智慧教育典型案例：桑杜尔酷创教室 让创新发生-小学创客教育开展的学习案例

桑杜尔酷创教室让创新发生

——小学创客教育开展的学习案例 摘要：创客精神与教育的不期而遇，诞生了当下中小学阶段炙手可热的创客教育。笔者认为，创新与创造对新一代的小学生来讲也是一种必须要掌握的技术。因此，在条件允许的情况下，学校有那么一间“桑杜尔酷创”技术支撑教室，就可尝试这方面的教学研究，来培养孩子敢于思考、勇于创新、乐于探索的创新精神。本案例将结合实践，重点介绍5个关于乐高机器人和Arduino的创意制造应用及实践。一、背景缘起历史长河中，人类经历了五次信息技术革命。机器人时代的到来，意味着我们已经在经历第六次革命——创客创新革命。现如今，创客教育正在迅速升温，各中小学也开展的如火如荼、热火朝天，创客教育现已逐步走进学校，走进课堂，走进我们身边每一个学生。可以说，创客教育是集创新教育、体验教育、项目学习等思想为一体，契合了学生富有好奇心和创造力的天性。它主要以课程为载体，在创客空间的平台下，融合科学、技术、工程、艺术、数学等学科知识的STEAM课程，培养学生的想象力、创造力以及解决问题的能力。我校现有技术支撑教室——桑杜尔酷创教室，融合了如3D打印、VR虚拟现实、机器人编程、移动智能终端等各类新技术，借助在这间酷创+教室中的教与学，尽可能多的激发学生对新兴技术的兴趣，通过新兴的技术表象激发学生对原理的探究欲望、对技术学习的兴趣，用创客思想来指导自己的行动，以此不断提升自身的学习能力，同时也提高自身解决问题的能力。有鉴于此，笔者将当下学校现有资源整合，从儿童视角出发应用，开展了丰富多彩的小学创客教育实践，后文笔者会以实际案例形式进行阐述。二、为创而学在创中学创客教育的核心即为创而学，在创中学。学生在创客文化的感染熏陶下，不仅激发了自己的想象力、创造力，也学到了一定的技术，同时也创作出了一件又一件的创意作品。那么在具体实践中笔者和学生通过创作，成功完成了以下5个创客作品案例。（一）仿真交通红绿灯 创意来源

在大城市中，拥挤的交通总是让不少人为之头痛烦恼，我们的交警叔叔要在上下班晚高峰之际辛勤工作维持秩序。这时，如果在每个拥堵路口都设置交通红绿灯，那么就会大大减少城市的交通拥堵的压力。出于这番考虑，笔者和孩子们确定了主题，决定利用ArduinoUNOR3板套件来制作一个仿真交通红绿灯创意作品。制作过程ArduinoUNOR3板 1.免费在线Arduino模拟器

在正式开始制作作品之前，我们在官网提供的免费在线Arduino模拟器上进行了实验的在线模拟，它是PCB应用程序将想法带入生活的模拟电路网上平台。在线模拟实验电路图 编写好程序：

intBASE=11;//第一颗LED接的I/O脚

intNUM=3;//LED的个数

voidsetup(){

for(inti=BASE;i<BASE+NUM;i++){

pinMode(i,OUTPUT);//设定数字I/O脚为输出

}}

voidloop(){

for(inti=BASE;i<BASE+NUM;i++){

digitalWrite(i,LOW);//设定数字I/O脚输出为"低"，即逐渐关灯delay(500);//延迟

}

for(inti=BASE;i<BASE+NUM;i++){

digitalWrite(i,HIGH);//设定数字I/O脚输出为"高"，即逐渐开灯delay(500);//延迟

}}

将程序代码放入在线的模拟编辑器中，进行实验模拟： 2.实际搭建创作

作品要用到的实验元件有：UNO实验套装（UNOR3控制板、USB数据线、面包板、跳线）、3枚LED灯（红黄绿3色灯各1只）和2个220欧姆的电阻。当然，还需要一些木纸板等其他材料。通过参照网上的模拟搭建图，从而来进行现实生活中的作品搭建。一切准备就绪后，利用数据线将UNOR3板与笔记本电脑相连，将事先在ArduinoIDE开发环境中编写好的程序代码烧入到UNOR3板中，即可模拟红绿灯的效果。实现效果ArduinoIDE开发环境 随着作品的逐步成型，最后再利用乐高积木搭建一个仿真的马路场景，仿真交通红绿灯创客作品就全部完成了。仿真交通红绿灯（二）智能收晾伸缩衣架 创意来源

优质的家居生活，是智能的、数字化的，能更好为我们的生活提供便利。很多青年上班族可能都会有这样的烦恼，因为公司加班导致白天晾在阳台外的衣服没人收。出于对这个实际生活中的现象思考，笔者和孩子们确定创作的主题，决定利用乐高EV3机器人套件制作一个智能的收晾伸缩衣架，一定能得到很多人的青睐。 制作过程

