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《鳄鱼潭记1——前言》小学三年级创客入门课程(征询建议稿)

laofeng laofeng 2021-01-21 22:48:58
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特别注明:

1.《鳄鱼潭记1》设计初稿将用于各位教师的活动实践,并且征集大家的建议并逐步完善和修正。

2.初稿还没有涉及评价内容;希望实践结束之后,我们能够补充完这部分。

3.作者:老风老师——蘑菇云创客空间会员,小学科学老师;木木.王老师——小学科学教师;

4.蘑菇云&因未公益将进行2021创客创新教育计划,本课程作为第一个发布分享的课程;

5.本课程征集实践志愿者教师,2021上半年我们将一起进行实践和改进,欢迎大家加入我们(感兴趣的请回复留言);

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前言:

《鳄鱼潭记1》为小学阶段三年级学生设计的创客活动内容参考,适合作为学校的兴趣课或综合实践活动的学习内容。

一、想和老师们说的话:每个人都是创客

在科技强国的时代,创新能力已经成为国家核心竞争力之一,培养创新型人才已经成为时代对教育的诉求。如果把创客教育停留在动手实践操作阶段,远远无法满足国家对创新型人才的培养需求。组织学生进行创客活动,除了利用造物过程去实践知识和发展技能之外,我们还应注重学生的创新问题解决能力、系统性思维、获取知识与自主学习能力,以及学生发展核心素养和学科核心素养,即学生的关键能力、必备品格和价值观念。

创客活动并不难,因为造物是人类不同于其他生物的一个特点,无论原始人敲打石头,还是幼儿捣鼓积木块,探索、尝试、发现,创造都存在于每个人的基因里。我们都拥有创造力,用一点想象,加上敢于挑战的勇气和同理心,每个人都是一个创客。在《鳄鱼潭记》创客活动中,无论是学生还是老师,都可以去尝试成为一名创客。

创客是一种文化,进入这个文化氛围中,你会发现每一位创客都有一颗好奇而又充满想象的童心,和小学生一样,他们都对周围的事物充满了好奇,捣鼓和摆弄着各种工具和元器件。他们会将一个无线充电的装置创造出许多不同的造型、利用一些废弃的电子废料创造一个艺术品、或者复刻80年代的游戏街机等等。而在这种看似玩耍一般的创作过程中,有四种能力正在被不断的强化和发展。

1.自主学习的能力

在创客活动过程中,每一位创客都或多或少会遇到“学习”这个过程,这种学习的发生是他在制作的过程中,遇到知识或技能上的空缺,便试图去翻书本或者上网搜索、或者是找身边的朋友寻找答案,通过学习并尝试运用到自己的创作过程中。这种学习从学习的发生开始,学习者始终处于学习的主导地位,教师仅仅是一个提供帮助者、指导者、传授技能的师傅,是知识的传递者,这种学习的成效会被即时的反馈和评价,即:可以直观地通过他在制作中是否解决问题来审视学习的成效,甚至对知识产生怀疑和疑惑,从而引发更深入的学习过程。于是创造过程-发现问题-引发学习的开始-自主学习过程(或教师指导与干预过程)-即时反馈学习成效(评价),形成了一个创客活动独有的自我学习方式。经历2020年疫情期间的在线学习,引发了我们对未来学习模式的思考,自主学习能力的发展到终身学习,必然是未来学习模式的重要形式之一。

2.敢于尝试、挑战错误和试错的勇气

对待错误,现在有2种方式,一种叫做“不可以错”,另外一种叫做“不存在错”。前一种的结果是孩子们习惯用最安全的做法并不敢犯错,后一种的结果是孩子们不知道什么是错。或许我们也曾小心翼翼地进行着“试错”,将“错误”经过设计,悄悄摆放在孩子们的面前或者必经之路上,或许有提醒,或者一旁观察。这种被设计的试错过程,只不过引发了一次学习的机会,甚至某一些干扰因素会让孩子们曲解了这种错误的原因。在创客活动中,错误是可以被学习者自己设置的、试错更是创客们在创造过程中,反复进行的一件事情,正因为有这种不断尝试、不断试错、不断纠错的过程,才会引发更深度的学习。敢于尝试、直面错误和困难、勇于试错、不断挑战错误的勇气,正是未来终身学习者和高尖端科研人才所必备的能力。

