“互联网+电子创客”——智能家居系统制作活动方案

柯世民

【摘 要】人类已经进入“信息智能文明”时代，学习知识的途径不断增多，利用“互联网+”不仅可以引导学生对知识信息的高效获取，更能让学生对知识进行整合、转化，培养学生创新能力。

【关键词】互联网+；电子创客；活动方案

一、本方案的背景：互联网+、核心素养

（1）时代要求：“互联网+”是当前的时代趋势，已经势不可挡。我们身处在4.0网络智能时代的黎明时期，尤其是云、微、客的兴起，学习的主体和时空都在改变。运用网络阅读和学习，将成为未来的常态，成为获取知识形成能力的方法，网络深度融入经济社会、融入人民生活，它将会影响教师的教和学生的学，甚至颠覆教学的形态。随着科技装备和技术的日新月异，更多的工具将用于学习，更多的平台将提供学习服务，电子智能创客的出现已是时代的必然。

（2）人才的要求：2014年教育部印发《关于全面深化课程改革落实立德树人根本任务的意见》，提出一个关键词“核心素养”。“核心素养”已成为“后课改”时代的靶心。北京师范大学生命科学学院刘恩山教授认为，“核心素养”是一种跨学科素养，它强调各学科都要培养对学生终身发展有影响的东西。因此，作为一个教育工作者，培养学生的知识获取途径，培养学生的学习方法，培养学生的创新能力，培养对一个学生终身都有用的东西，这是很最重要的。

二、本方案的目标

终极目标：培养学生核心素养——教会学生学习、引导主动分析思考、乐于创新

人类已经进入“信息智能文明”时代，“互联网+”突破时空藩篱。当下，科学的学习方法并非是知识的“简单堆砌”和“常速积累”，而是学会对知识及信息的高效地获取、整合、转化、再创造的方法。作为科技创新的老师，教会学生学习就尤其重要，本项目意在改变过去不适的人才培养模式，通过让学生制作电子产品，不断思考，培养学生的创新能力。

在电子创客的培养中，一个首要的任务就是引导学生查找资料，教会学生学习。通过开展本课题活动，学生不仅能把物理和信息技术学科中老师所教的理论运用于实践，而且在实践活动中也能验证更新所学的知识，经过“已有知识——实践——更新知识——再实践——智慧”的过程，培养学生思考、智慧、科学地解决问题，点燃他们的科学热情之火，并逐步引导他们建立自己的方法，主动地分析思考问题。

具体目标：制作出一套智能家居系统

根据学生的期望、兴趣，引导学生利用互联网，收集喜欢的电子项目，然后与老师同学讨论学习它的原理、探索它的组装制作过程，在制作中进一步分析思考，学习相关的理论。这样一步一步地利用互网络学习电子技术，不断实践、更新、总结形成自己的特色创新电子产品，运用触摸开关，声控开关，红外开关，逻辑电路等制作出一套智能家居系统。

三、本方案的创新点和重难点

本方案的创新点：

①应用互联网培养学生核心素养。

②在电子产品的制作开发中培养学生核心素养。

③运用触摸开关，声控开关，红外开关、逻辑电路等制作出一套智能家居。

本方案的难点：引导学习电子基础理论

本方案的重点：互联网下的学习习惯方法养成及电子理论学习

四、本方案所需设备环境及理论

1.本方案所需设备环境

互联网络环境和电子实验室。在互联网络环境中，每位学生配置一台平板电脑或台式电脑，在电子实验室，提供常见的电子元器件：二极管、三极管、电阻、电容、可调电阻、三端稳压、焊接元件板、三极管放大电路散件、电路集成运放板散件、呼吸灯散件、红外感应干手器散件、抢答器散件，常用的电子检测仪器：万用表、稳压电源、函数信号发生器、模拟与数字示波器，和常用的电子制作工具：电烙铁、尖嘴钳、剥线钳等。

2.本方案所需理论

多元化的理论：人才培养不仅是课程内容上要适合每个学生，在学生的学习方式等一些特性上也要适合每一个学生。这样才能实施个性化教育，成就每个学生成长的精彩，学生才能学到对自己一身都有用的东西。

知识技能理论：普通高中物理学、电学、计算机等理论

五、本方案活动过程和步骤【时间：2017年9月——2018年3月】

第一周，在高一与高二年级组织报名，选择有代表性的50名学生进行本项目的实验。明确本次活动计划的任务和目标，并制定相应的活动培训纪律和安全方案，同时还让学生熟悉互联网电脑室和电子实验室。第二周，教会学生怎样使用互联网进行学习，让学生明白学习的途径，掌握在互联网环境下的常用学习方法，对“互联网+”、微课、慕课、翻转课堂、网易、可汗学院等有一个全新的认识。第三、四周，利用互联网引导学习电子元件的基础知识。本部分内容可以按照网络已提供的《电子基础技能》的微课内容进行学习，同时分小组在实验室探讨常见五类电子元件的外形、参数、性能及使用方法。第五周，机动。第六周，引导学生采用多种学习方式，学会万用表的使用，学会元件的检测，电流、电压的测量。第七周，学生根据自己的情况，在网上购买简单的电子套件（比如：电子门铃、呼吸灯、流水灯、声控开关等）进行尝试性组装。通过组装引导学生自己利用网络去解决存在的问题。第八、九周，模拟电子理论的探索。门铃为什么会响，流水灯为什么会交替闪亮，引导学生去探讨，在互联网中寻找答案，从而引导学生去学习模拟电子线路的基础理论知识，熟悉模拟电路的基本原理。第十周，机动，学生半期考试。第十一周，组合学校每年的科技节，开展电子作品的制作比赛。第十二、十三周，引导学生利用互联网网络，了解数字逻辑电路的应用，学习数字逻辑电路的知识。第十四周，引导学生组装数字时钟，让学生自主查找电路的原理，学会分析振荡电路、编码器、译码器的工作原理。第十五、十六周，引导学生在互联网中学习arduino可编程单片机，了解单片机的最小系统制作，了解智能控制的过程，熟悉串并行数据信号传输的原理，理解智能控制过程。第十七周，利用arduino的集成模块，制作调试智能小车。第十八周，机动放假。第十九、二十周，学生发现身边的问题，利用互联网中收集的资料，购制元件或模块，运用触摸开关，声控开关，红外开关、逻辑电路等制作形成智能家居，制作自己的创新作品。第二十一，对学生创新的作品展示，对学生的核心素养进行调查，并写出总结和研究报告。

六、可能出现的问题及解决预案

（1）选择的研究主体对电子不感兴趣。作为研究对像的主体学生，一定要喜欢电子技术这门知识，有的学习只停留在口头上，只是一时兴起，如果有这样的学生，最好劝其参加其它实验小组。

（2）研究主体对原理理解不透。这属于正常现象，因为任何一门学科的理论基础都是前人丰富知识的总结，在半年的时间只能教会学生解决问题的办法，发现问题才是学生进步的开始。

（3）参考资料欠缺。如果某部分的内容在网络中介绍较少，或知识比较前沿，可以由指导教师收集相关的信息或提供相关解决内容补充于网络中，供学生参考。

七、本方案预期成果

运用触摸开关，声控开关，红外开关、逻辑电路等制作出整套智能家居。同时形成一套“互联网+电子制作”对学生核心素养培养有参考价值的研究成果报告。

总之，本项目不仅能教会学生学习，培养学生的创新能力，更重要的是提高学生的核心素养，为探索科技校本课程的作用提供有力证据。