“創(chuàng)客造物之‘?dāng)?shù)字’直尺”教學(xué)設(shè)計(jì)

王鑫

黑教版信息技術(shù)教材新增了創(chuàng)客造物系列課程。本課選自第三章《創(chuàng)客造物》第12課《數(shù)字“直尺”》，以數(shù)字“直尺”項(xiàng)目學(xué)習(xí)為明線，以科學(xué)探究的七個(gè)環(huán)節(jié)為暗線，要求學(xué)生在理解超聲波測(cè)距的原理后，進(jìn)行硬件結(jié)構(gòu)的搭建，輔以半成品的教具組件，讓學(xué)生體驗(yàn)創(chuàng)客造物的樂趣。

教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)與技能：能夠理解超聲波測(cè)距模塊的工作方式；了解數(shù)字“直尺”測(cè)量系統(tǒng)的構(gòu)成；學(xué)會(huì)拼裝數(shù)字“直尺”并能夠完成簡(jiǎn)單的調(diào)試。

過程與方法：運(yùn)用小組合作、任務(wù)驅(qū)動(dòng)等方式，結(jié)合“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)，學(xué)生快樂拼裝“數(shù)字”直尺，初步感知?jiǎng)?chuàng)客造物的魅力。

情感、態(tài)度與價(jià)值觀：學(xué)生利用微課和APP獲取、鑒別、使用信息的過程，也是主動(dòng)適應(yīng)“互聯(lián)網(wǎng)+”社會(huì)信息化發(fā)展趨勢(shì)，培養(yǎng)學(xué)生數(shù)字化生存能力的過程；通過拼裝數(shù)字“直尺”的過程，逐步養(yǎng)成敢于“創(chuàng)”，大膽“創(chuàng)”的精神，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神。

教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

超聲波測(cè)距模塊和數(shù)碼管模塊的知識(shí)；數(shù)字“直尺”的拼裝；超聲波測(cè)距模塊的理解；數(shù)字“直尺”測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)距測(cè)試。

學(xué)情分析與教學(xué)環(huán)境

教學(xué)對(duì)象是初中一年級(jí)的學(xué)生，已有了一定的信息素養(yǎng)，喜歡探究活動(dòng)，在“互聯(lián)網(wǎng)+”學(xué)習(xí)環(huán)境下引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)客造物，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和探索的激情。

我校數(shù)字化交互教室內(nèi)WiFi覆蓋，設(shè)有希沃平板、電子書包等設(shè)施，為學(xué)生網(wǎng)絡(luò)交互學(xué)習(xí)提供了技術(shù)設(shè)備上的支撐條件。

教學(xué)過程

1.設(shè)計(jì)思想

筆者將數(shù)字“直尺”學(xué)習(xí)的項(xiàng)目學(xué)習(xí)分解為五個(gè)子項(xiàng)目，分別是：【學(xué)一學(xué)】超聲波測(cè)距模塊的工作原理；【認(rèn)一認(rèn)】“數(shù)字”直尺測(cè)量系統(tǒng)的硬件；【拼一拼】“數(shù)字”直尺測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)搭建；【測(cè)一測(cè)】“數(shù)字”直尺測(cè)距離；【說一說】“數(shù)字”直尺測(cè)距離的應(yīng)用前景。五個(gè)子項(xiàng)目逐一學(xué)習(xí)，整個(gè)過程先讓學(xué)生探究科學(xué)原理，然后布置學(xué)生進(jìn)行小組活動(dòng)，完成制定計(jì)劃、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、調(diào)試、收集數(shù)據(jù)，最后得出結(jié)論。

2.教學(xué)環(huán)節(jié)

（1）走近數(shù)字“直尺”

①設(shè)疑。問題1：測(cè)量書本、自己的腰圍、黑板等選擇什么樣的測(cè)量工具？學(xué)生回答對(duì)應(yīng)的測(cè)量工具。問題2：用什么來測(cè)量正在行駛的兩輛汽車之間的距離？學(xué)生紛紛做出猜想，教師揭示：利用此裝置（數(shù)字“直尺”）可以實(shí)現(xiàn)非接觸的測(cè)距。

②感知。請(qǐng)兩名學(xué)生模擬正在行駛的小車，隨著兩名學(xué)生間距的變化，觀察數(shù)字“直尺”的數(shù)碼管的變化情況，感知“數(shù)字”直尺可以實(shí)現(xiàn)非接觸的測(cè)距。

（2）探秘?cái)?shù)字“直尺”

