黎族圖形文化與圖形化編程融合的船型屋教學案例研究

【摘要】本文以海南省東方市黎族船型屋為文化載體，設計跨學科創客課程，結合語文、歷史、工程與信息技術，探索“文化浸潤—結構解構—智能重構”的教學路徑。通過雙師協同（文化教師+科技教師），引導學生以木板、木棍、稻草搭建船型屋實體模型，并利用Arduino編程賦予其智能交互功能（語音導覽、環境監測等），實現從傳統建筑認知到數字化創新的遞進學習。讓學生在實踐中感受黎族本土文化和建筑圖形之美，提升文化認同感的同時，增強圖形化編程及硬件編程能力。

【關鍵詞】黎族圖形文化；圖形化編程；雙師課堂；跨學科融合

在全球化和現代化進程不斷加速的今天，本土文化的傳承與發展面臨著諸多挑戰。黎族作為海南的原住民，擁有豐富而獨特的文化遺產，其中船型屋作為黎族傳統建筑的典型代表，承載著黎族人民的歷史、信仰和智慧。船型屋作為黎族祖先渡海記憶的物化象征，其弧形屋頂、藤草結構體現了適應熱帶氣候的生態智慧，被稱為“沒有圖紙的工程學”。

本研究旨在設計并實施一套基于黎族船型屋文化的創客課程，通過“文化＋編程”的教學模式，讓學生在學習圖形化編程的過程中，深入了解黎族船型屋的建筑文化和歷史，感受黎族本土文化的魅力，提升文化認同感。同時，通過實踐項目的開展，培養學生的創新思維、動手能力和團隊合作精神，提高學生的圖形化編程及硬件編程能力。

一、黎族船型屋文化概述

1.船型屋的歷史淵源

黎族同胞為紀念渡海而來的黎族祖先，故以船的型狀建造住屋，這便是船型屋的起源。這種獨特的建筑形式承載著黎族人民的遷徙記憶和對祖先的敬仰之情，歷經歲月的洗禮，成為黎族文化的重要象征。海南東方的船型屋作為黎族民居建筑的一種，流行于黎族聚居區，是黎族最古老的民居之一，見證了黎族人民數百年的生活變遷。

2.船型屋的建筑特點

外形結構：船型屋的外形酷似船篷，呈拱形狀。用紅、白藤扎架，拱形的人字屋頂上蓋以厚厚的芭草或葵葉，幾乎一直延伸到地面上，從遠處看，猶如一艘倒扣的船。房子分為前后兩節，屋形狹長、屋檐低矮，四壁用樹枝扎成方格形，再用稻草和泥糊墻，前后兩個門用木板制成，門向兩端開，屋內為泥地。

功能優勢：其圓拱造型利于抵抗臺風的侵襲，架空的結構有防濕、防瘴、防雨的作用，茅草屋面也有較好的防潮、隔熱功能。而且建造材料能就地取材，拆建也很方便，充分體現了黎族人民的智慧和對自然環境的適應能力。

3.船型屋的文化內涵

船型屋不僅是一種居住建筑，更是黎族文化的物質載體。它蘊含著黎族人民的宇宙觀、價值觀和審美觀念。在黎族的傳統文化中，船型屋與他們的生產生活、宗教信仰密切相關，反映了黎族人民對自然的敬畏和對美好生活的向往。例如，船型屋的布局和建造方式都遵循著一定的傳統習俗，體現了黎族社會的秩序和家族觀念。

二、課程設計

1.課程目標

文化維度：理解船型屋的結構特征、歷史淵源與生態適應性原理；感悟黎族“天人合一”的生存智慧與協作精神。

技術維度：掌握基礎木工搭建與Arduino傳感器應用（聲音、觸摸、溫濕度）；使用圖形化編程實現智能交互邏輯。

2.教學內容

黎族船型屋文化知識：包括船型屋的歷史淵源、建筑特點、文化內涵、現狀與保護等方面的知識。通過語文老師的講解、實地考察、資料查閱等方式，讓學生全面了解船型屋文化。

Arduino硬件編程：講解Arduino板、傳感器的使用方法等。學生通過連接Arduino板和各種傳感器，如觸摸傳感器、按鍵傳感器等，實現智能船型屋的門禁設置、語音播報等功能。

項目實踐：學生以小組為單位，運用所學的文化知識和編程技能，制作智能船型屋模型。在模型制作過程中，學生需要設計船型屋的外觀，選擇合適的材料進行搭建，然后進行編程實現各種智能功能。

3.教學方法

雙師教學法：由語文老師和信息技術老師共同授課。語文老師負責講授黎族船型屋的歷史文化知識，并帶領學生進行研學考察，讓學生親身感受船型屋的魅力；信息技術老師負責教授圖形化編程和硬件編程知識，指導學生進行項目實踐。

項目驅動法：以制作智能船型屋模型為項目任務，驅動學生主動學習和探索。在項目實施過程中，學生需要綜合運用所學知識，解決遇到的各種問題，從而提高學生的綜合能力。

三、教學實施過程

1.第一階段：文化浸潤（3課時）

語文老師授課：語文老師通過多媒體展示、故事講述等方式，向學生介紹黎族船型屋的歷史淵源、建筑特點、文化內涵等知識。引導學生觀看相關的紀錄片和圖片，讓學生對船型屋有初步的認識和了解。

研學考察：組織學生前往東方市江邊鄉白查村進行研學考察。在考察過程中，語文老師為學生現場講解船型屋的建筑結構、建造工藝以及背后的文化故事。學生可以近距離觀察船型屋的外觀和內部構造，感受其獨特的魅力。同時，學生還可以與當地的黎族居民交流，了解他們的生活方式和傳統文化。

