淺談信息技術(shù)教學(xué)中依托創(chuàng)客平臺(tái)進(jìn)行跨學(xué)科學(xué)習(xí)

王春勝

（大連經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)金源小學(xué)，遼寧 大連 116600）

當(dāng)前，在小學(xué)信息技術(shù)課程中，創(chuàng)客教學(xué)是一個(gè)新興的熱點(diǎn)，它為信息技術(shù)教學(xué)帶來(lái)了新的活力，也使學(xué)生的核心素養(yǎng)得到了極大的提高。

一、運(yùn)用語(yǔ)文、美術(shù)、信息技術(shù)，描繪創(chuàng)客作品的創(chuàng)作意圖

創(chuàng)客作品的創(chuàng)作意圖來(lái)源于生活實(shí)踐。通常是學(xué)生留心觀察生活，實(shí)際中遇到的問(wèn)題，然后大膽想象如何制作創(chuàng)客作品來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。如學(xué)生在公共衛(wèi)生時(shí)間期間，觀察人們?cè)诘估臅r(shí)候，有的時(shí)候需要用腳踩垃圾桶，垃圾桶才能夠把蓋打開(kāi)，這樣就造成了交叉感染的危險(xiǎn)，于是學(xué)生就想到了制作一個(gè)不用人體接觸，就能夠把垃圾倒進(jìn)的垃圾桶的想法。有了創(chuàng)意制作思路，如何把這個(gè)功能實(shí)現(xiàn)出來(lái)？在這個(gè)階段就需要運(yùn)用語(yǔ)文、美術(shù)、信息技術(shù)等學(xué)科知識(shí)和技術(shù)，把這功能畫(huà)在紙上，用語(yǔ)言把創(chuàng)意表達(dá)清楚，或者用信息技術(shù)中的文字處理軟件，進(jìn)行電子創(chuàng)作表達(dá)說(shuō)明。這些知識(shí)的綜合運(yùn)用，全部是為了解決創(chuàng)客作品的創(chuàng)作意圖。這樣就把跨學(xué)科學(xué)習(xí)的知識(shí)自然地融入在一起。

二、運(yùn)用信息技術(shù)學(xué)科中的WPS軟件、畫(huà)圖軟件、語(yǔ)文、科學(xué)、物理學(xué)科知識(shí)，進(jìn)行創(chuàng)作討論、演示、論證說(shuō)明

任何一個(gè)創(chuàng)客作品，有了創(chuàng)作意圖之后，都需要根據(jù)意圖，根據(jù)作品功能特點(diǎn)，闡述制作作品所需要運(yùn)用到的工具、材料、軟件等制作材料。尤其是作品的智能功能部分，需要什么樣的控制板、哪種傳感器、運(yùn)用什么軟件進(jìn)行編程創(chuàng)作，這些都需要學(xué)生在一起進(jìn)行討論。在這一步驟，學(xué)生不但要了解電子電路知識(shí)，還要了解一些傳感器的功能，還要確定運(yùn)用哪種開(kāi)源編程控制板才能實(shí)現(xiàn)作品功能。針對(duì)功能的實(shí)現(xiàn)，還要討論作品的外形大小和外觀設(shè)計(jì)。總之，在研討過(guò)程之中，學(xué)生就需要運(yùn)用一些科學(xué)、物理和計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行討論說(shuō)明，跨學(xué)科學(xué)習(xí)在這一環(huán)節(jié)也得到了充分的體現(xiàn)。

以智能垃圾桶為例，學(xué)生最終確定了使arduinoUNO開(kāi)源控制板，作為主控板，使用紅外測(cè)距傳感器，探測(cè)是否有人靠近垃圾桶倒垃圾。使用伺服電機(jī)作為垃圾桶打開(kāi)和關(guān)閉的動(dòng)力設(shè)備。使用容易切割的椴木板作為垃圾桶的箱體。

三、使用數(shù)學(xué)知識(shí)和數(shù)學(xué)技能，確定作品結(jié)構(gòu)大小和規(guī)劃各種電子設(shè)備的安裝位置

還是以智能垃圾桶為例，學(xué)生們經(jīng)過(guò)實(shí)地測(cè)量生活中常見(jiàn)的垃圾桶的大小，并做好數(shù)據(jù)記錄，確定好垃圾桶的形狀。形狀確定好之后，就需要測(cè)量各種傳感器、控制板、電機(jī)等電子設(shè)備的大小，再根據(jù)結(jié)構(gòu)的大小和傳感器的大小進(jìn)行比較，最終確定開(kāi)關(guān)安裝在垃圾桶的底部，紅外測(cè)距傳感器安裝在垃圾桶頂部的前面，私服電機(jī)作為翻蓋的動(dòng)力源，安裝在垃圾箱頂部。供電設(shè)備，電池盒，電池等安裝在垃圾箱的底部。數(shù)學(xué)知識(shí)在這一環(huán)節(jié)，起到了決定性的作用。