3.独立思考

有非常多的学生在接受一些编程或创客课程之后,所表现出来对所学知识的不深刻,让许多人对编程和创客课程产生了怀疑。缺乏独立思考是这些学生最大的特点。创客课程有以下几个特点,并发展学生独立思考能力。1、创客项目的建立来源于学生感兴趣的问题,学生有决定权;2、创客活动的过程中,学生应该有话语权,他们主导项目的开展;3、创客学习的过程中,教师应注重学生的学习有主导权,承认学生的能力可能超过教师,学生应意识到自己正在进行自主学习,教师的角色更多的是启动项目、辅助管理学生的学习和组织创客活动中的关键时刻。这需要教师转换身份,可以通过学习PBL(项目制学习)了解一些实用的教学方法。

4.计算思维(Computational Thinking)

计算思维是一种问题解决的方式。这种思维将问题分解,并且利用所掌握的计算知识找出解决问题的方法。计算思维可以划分为四个主要组成部分:问题拆解、模式识别、模式归纳、算法开发。计算思维适合各学科领域中应用,尤其是创客活动。作为比较热门的话题,作为教师可以尝试去了解计算思维的特点和方法,可以融入我们的教学活动中。

二、本活动的特点与学习特点

1.注重学科核心素养的养成

在学生的素养培养方面,我们不仅需要关注学生重点知识和必要技能之外,我们着重关注的是学生的科学核心素养和信息技术核心素养。通过课程和教学的设计、评价等手段,达成这些素养养成目标。

信息技术课程学科核心素养是学科育人价值的集中体现,是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观、必备品格和关键能力。高中信息技术学科核心素养由信息意识、计算思维、数字化学习与创新、信息社会责任四个核心要素组成。(以上摘自普通高中信息技术课程标准2017版2020年修订)。

2.跨学科学习内容

本活动设计不仅作为信息技术或者计算机科学课程的拓展,还包含了文学、数学、科学、工程、技术、电子电路、艺术等内容。实现技术学习与技术应用的融合,体验信息技术在各个学科学习中或真实生活场景中的运用。

3.育人价值

作为教师,发挥课程的育人价值是必不可少的,我们在活动中培养学生坚毅的品格、乐于分享、勇于挑战、敢于试错,能够赞美他人的闪光点,客观认识自己的优缺点等等。

三、适合的学习方法

本活动适合小学阶段三年级中,对信息技术与创客活动有兴趣的学生而设计。适合学校提高型兴趣小组,开展拓展型与探究型课程使用。在课程教学中,不同于以往的课程模式,我们可以尝试使用全新的教与学的形式,例如PBL、设计思维等,注重学生对于真实场景的观察与分析,注重真实问题的解决能力,注重创新创造出真实产品,注重产品的评价和迭代,注重团队合作与表达能力。学习过程中,注重生生间、师生间的共同学习,教师的教可以淡化,可以运用网络资源代替知识和技能的传授,教师更多的是学习的组织者,学习进展的管理者,学习活动的帮促者。学生将成为学习的主导者,课程始终以学生的学习为核心。

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内容简介

这个课程中,我们将Microbit套上硅胶保护外壳,以一个卡通角色小猫的形象出现,设置了一个背景故事:小猫误入鳄鱼潭,遇到了5条小鳄鱼之后,发生了许多有趣的故事。学生们将以这个故事为背景,加以戏剧化创作,学习并使用各种材料和工具,利用对Microbit编程,控制各种颜色的LED灯和蜂鸣器,最终完成一个个具有多媒体视觉呈现的故事。每次课程中,我们都会使用一张硬卡纸,这张卡纸不仅是学习单,也是学生进行故事创作的场景、电路连接板、实验记录单。学生可以利用这个卡纸讲故事、演示实验、介绍实验的原理、学习编程知识等,同时,所有的卡纸组合起来,就是一个可以再次学习的多功能绘本。

活动注重童话故事的创作、科学探究、编程、电路知识与创客项目。这个活动属于跨学科的综合实践活动,我们将参考使用STEAM+PBL的学习模式,教与学的互动中,我们还可以将教师的角色转变成学习管理者这一种创新教育模式。


