個性化霓虹燈的設(shè)計與制作

許浩

一、設(shè)計思路

（一）選題說明

本教學(xué)活動內(nèi)容來自《STEM+綜合實踐案例的活動四》的“個性化霓虹燈的設(shè)計與制作”，前三個活動已讓學(xué)生了解了霓虹燈的基本種類和特點，了解霓虹燈的基本結(jié)構(gòu)，通過對信息技術(shù)單片機的學(xué)習(xí)及運用，實現(xiàn)霓虹燈的基本功能，而繼續(xù)增加霓虹燈的某種變化，也是在單片機的基礎(chǔ)上，運用電子技術(shù)的原理進行功能疊加，以及讓學(xué)生學(xué)習(xí)一些基本的電子元器件，并熟悉掌握電子技術(shù)中常見電子元器件的原理及運用。本課主要涉及的內(nèi)容為要求學(xué)生進行討論增加霓虹燈的某項智能化功能，以工程學(xué)的角度對霓虹燈進行合理構(gòu)建，通過信息技術(shù)單片機進行編程和調(diào)試，達到理想中的效果。它將對今后真正使炫彩霓虹燈功能的整合與完善打下扎實的基礎(chǔ)。

選擇本課題的理由是：看似一節(jié)教學(xué)活動課，它卻能緊緊圍繞“跨界”，較好地體現(xiàn)多門學(xué)科如物理、數(shù)學(xué)、信息、工程、藝術(shù)等知識的有機整合，并利用現(xiàn)有的工具設(shè)備和技術(shù)完成一盞屬于他自己的個性化霓虹燈，符合STEM+教育實踐的理念。

本課在教學(xué)手段上，最大的亮點就是較好地運用了Wi-Fi同屏傳輸器為教學(xué)服務(wù)，從而提高教學(xué)內(nèi)容和成果展示的可看性、效益性。

（二）學(xué)情分析

本活動教學(xué)對象為初中二年級學(xué)生，因為這些學(xué)生在年齡特點上已經(jīng)具備了一定的觀察能力和科學(xué)探究能力，對科學(xué)知識有了一定的積累，會對以往學(xué)過的知識進行初步的融合。另外，從信息技術(shù)學(xué)角度來講，Arduino單片機是目前比較流行的編程語言，結(jié)合ArduBlock圖形化編程使得學(xué)生更加通俗易懂。

但是在中學(xué)教材中還沒有涉及這方面的知識，對學(xué)生來說這也是一門新的課程，特別是對編程界面還處在初級階段，同時對學(xué)生的結(jié)構(gòu)設(shè)計也有較高的要求，因此，從整體角度想要做到一盞“真正的”炫彩霓虹燈還需要經(jīng)過一段較長的過程、積累提升，本活動除了激發(fā)學(xué)生對炫彩燈光的探究興趣外，關(guān)鍵是突出實踐，在感悟體驗過程中，習(xí)得知識、內(nèi)化為技能和行為。

（三）教育策略選擇

根據(jù)本課的重難點（學(xué)科跨界、個性化表現(xiàn)）的突出和化解，再加上霓虹燈變化的多樣性（霓虹燈結(jié)構(gòu)、閃爍方式不盡相同，程序設(shè)計的合理性及科學(xué)性）下體現(xiàn)各小組的“個性”展示，教師在本節(jié)課采用巡視指導(dǎo)的教學(xué)策略;同時學(xué)生從設(shè)計、制作、展示、交流這四個環(huán)節(jié)來完成本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，也使得小組成員從團隊討論、分工、交流到個人的具體任務(wù)、展示、交流的角色轉(zhuǎn)變。

（四）資源運用

本課在資源的運用上，除了主要運用Wi-Fi同屏傳輸器和iPad結(jié)合顯示器來實時轉(zhuǎn)播學(xué)生的制作情況及學(xué)生成果展示與交流外，還運用了信息資源（如相關(guān)的視頻）、學(xué)生個性特點資源、現(xiàn)實生活案例資源、物質(zhì)資源（旋轉(zhuǎn)編碼器和光敏傳感器以及電子元器件等），從而使教學(xué)達到最大效益。

二、活動目標(biāo)

（一）知識與技能：通過開展多學(xué)科知識技能的整合;較全面地描述霓虹燈的結(jié)構(gòu)功能知識，改進發(fā)明制造意愿，并學(xué)會設(shè)計技能;

（二）過程與方法：在設(shè)計構(gòu)思個性化霓虹燈過程中，采用跨學(xué)科學(xué)習(xí)、分析思維、實踐研究的方法，去激發(fā)自己的無限創(chuàng)造力;

（三）情感與價值：提高對炫彩霓虹燈的喜愛興趣，并在創(chuàng)意設(shè)計制作中培養(yǎng)團隊合作和“工匠”精神，為將來服務(wù)于社會打下基礎(chǔ)。

三、活動準(zhǔn)備

工作電腦、同屏傳輸器、電子元器件、小組活動記錄單、圖片、視頻、評價表、教學(xué)課件等。

五、活動評價

評價載體：小組活動記錄單、學(xué)生自我評價表（詳見附件一、二）

評價內(nèi)容：將活動三維目標(biāo)化解在：自我承擔(dān)任務(wù)的滿意度、團隊活動的參與度、交流分享能力展現(xiàn)、自我創(chuàng)新思維、除了完成所承擔(dān)任務(wù)以外的能力表現(xiàn)。

評價形式：采取小組、全班交流后的自我評價形式進行。