個性化霓虹燈的設計與制作

許浩

一、設計思路

（一）選題說明

本教學活動內容來自《STEM+綜合實踐案例的活動四》的“個性化霓虹燈的設計與制作”，前三個活動已讓學生了解了霓虹燈的基本種類和特點，了解霓虹燈的基本結構，通過對信息技術單片機的學習及運用，實現霓虹燈的基本功能，而繼續增加霓虹燈的某種變化，也是在單片機的基礎上，運用電子技術的原理進行功能疊加，以及讓學生學習一些基本的電子元器件，并熟悉掌握電子技術中常見電子元器件的原理及運用。本課主要涉及的內容為要求學生進行討論增加霓虹燈的某項智能化功能，以工程學的角度對霓虹燈進行合理構建，通過信息技術單片機進行編程和調試，達到理想中的效果。它將對今后真正使炫彩霓虹燈功能的整合與完善打下扎實的基礎。

選擇本課題的理由是：看似一節教學活動課，它卻能緊緊圍繞“跨界”，較好地體現多門學科如物理、數學、信息、工程、藝術等知識的有機整合，并利用現有的工具設備和技術完成一盞屬于他自己的個性化霓虹燈，符合STEM+教育實踐的理念。

本課在教學手段上，最大的亮點就是較好地運用了Wi-Fi同屏傳輸器為教學服務，從而提高教學內容和成果展示的可看性、效益性。

（二）學情分析

本活動教學對象為初中二年級學生，因為這些學生在年齡特點上已經具備了一定的觀察能力和科學探究能力，對科學知識有了一定的積累，會對以往學過的知識進行初步的融合。另外，從信息技術學角度來講，Arduino單片機是目前比較流行的編程語言，結合ArduBlock圖形化編程使得學生更加通俗易懂。

但是在中學教材中還沒有涉及這方面的知識，對學生來說這也是一門新的課程，特別是對編程界面還處在初級階段，同時對學生的結構設計也有較高的要求，因此，從整體角度想要做到一盞“真正的”炫彩霓虹燈還需要經過一段較長的過程、積累提升，本活動除了激發學生對炫彩燈光的探究興趣外，關鍵是突出實踐，在感悟體驗過程中，習得知識、內化為技能和行為。

（三）教育策略選擇

根據本課的重難點（學科跨界、個性化表現）的突出和化解，再加上霓虹燈變化的多樣性（霓虹燈結構、閃爍方式不盡相同，程序設計的合理性及科學性）下體現各小組的“個性”展示，教師在本節課采用巡視指導的教學策略;同時學生從設計、制作、展示、交流這四個環節來完成本節課的學習內容，也使得小組成員從團隊討論、分工、交流到個人的具體任務、展示、交流的角色轉變。

（四）資源運用

本課在資源的運用上，除了主要運用Wi-Fi同屏傳輸器和iPad結合顯示器來實時轉播學生的制作情況及學生成果展示與交流外，還運用了信息資源（如相關的視頻）、學生個性特點資源、現實生活案例資源、物質資源（旋轉編碼器和光敏傳感器以及電子元器件等），從而使教學達到最大效益。

二、活動目標

（一）知識與技能：通過開展多學科知識技能的整合;較全面地描述霓虹燈的結構功能知識，改進發明制造意愿，并學會設計技能;

（二）過程與方法：在設計構思個性化霓虹燈過程中，采用跨學科學習、分析思維、實踐研究的方法，去激發自己的無限創造力;

（三）情感與價值：提高對炫彩霓虹燈的喜愛興趣，并在創意設計制作中培養團隊合作和“工匠”精神，為將來服務于社會打下基礎。

三、活動準備

工作電腦、同屏傳輸器、電子元器件、小組活動記錄單、圖片、視頻、評價表、教學課件等。

五、活動評價

評價載體：小組活動記錄單、學生自我評價表（詳見附件一、二）

評價內容：將活動三維目標化解在：自我承擔任務的滿意度、團隊活動的參與度、交流分享能力展現、自我創新思維、除了完成所承擔任務以外的能力表現。

評價形式：采取小組、全班交流后的自我評價形式進行。