 

活动的项目成果

1、每个章节活动,都会有一个学习单,而这个学习单也是整个系列活动的一个项目成果之一。所有的学习内容,将变成一本可以再次学习的故事绘本。孩子们在这个故事绘本中,可以给其他同学讲述一个故事,介绍科学知识,学习编程等。

2、小猫的生日party是这个系列活动的独立项目。孩子们将运用之前学习过的知识和技能,独立完成这一项目:制作一个多媒体的生日派对。在这个生日派对场景中,有故事情节、有通过编程控制的灯光和音乐、有艺术化的场景、有电路连接。虽然是独立项目,但学生们是在一个共同学习的环境下完成的。让学生们在制作过程中,互帮互助,彼此启发和分享,彼此认同和合作,像小猫和小鳄鱼们一样成为合作的伙伴。

3、小组项目是课程最后的一个合作项目。孩子们将利用所学到的知识和技能,完成一个多媒体故事情景。这个故事可以是一个知识、一个民族传统的故事、一个学校生活场景等。这个项目需要学生创建项目小组,共同完成。

课程使用的开源硬件Micro:bit简介

micro:bit 是一款由英国 BBC 设计的 ARM 架构的单片机,板载蓝牙,加速度计,电子罗盘,三个按 钮,5×5LED 点整,主要用于青少年的编程教育。利用 micro:bit 可以实现任何酷炫的小发明,无论是机器人还是乐器。micro:bit 拥有一系列新颖的功 能,例如 25 个可显示消息的红色 LED 灯;有两个可编程按钮,可以用于控制游戏操作或者暂停/播放 一首音乐。micro:bit 可以检测动作并且告知使用者动作进行的方向,同时它也可以通过低功耗蓝牙 模块与其它设备或因特网互联。micro:bit 还自带光照度传感器和温度传感器等常见的感应装置,这意味着它自己本身也可以制作很 多生活中常见的智能化产品。

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常见的学习活动解释:

学生讨论:

1、圆桌会议(一种带有目的的自由讨论,常用于设计阶段,主要是认识周围学习伙伴对于同一事物的认识和各自观点的差异,在设计思维活动中会引发同理心思考)   

2、金鱼缸会议(为展示自己而进行的一个讨论会议,展示者将自己最好的一面展示出来,观众必须指出自己最欣赏的部分,可以提出建议性的观点)

3、智囊团会议(为某位同学的创造性想法提出或改进而进行的头脑风暴,可以是教师提出召开,或是某位同学或者小组提出召开,邀请其他同学进行会议)

教与学的活动:

1、知识与操作的主题讲解(讲座形式,介绍一些知识点内容和操作方法,可以由老师来讲解,也可以告知从哪里获得这些内容的视频,也可以由学生来讲解)

2、不插电游戏(不插电的计算机科学活动,以身体代入的形式,体会信息技术的一些核心概念和编程算法,如同实境游戏,在游戏活动中,体会信息流、判断、算法等)

3、自由探索(给出核心概念,并且在核心概念的理解上,进行自由操作,可以给出具体的内容和操作目标,让学生自己尝试自己的解决方法)

4、科学探究(在学生理解探究目标的基础上,可以是学生自己设计探究方案或者教师给出具体的探究方法。学生运用Microbit制作实验装置,进行预测、实验验证、获得数据、分析数据、得出结论)

制作分享和项目展示:

1、 个别展示和分享(请个别学生上讲台,将自己的作品做简单的分享和展示,可以邀请其他学生做辅助)

2、 集体展示活动(通常是大型项目的最后成果展示,每个学生都需要制作展板、演讲,展示自己的作品和设计意图等,可以个人作品,也可以是集体作品)

3、 画廊漫步(这是一种快速的集体或个人展示。所有的作品都放在桌上,学生采用流动式的去观看他人的作品,为后面的讨论做准备)


 


 

活动内容与目标(待补充完善):

计算机科学:

·计算机是通过指令控制硬件;

·我们可以通过编写程序的方式,向计算机编写指令;

·程序通常由各种代码(模块的形式)组成的序列呈现;

·外部设备通过pin口与主控板Microbit进行连接;