智能收晾伸缩衣架的原理：根据空气中的光敏传感器来判断天黑状况，当光照强度低于某特定数值时，认为太阳下山或天气阴雨，晾衣架即自动收缩收进衣服。当光照强度高于某特定数值时，认为太阳升起或阳光明媚，晾衣架自动向外支出，让衣服能够充分接受阳光的照射，使衣服可以尽快晒干。1.搭建

搭建此创客作品用到的零件都来自乐高EV3套件，学生根据现实生活中阳台和晾衣架模型进行观察，从而构思出自己的创作设计。

智能收晾伸缩衣架最主要的核心部件是：光线颜色传感器。目的使用颜色传感器检测光线反射强度和环境光的变化。 2.编程

开发环境为LEGOMINDSTORMSEV3EducationEdition。编写程序如下：颜色传感器--光线智能收晾伸缩衣架程序的起始状态默认当下为黑夜，因此程序运行一开始，衣架会自动收缩收进衣服。当外界给予一定光照强度后，光颜色传感器检测到周围环境光强度大于设定阈值30，即转动大型电机向外支出衣架进行晾晒。实现效果

实际模拟过程中，学生把智能手机的手电筒功能当做太阳光，从而来模拟整个收晾过程。智

能

收

晾

伸

缩

衣

架（三）超市货物扫码器 创意来源

偶然从超市收银员的工作上得到灵感，觉得当下超市的收银工作既浪费了精力，又浪费了人力，购物的人多时，还需要大量收银员无休止的工作。那么我们为何不能实现一个自动化的收银过程中呢？出于对这样的思索，笔者和孩子们决定利用乐高EV3机器人套件制作一个自动化的超市货物扫码器。 制作过程

超市货物扫码器的原理很简单，利用颜色传感器的颜色识别功能来识别商品的包装的二维码颜色，所以主要针对黑白两色的识别。 1.搭建

主要零件：各种颜色的面板、颜色传感器——颜色。利用面板来充当搭建传送带，利用颜色传感器进行二维码的识别读取。2.编程

开发环境为LEGOMINDSTORMSEV3EducationEdition。编写程序如下：学生需在事先把商品的信息与价格写入程序，比如：book是15$，mathbook是10$，correctiontype是30$。可根据二维码不同的黑白颜色组合效果，进行商品的价格结算，最后计算出所买商品的总价格。实现效果超市货物扫码器（四）学习达人——Doggie（监督达人）&Iboy（识别达人） 创意来源

无意间看到这么一则新闻，说是中国近视率全球最高，其中国内小学生的近视率已超过40%，笔者对此感到深深的担忧，认为当下小朋友的近视虽和我们的电子产品脱不了干系，但在小朋友坐姿这个问题上也存在着一定原因。同时，也偶然听到学生抱怨学校的作业多，很多作业批改来不及。对于以上两个现象，经过笔者和学生的讨论思考，决定利用乐高EV3机器人套件制作一个学习达人组合。 制作过程

（1）Doogie——监督达人

原理：小主人在做作业或看书时常会出现坐姿不当、离书本太近的情况，这时Doogie就会借助她强大的探测能力发现问题并发出汪汪声来提醒小主人，让小主人养成好的学习习惯，充分改善了学习方式。主要核心部件：超声波传感器。目的是检测处于各种距离的物体。2.编程超声波传感器1.搭建开发环境为LEGOMINDSTORMSEV3EducationEdition。编写程序如下： 当超声波传感器检测到的距离小于或等于10厘米时，Doogie就会张大自己的嘴巴并发出汪汪的声音，来提醒此时坐姿不当。 （2）Iboy——识别达人

原理：能对小主人的作业或试卷进行答案识别并批改，如果答案正确还会做出喜悦的表情和动作，大大减少了小主人自己批改的时间，提高了小主人的学习效率。同时在炎热的夏天，Iboy还自带风扇，为我们的小主人在学习之际送上一丝清凉。 1.搭建

主要核心部件：颜色传感器和中型电机。目的是检测作业或试卷上的笔触颜色，进行答案的批改。2.编程识别批改程序风扇程序 当检测到正确答案时，Iboy会给出笑脸并发出哈哈的笑声。当检测到错误答案，Iboy会给出生气脸并发出呜呜的声音。实现效果三、创客教育对孩子的影响识别达人Iboy （1）潜移默化提升孩子综合能力

无论是简单的创客作品还是复杂的创客作品，每一个作品中碰到的每一个问题，都需要孩子自己去尝试解决。这个过程中，孩子们既要动脑又要把手动起来，充分培养了他们解决问题和动手的能力。 （2）跳出课本拓展拓宽孩子眼界

在当前信息技术成为主流的时代，孩子自身的技术可能还有待提高，但创客教育相当于为当前的学习提供了辅助工具，让孩子们不再局限于课本知识，他们可以通过实践来获取知识、理解知识。 （3）劳艺结合实现孩子全面发展

创客教育倡导造物，在做中学，孩子们在造物的过程中不仅能习得显性的新技术新技能，更多的还会让孩子体会到付出汗水精力最后成功的喜悦。创客教育亦是艺术的教育，跨学