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視頻課題：第五屆全國高中項目式學習課程創客微課視頻《可穿戴戶外安全系統設計》南昌

教學設計、課堂實錄及教案：第五屆全國高中項目式學習課程創客微課視頻《可穿戴戶外安全系統設計》南昌市第二十三中學高中其他

可穿戴戶外安全系統設計

南昌市第二十三中學　漆俊
 
一、使用教材：
教材：自編校本教材《創客作品設計與制作》 ，已由廣東教育出版社正式出版，
刊號：ISBN 978-7-5548-1860-2。
學段：高中
年級：高一
章節：第七課 智能穿戴
二、實驗器材：
1、Arduino UNO開發板/Microduino Mcookie 開發板及I/O擴展板
2、Arduino兼容傳感器（超聲波、聲音、光線、溫濕度、紅外避障）
3、Arduino兼容輸出裝置（LED燈、蜂鳴器）
 
三、實驗創新要點/改進要點：
1、實驗的主題是針對現實場景，自主探究，發現問題，進行創新設計。
2、以團隊協作的方式進行項目式學習。
采用開源的智能硬件和軟件，并將實驗成果進行開源分享。
 
四、實驗原理/實驗設計思路：
用傳感器感知外界環境數據并輸入Arduino開發板，通過圖形化編程軟件Mixly進行編程來處理輸入數據，并控制輸出裝置實現設計功能。學生需要小組分工合作才能在有限的時間內完成從創意到設計和制作測試的全過程。
 
五、實驗教學目標
（一）知識與技能：掌握傳感器和Arduino編程知識在實際生活場景中的應用，能通過模塊化設計的理念來提高產品設計和制作的效率，并能較好的解決將智能產品可穿戴化這個核心難點問題。
（二）過程與方法：逐步熟悉項目式學習的流程“創意-設計-制作-測試-形成項目文檔-分享發布”，培養學生觀察、分析、動手能力，提高學生團隊協作的能力。
（三）情感態度與價值觀：鼓勵學生主動去發現現實中的問題，探究解決方案，在合作解決問題的過程中培養團隊精神和集體榮譽感，通過展示和分享作品的設計和源代碼，體會創客精神和開源運動的魅力。
 
六、實驗教學內容：
學生組成2-4人的團隊，在4個課時內協作完成可穿戴戶外安全系統的設計、制作、測試、發布的完整項目流程。
重點：產品的模塊化設計理念。即在產品的設計過程中把整個產品分解為一個個功能子模塊來設計制作并分別測試，功能模塊設計應先實現主要功能再實現次要或附加功能，最后把成熟的子模塊納入到整個作品框架中形成綜合性的作品形態。
難點：產品功能的實現需要滿足可穿戴這個目標，需要學生在產品外形設計，人機工程設計上花費更多的時間，甚至比產品功能本身難度更高。
 
七、實驗教學過程：
（一）頭腦風暴
首先確定本課程中創意部分的探究方向：解決戶外活動時可能遇到的安全問題，然后各個小組分別討論，用頭腦風暴的形式來產生解決問題的創意。

圖1  分組討論、尋找創意
（二）作品設計和制作
根據本小組的創意制定設計方案形成項目小組，小組成員（3-4）人進行合理分工，一般有設計者（制定方案畫出設計圖）、程序員（主要編程工作）、工程師（元器件組裝和外形制作）、還可以增加負責文檔撰寫、視頻制作、作品展示的成員，組長負責整個項目的進度和協調成員的工作以及和老師的溝通。

圖2  設計和制作
（三）測試與改進
按主要功能模塊---次要功能模塊---附加功能模塊的優先級進行各個模塊的獨立測試，各個模塊測試成功后組裝整個作品，然后進行實地測試，反饋測試結果，進行改進和優化，通過若干次的迭代來完成最終作品。
（四）撰寫項目文檔
從項目流程的開始到結束，要有全過程的日志性記錄（包括文字、照片、視頻）、程序各個版本的備份以及最后的總結和匯報。
（五）展示與分享
各個團隊將自己的作品在全班進行講解和演示，每個團隊的用時控制在5分鐘，作品資料包括設計方案、源代碼、設計圖都形成數字化文件并在班級共享平臺（qq空間、微信群、班級論壇）發布，發布者和成果使用者都必須了解并遵守開源協議即開放產品設計和源代碼、使用者修改或衍生的成果也必須無償開放。

八、實驗效果評價：

作品成績		團隊成績
創意	40	項目計劃	20
功能	30	過程協作	50
外形	30	展示設計	30
整個項目式學習過程的評價分為作品和團隊兩部分，各一百分，其中作品成績由老師評審（70%）和學生投票（30%）共同產生，團隊成績由老師按照項目進行的全過程中的團隊表現來打分，屬于過程性評價。

表1 項目式學習評價表
反思：
整個實驗項目過程以學生自主探究為主要學習方式，多個學生組成團隊針對實際問題進行項目式學習，這種模式能很好的激發他們的興趣、提升他們的動手能力、協作能力和團隊精神。產品制作和智能化技術相結合可以讓學生接觸到現下科技發展的成果，感受技術對生活帶來的影響，而創客提倡的開源精神則為這堂課注入了無私、分享、共同提高的精神內核。
學習過程中始終以學生活動為主體，老師不是直接給出問題的解決方案，而是協助學生完善思路，鼓勵他們去嘗試創新，在一次次的試錯過程中積累屬于自己的經驗。在整個項目實施過程中，從團隊到個人都在不斷地完善和提高，最終每個團隊交出的作品都是與眾不同，各有特色，這種成就感也是傳統教育中很難體會的。
 

作者姓名	單位	聯系電話	電子郵箱
漆俊	南昌市第二十三中學

 
 

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