四、運(yùn)用電腦編程技術(shù)和電子技術(shù)，對(duì)創(chuàng)客作品的功能進(jìn)行編程調(diào)試

編程技術(shù)和電子技術(shù)是創(chuàng)客作品的核心技術(shù)。通常是先根據(jù)作品的功能選擇編程環(huán)境。再運(yùn)用和學(xué)習(xí)編程軟件的具體功能有哪些，最重要的是要測(cè)試編程環(huán)境軟件與控制板之間能否順利的連接在一起。接下來(lái)再根據(jù)作品的功能確定是否需要擴(kuò)展板和電機(jī)驅(qū)動(dòng)板。對(duì)傳感器的功能進(jìn)行測(cè)試和數(shù)據(jù)記錄。智能垃圾桶為例，學(xué)生確定使用了米思齊圖形化編程軟件，并且測(cè)量了紅外測(cè)距傳感器檢測(cè)數(shù)據(jù)特點(diǎn)，是越靠近傳感器的探頭數(shù)值越大，反之?dāng)?shù)值越小。還測(cè)量了伺服電機(jī)的默認(rèn)位置為0度和關(guān)閉位置為90度。最后進(jìn)行電腦編程，下載程序測(cè)試，根據(jù)紅外探頭的閾值大小，讓伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)到指定角度。例如，紅外測(cè)距的數(shù)值，如果大于3000，那么就讓伺服電機(jī)的角度旋轉(zhuǎn)到90度方向，打開(kāi)蓋子；否則讓伺服電機(jī)的角度轉(zhuǎn)到0度，關(guān)閉蓋子。

五、使用生活中的常用工具，運(yùn)用物理、機(jī)械知識(shí)和數(shù)字技術(shù)進(jìn)行作品的外形結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

每一個(gè)常用工具的使用，其實(shí)都在對(duì)物理和機(jī)械的知識(shí)的具體實(shí)踐。無(wú)論是用刀切割，還是用鋸子切割，學(xué)生們都要經(jīng)歷一個(gè)生疏到熟練的過(guò)程，其實(shí)是對(duì)力的熟練運(yùn)用。使用電鉆打孔，也是對(duì)物理和機(jī)械另一個(gè)層次上的應(yīng)用，長(zhǎng)期的使用，學(xué)生也對(duì)各種材料的特點(diǎn)有了深刻的認(rèn)知。經(jīng)過(guò)觀察，學(xué)生在制作創(chuàng)客作品過(guò)程之中，非常喜歡使用膠槍工具，每次使用膠槍其實(shí)都是對(duì)物理中的熱力學(xué)一個(gè)深層次的體驗(yàn)。

學(xué)生在制作智能垃圾桶時(shí)，還使用了3D打印技術(shù)，有時(shí)還根據(jù)需要使用激光切割技術(shù)，這兩種技術(shù)都是電腦輔助下的數(shù)字技術(shù)，這兩種技術(shù)同時(shí)也是信息技術(shù)學(xué)科中新興的兩個(gè)重要的學(xué)習(xí)方向。

作品完成之后，還用運(yùn)用美術(shù)知識(shí)技能進(jìn)行作品的美化，賦予作品的人文氣息。例如，學(xué)生對(duì)垃圾桶進(jìn)行分類(lèi)設(shè)計(jì)，環(huán)保意識(shí)也有增強(qiáng)，對(duì)社會(huì)富有責(zé)任感。

綜上，潛移默化中，通過(guò)跨學(xué)科學(xué)習(xí)，學(xué)生的創(chuàng)造能力和實(shí)踐能力都有顯著的提高。不僅如此，還體現(xiàn)在學(xué)生與同伴交流同學(xué)之間的友誼合作，還有對(duì)自己精神品質(zhì)的鍛煉，都有一個(gè)良好發(fā)展，學(xué)習(xí)狀態(tài)也有了顯著的變化，學(xué)生的操作能力、學(xué)習(xí)能力和創(chuàng)新能力都有顯著提高。跨學(xué)科學(xué)習(xí)也被稱為stem學(xué)習(xí)，是對(duì)傳統(tǒng)學(xué)習(xí)的一個(gè)重要的變化，對(duì)信息技術(shù)學(xué)科而言，大力發(fā)展跨學(xué)科學(xué)習(xí)，將會(huì)大幅度學(xué)生的核心素養(yǎng)。