科学与技术内容:

·电池和电子设备都有正负极;电流从正极流向负极;

·我们可以利用电池、电路和开关,和Led灯连接,电流能够使Led灯发光;

·Led灯需要足够的电压才能工作;

·声音由振动产生,电磁能转换成动能,产生振动,发出声音;

·不同的物质具有不同的导电性;

·不同浓度的盐水,导电能力不同;

·植物内有水分,导电能力都不同,我们可以使用计算机检测出不同的数值;

·绘制简单的电路图;并将设备进行正确连接;

创意制作:

·利用手工工具,为自己的创意故事制作合适的场景;

·处理好所有的连接线,将它们合理的隐藏;

·制作合适的装置保护主控板和各种设备;

文学创作和表达:

·完整详细的将自己的创意故事表达出来,可以使用语言,或者文字;

·故事完整,有合理的逻辑;

·故事是积极正面的;

·能够生动有趣的表达出自己的故事;


 


 

章节内容(待补充完善)

第一章节:《小猫掉进了鳄鱼潭》引导学生,尝试一次创客活动

·《哇,有鳄鱼》

·《鳄鱼咬了小猫的脚》

·《亮起的路灯》

第二章节:《点亮鳄鱼潭》——编程和事件控制,更复杂的电路

·《鳄鱼潭里的红绿灯》

·《七彩怪花》

·《一闪一闪的萤火虫》

·《BUG标本展》

第三章节 音乐模块和模拟量读数

·《小猫会唱歌》

·《鳄鱼潭底的垃圾能导电》

·《导电的本领哪家强》

·《植物渴了吗?》

第四章生日party大项目

·《小猫的生日party》大项目

·生日party彩排

·超酷的生日party!

第五章小组创新项目

活动材料包介绍:(待完善)

microbit主控板——建议使用Makecode(makecode.microbit.org)作为编程环境,也可以使用其他的编程环境,例如:Mind+、kittenblock等。近期,MicrobitV2.0上市了,增加了许多功能,例如麦克风和扬声器,建议可采购2.0。

Microbit的硅胶套——小学生在操作这类主控板的时候,经常会操作不当造成损害。因此我们采用硅胶套来保护主控板,同时卡通形象也为孩子们的故事创作带来素材。(图为小喵科技公司出品的硅胶套,卡通的猫咪形象,让孩子们乐于接受和亲近。)

电池盒——可以让学生的作品脱离电脑,能够随心所欲设置于故事场景中。建议采购带有开关的电池盒,因为经常发现学生忘了关闭电源或频繁插拔电源口造成电源线断裂。

鳄鱼夹线——尽可能采购大一点的鳄鱼夹线,过小会让学生操作困难。

5MMLED灯珠——我们会用到红黄绿三色(红绿灯活动)、红绿蓝(RGB项目),价格非常便宜,可以酌情多采购一些。保存时建议插在泡沫塑料上。需要注意的是,这个灯工作电压在2v左右,3v使用会影响寿命,特别操作不当造成短路时,瞬间大电流会损坏灯珠,不建议长时间使用。

喇叭和蜂鸣器——使用中请注意,Microbit接喇叭或蜂鸣器声音比较轻。我们的目的是探究电与声的转化,因此选择这类产品。尤其是有透明薄膜的喇叭,可以让学生观察到电磁线圈和薄膜振动。蜂鸣器有利于我们制作场景模型。

铜箔胶带——是非常好的导电材料,而且让学生非常容易地将物理连接抽象成电路图。也方便学生从电路图形成物理连接各种元器件。但是要注意的是,铜箔胶带有粘性的一面导电性能不好,因此需要让无粘性的一面接触。铜箔胶带有不同宽度,建议5mm以内。也有老师反映铜箔胶带容易割伤手指,建议学生们小心使用。

硬卡纸——建议使用230g左右的硬卡纸,我们将硬卡纸做成故事场景,同时也是学习的记录单。

其他手工工具建议:剪刀、美工刀、透明胶带、双面胶、轻粘土等等

废弃物:建议在一些场景中,使用废弃物来制作,例如塑料瓶、发泡海绵等。

Makelog作者原创文章,未经授权禁止转载。
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