本身的科学特征、数学特征、技术特征,也要在设计方面为学生制造更多想象空间,从而提升学生的“STEAM”素养。图1是红外测距传感器应用的具体课程开展流程。
  三、STEAM 教育理念下 Arduino 创客教学模式探索
  基于STEAM 教育理念开展创客教学必须改变传统的教学模式,在实际教学中,我们采取以学为中心、小组合作项目式学习的方式开展创客教学,以培养学生的自主动手、合作学习能力,促进学生的全面发展。
  (一)以项目式学习开展,着力于解决实际问题
  创客教学必须打破学科界限,让学生动手完成他们感兴趣的生活中的相关项目,利用Arduino单片机整合各学科知识,制作出解决实际生活问题的作品。“项目教学法”最显著的特点是“以项目为主线、教师为引导、学生为主体”,注重理论与实践相结合。首先在老师的指导下,将一个相对独立的项目交由学生自己处理,信息的收集、方案的设计、项目实施及最终评价,学生通过该项目的进行,了解并把握整个过程及每一个环节中的基本要求。在项目式学习的课堂里,教师给出的问题必须由学生组成小组来解决。在学习的过程中,学生是被允许甚至是被期待去犯错的。由此,他们变成了主动的学习者,并且得以培养一些现场技能。当然,要想实现这一切,需要完善的计划、足够的灵活度和一个可以开展团队协作的环境。
  (二)以学为中心开展项目式合作学习
  以学为中心,就是以学生的学为主,老师的教为辅,对于Arduino高中创客教学有难度的学科来说,我们需要合理组建合作学习小组,以项目为导向明确每一位小组成员的责任与要求,再加上老师的及时指导和适时评价,有效开展合作学习。
  在教学过程中教师必须及时进行指导,从而保证整个学习效果。小组长的组织协调和小组成员的默契,从根本上保证了学习活动的正常开展,但是教师的及时指导、适时评价更是学习活动有效开展的保障。另外老师要提供评价的角度和标准,这样学生才会明白自己应该朝哪个方向去学习。还有要对参与不够积极合作态度不够友好,不虚心听取他人意见的学生给予积极引导,保证合作互助学习的良好开展。
  结束语:
  综上所述,在当前教育形势的发展趋势下,基于STEAM教育理念下的Arduino创客教学实践已经成为当前高中创客教学的一种教学模式。在高中教学阶段教师一定要发挥自己的引导价值,通过不断的研究、采取科学有效地策略将推进创客教学,将各个学科之间进行深度融合,全面加强STEAM教育理念下Arduino创客教学实践内容和形式的完善与优化,提升学生的实践能力和创新精神,让学生能够全方面的发展,为学生今后的成长奠定基础。
  参考文献:
  [1]基于STEAM教育理念的创客课程的实践研究[J].学周刊,2020, No.456(36):68-69.
  [2]苗胜. STEAM理念下高中创客教育Arduino课程的探索与实践[J].信息记录材料,2017,018(003):130-132.
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