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文档简介

2022年安徽省中小学教育教学论文评选基于STEAM的高中智能设计校本课程实践研究摘要:STEAM教育通过项目活动,促使学生向多元化智能领域发展,能够激发学生学习兴趣,增强学生的创新实践能力,增加学生的自信心和积极主动性。本文以智能设计《Linkboy编程+Arduino硬件》课程为例,进行为期两年的实践研究,不断改进教学设计和策略,努力开发校本课程,不断提高教学效果,切实提高了学生的综合能力。关键词:STEAM,智能设计,校本课程,实践研究引年我校申报了STEAM实验校,我所在的技术组申报了课题《普通高中面向全体学生的STEAM校本课程开发行动研究》,作为课题组的一员,我积极参与STEAM教育理念的学习,并付诸实践,开展基于STEAM的智能设计校本课程实践研究。两年的时间,初步完成了校本课程智能设计《Linkboy编程+Arduino硬件》的开发,学生的作品也在智能设计大赛中取得了不错的成绩,实践中也总结了一些经验和不足。一、概念界定1.STEAMSTEAM的原身是STEM艺术(Arts),数学(Mathematics)。STEAM学多领域融合的综合教育。2.智能设计本文所说的智能设计具体是指《Linkboy编程+Arduino硬件》课程,该课程使用Linkboy编程软件进行程序的设计和调试,核心电子硬件设备采用Arduino硬件套装,再加上一些实物外壳创作一个智能设备,该设备可以实现一项或多项智能。二、STEAM教育现状分析1.国内STEAM教育现状众所周知,国内STEAM教育起步较晚,2015年9月,教育部发布《关于“十三五”期间全面深入推进教育信息化工作的指导意见(征求意见稿)》,其中涉及未来五年对教育信息化的规划,明确提到要“探索Steam教育、创客教育等新教育模式”。能够培养/提高学生创新能力和综合能力是STEAM教育的主要优势。传统教育下缺乏的创新能12022年安徽省中小学教育教学论文评选力和综合能力受到家长重视,发展STEAM教育势在必行,未来以创新和跨学科融合为导向的STEAM教育将迎来发展机遇。2.我校STEAM教育开展现状我校在申报STEAM自己感兴趣的方向进行深入探索。三、实践过程1.积极学习STEAM教育理念为了更好地开展STEAM教学,我先后查阅了大量关于STEAM参加各级各类STEAM的培训和学习,观摩其他优秀教师的STEAM课堂教学,仔细揣摩STEAM的教学方式,逐步领会STEAM教育理念。2.开发智能设计校本课程书上得来终觉浅,绝知此事要躬行。我深知,再多的学习都不如实践深刻。于是,我根据自己擅长的编程方向,选择开发适合我校的智能设计校本课程《Linkboy编程+Arduino硬件》。从软件下载学习,书籍购买,Arduino硬件的选购,我都认真对比,本课程。主要课程目录如下:第一课:了解智能设计第二课:点亮LED灯第三课:创作流水灯第四课:按键控制灯第五课:创意音乐盒第六课:五彩缤纷灯第七课:按键报警器第八课:点阵图创意设计第九课:计时器制作第十课:自动感光灯第十一课:超声波的神奇妙用第十二课:定时器的应用22022年安徽省中小学教育教学论文评选第十三课:汽车智能求助装置第十四课:儿童智能饮水机第十五课:智能护眼装置第十六课:智能抢答器第十七课:遥控灯第十八课:智能门禁第十九课:智能密码锁第二十课:烟雾声光报警器3.鼓励学生参加智能设计大赛为进一步激发学生的创作热情和学习兴趣,我鼓励学生参加智能设计大赛,在课堂作品的基础上进一步美化完善作品的外观和功能,学生热情也很高,经常利用课余时间《汽车智能求助装置》、《智能护眼装置》、《智能抢答器》等。下面以作品《汽车智能求助装置》为例介绍学生学习探索的过程。《汽车防困智能求助装置》设计方案一、设计背景和目标1.设计背景:新闻报道中经常有粗心的家长把孩子落在了汽车里,汽车是个密封的空间,空气有限,隔音强,即使孩子在里面哭外面也很难听到,不容易被路人发现,时间长了孩子有窒息死亡的危险,因此我们设计了这款汽车防困智能求助装置。2.设计目标:我们装置的主要目的就是帮助那些被困车里的儿童及时获得帮助,避免窒息的风险。二、设计思路我们通过制造声音和灯光闪烁的方式来吸引路人的注意,通过LED字符显示屏显示车主手机号码,使得路人可以及时帮助拨打车主电话,及时回来打开车门,从而使车内的儿童能够避免窒息造成生命危险。三、作品创新点1.智能:可以通过按钮和声音传感器两种触发方式来启动求助装置,考虑到了年幼的孩子不会或想不起来按按钮,但是会哭泣或者大声喊叫这个特点。红灯闪烁、蜂鸣器报警都可以来吸引路人注意,显示屏中可以现实车主手机号码,便于及时的通知主人回来打开车门,这样就可以有效的避免了的孩子被困汽车中会因为空气不足窒息,或人们在车中遇到不测的危险。2.安全:不管是按钮触发还是声音传感器触发对被困人员都是安全的。四、材料清单:硬件器材有汽车模型,ardunioUNO主板,声音传感器,按钮3个,蜂鸣器,红色led灯,面包板,LED字符显示屏,杜邦线和USB线。软件是linkboy编程软件。五、制作过程1.构思自己想要的作品,在仿真软件中拖出需用用到的器材。32022年安徽省中小学教育教学论文评选2.在电脑上做出作品的仿真程序,做完后检测是否可以正常运行。3.准备实验器材,按照所设计图组装装置。42022年安徽省中小学教育教学论文评选4.下载程序,检验实验装置能否正常运行5.演示效果,完善文档。六、作品成果1.作品外观52022年安徽省中小学教育教学论文评选2.使用说明当按下锁车按钮时,求助装置开启,年龄大一点的可以通过按钮或大声喊叫来触发求助装置,年幼的孩子可以通过哭泣或者喊叫来触发求助装置,当检测到求助按钮或者声音时,红灯会闪烁,并帮助拨打车主电话,让车主及时回来开门。当车主解锁汽车后,被困人员获救,红灯停止闪烁,蜂鸣器停止报警,显示屏清空。当汽车处于解锁状态时,求助装置不会被触发。3.演示效果演示效果良好,实用性强。七、人员分工李智勇:主要负责电脑中的仿真程序制作,和部分思路创新。解浩冉:主要负责现实中的电路连接,以及部分问题解决思路。四、实践成果1.学生反馈度观察学生,事实证明这门智能设计校本课程学生的兴趣浓厚,学生参与的热情很高,的能力、物化作品、调试程序等综合能力的提高就是课堂教学最好的反馈。2.获奖情况为进一步激发学生学习的兴趣,我鼓励学生将作品进一步优化和完善,比如美化作62022年安徽省中小学教育教学论文评选智能设计大赛三等奖,学生作品《烟雾声光报警器》获得安徽省智能设计大赛三等奖。事实证明,参加比赛获奖学生的成就感更强,学习热情更加高涨。3.课程推广我校STEAM教学虽然开展时间不长,但课程开发和设计已经走在区里的前列,并受邀在区里开展多次专题讲座和培训,其他学校经常来校观摩取经,交流教学经验。结束语:STEAM课程是一个综合性跨学科的项目学习,需要老师结合学生实际,设计学生感我也将继续优化课程,给予学生更多创新实践的学习项目。此论文为《普通高

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