【學(xué)一學(xué)】數(shù)字“直尺”測(cè)量系統(tǒng)中超聲波測(cè)距模塊的工作原理。

啟發(fā)學(xué)生思考，蝙蝠視力很差，而且是高度近視，但是在夜間可以輕松地捕食，靠的是什么？學(xué)生會(huì)想到“超聲波”。超聲波是什么？有什么功能？超聲波測(cè)距模塊的工作原理是什么？讓學(xué)生向咪咕靈犀（APP）發(fā)問，2分鐘后把搜索到的結(jié)果整理回答。

媒體作用：咪咕靈犀的語音識(shí)別技術(shù)，可以把學(xué)生輸入的音頻轉(zhuǎn)為文字，并在互聯(lián)網(wǎng)上搜索以播報(bào)的形式反饋出來，實(shí)現(xiàn)輕松網(wǎng)絡(luò)搜索。

【認(rèn)一認(rèn)】數(shù)字“直尺”測(cè)量系統(tǒng)的硬件。

以小組合作的形式，結(jié)合教材，認(rèn)一認(rèn)測(cè)量系統(tǒng)的各個(gè)組成硬件，都有什么作用？學(xué)生發(fā)言說出主要硬件，即主控板、超聲波測(cè)距模塊、數(shù)碼管、外殼以及電池的功能。

（3）搭建數(shù)字“直尺”

【拼一拼】數(shù)字“直尺”測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)搭建。

測(cè)硬件：在進(jìn)行正式的結(jié)構(gòu)搭建之前，在主控板上試連接各個(gè)模塊以及接口，確保電路是通路，各模塊均可正常工作。請(qǐng)學(xué)生回答這一步的必要性。

結(jié)構(gòu)搭建：要求在25分鐘內(nèi)完成搭建，可利用的資源有教材、微課、網(wǎng)絡(luò)等。采用小組比賽制，要求小組先明確分工，制定計(jì)劃，討論組裝方案。

規(guī)則：將拼裝過程中出現(xiàn)的問題反饋到小組活動(dòng)表（表1）上，幫其解答的小組加分，或者寫出有價(jià)值的注意事項(xiàng)均可加分，得分多的小組獲勝。獲勝組參加“幸運(yùn)”轉(zhuǎn)盤大抽獎(jiǎng)。

（4）測(cè)試數(shù)字“直尺”

【測(cè)一測(cè)】數(shù)字“直尺”測(cè)距離。

測(cè)試方案：用超聲波測(cè)距模塊探頭一側(cè)正對(duì)障礙物，移動(dòng)超聲波測(cè)距模塊，反復(fù)靠近，遠(yuǎn)離障礙物，觀察數(shù)碼管模塊數(shù)據(jù)是否合理。在實(shí)驗(yàn)中找出以下兩個(gè)問題的答案。

問題1：數(shù)碼管模塊顯示的數(shù)字單位是什么？

問題2：“數(shù)字”直尺可以測(cè)出的最短距離和最長(zhǎng)距離分別是多少？作為結(jié)論記錄在表2中。

結(jié)論：

教師查看實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題及時(shí)解決，分享學(xué)生探究成果。

（5）應(yīng)用數(shù)字“直尺”

【說一說】數(shù)字“直尺”測(cè)距離的前景。

啟發(fā)學(xué)生思考超聲波測(cè)距模塊在生活、學(xué)習(xí)、工業(yè)等方面的應(yīng)用以及是否有需要改進(jìn)的地方。

（6）回首數(shù)字“直尺”

教師引導(dǎo)學(xué)生從多角度談收獲，梳理本節(jié)課所學(xué)。學(xué)生談收獲、感悟。最后，教師提示學(xué)生平時(shí)多讀書、多積累、多思考、多實(shí)踐，成為出色的創(chuàng)客。

教學(xué)反思

本節(jié)課學(xué)生圍繞數(shù)字“直尺”這個(gè)項(xiàng)目學(xué)習(xí)，充分選擇和利用各種學(xué)習(xí)資源，在玩中學(xué)，在學(xué)中做，在做中“創(chuàng)”，整節(jié)課學(xué)生沉浸在探索研究的樂趣中，體驗(yàn)了與同學(xué)合作奮戰(zhàn)的那份歡愉和搭建結(jié)構(gòu)帶來的成就感。小創(chuàng)客有大夢(mèng)想，在學(xué)生談應(yīng)用環(huán)節(jié)，有的學(xué)生說：可以將數(shù)字“直尺”安裝在爺爺?shù)墓照壬?，遇到障礙物前發(fā)出聲音提示。這也是創(chuàng)客教育的意義所在，解決生活中的實(shí)際問題。

作者單位：黑龍江大慶市新潮學(xué)校