2.第二階段：工具使用、模型搭建（4課時）

硬件知識講解：信息技術老師講解Arduino板的基本原理、接口功能以及各種傳感器的使用方法。通過實物展示和演示，讓學生了解Arduino板如何與傳感器連接，以及如何通過編程讀取傳感器的數據。例如，演示觸摸傳感器的使用，當觸摸傳感器被觸摸時，Arduino板能夠接收到信號并控制LED燈亮起。

編程實踐：學生在了解硬件知識后，進行Arduino編程實踐。教師布置一些簡單的任務，如使用按鍵傳感器控制蜂鳴器發聲、使用光線傳感器控制電機轉速等。學生根據任務要求，在Arduino編程軟件中編寫代碼，并將代碼上傳到Arduino板上進行測試。教師在學生實踐過程中，及時解答學生的疑問，幫助學生掌握硬件編程技能。

模型搭建：學生以小組為單位，根據所學的黎族船型屋文化知識和編程技能，制定智能船型屋模型的制作方案。方案包括船型屋的設計草圖、材料選擇、功能規劃以及人員分工等。每個小組向全班匯報自己的項目規劃，接受其他小組和教師的建議和意見。

模型制作：小組成員根據項目規劃，開始制作智能船型屋模型。首先，使用木板、木棍和稻草等材料搭建船型屋的框架和外殼，按照船型屋的實際結構和比例進行制作，確保模型的外觀逼真。然后，將 Arduino板和各種傳感器安裝在模型內部，進行線路連接。在連接過程中，要注意傳感器的位置和線路的布局，確保傳感器能夠正常工作且線路整齊美觀。

編程實現：完成硬件搭建后，小組成員使用 Arduino 編程軟件為智能船型屋編寫程序。根據功能規劃實現。

3.第三階段：編程與智能開發（4課時）

（1）需求分析。

文化傳播需求：語音講解船型屋歷史、黎族祝福語雙語播報。

環境適配需求：溫濕度監測（模擬防潮功能）、光線感應自動照明。

（2）技術方案。

主控：Arduino板＋語音模塊。

傳感器：觸摸傳感器、溫濕度傳感器、光敏傳感器。

輸出：LED燈帶、語音。

（3）結構增強與電路集成。

步驟：

在模型內部嵌入輕木支架，固定Arduino主板與傳感器。

使用導電膠水將觸摸傳感器嵌入“船型屋墻面”，連接觸發語音播放。

用稻草原色麻繩包裹導線，保持外觀傳統性。

（4）智能重構—圖形化編程與交互實現。

功能1：觸摸導覽系統。

當觸摸傳感器被觸發→播放MP3文件“船型屋歷史.mp3”。

功能2：環境自適應響應。

循環讀取溫濕度值→若濕度＞70%→LED燈閃爍預警（模擬防潮提示）；光線強度＜50→自動開啟屋脊LED燈帶。

功能3：雙語祝福語互動。

錄制黎語祝福音頻（如“平安豐收”），存入SD卡并按按鈕順序調用。

編程實現“按下按鈕A播放黎語，按鈕B播放普通話翻譯”。

4.第四階段：成果展演（1課時）

項目展示與評價：各小組完成智能船型屋模型的制作后，進行項目展示。每個小組派代表向全班介紹自己小組的作品，包括設計思路、功能實現、制作過程中遇到的問題及解決方法等。其他小組的學生和教師進行提問和評價，從文化內涵、創意設計、技術實現、團隊協作等方面對作品進行綜合評價。評價過程中，注重鼓勵學生的創新思維和實踐成果，同時也指出作品存在的不足之處，提出改進建議。

四、教學效果

1.學生文化認同感增強

通過研學考察和語文老師的講解，學生深入了解了黎族船型屋的文化內涵和歷史價值，對黎族本土文化產生了濃厚的興趣和認同感。在項目實踐中，學生將船型屋文化融入到作品中，更加深刻地感受到了傳統文化的魅力，增強了對民族文化的自豪感和傳承意識。

典型作品《智能諾亞船屋》

文化還原：按白查村原型等比縮制，屋頂坡度52°，抗風扇8級風力。

智能功能：觸摸墻面觸發3分鐘導覽（含黎族古謠背景音樂）。

溫濕度超限時，OLED屏幕顯示“請開窗通風”動畫提示。

2.編程能力提升

經過圖形化編程和Arduino硬件編程的學習與實踐，學生掌握了編程的基本方法和技能，能夠運用編程實現自己的創意和想法。在智能船型屋模型的制作過程中，學生能夠根據功能需求編寫程序，解決實際問題，編程能力得到了顯著提升。

3.創新思維和實踐能力培養

項目驅動的教學方式激發了學生的創新思維，學生在設計智能船型屋模型時，充分發揮自己的想象力，提出了許多新穎的創意和想法。在實踐過程中，學生需要動手搭建模型、連接硬件、編寫程序，解決各種實際問題，培養了學生的問題解決能力和實踐能力。

五、教學反思及結論

本課程通過“做中學”將黎族船型屋從靜態遺產轉化為動態教育資源，證明“文化＋編程”模式能夠有效銜接傳統智慧與現代科技，為民族地區非遺的活態傳承與跨學科教育提供可復制的實踐范式。打破了學科界限，讓學生在學習編程的同時，深入了解了黎族傳統文化，實現了知識的多元化學習和綜合素養的提升。

項目驅動激發學生興趣：以制作智能船型屋模型為項目任務，充分激發了學生的學習興趣和主動性。學生在完成項目的過程中，積極探索、勇于創新，提高了學習效果。

雙師教學發揮優勢：語文老師和信息科技老師的共同授課，發揮了各自的專業優勢。語文老師在文化知識講解和研學考察方面經驗豐富，信息科技老師在編程教學和硬件指導方面具有專長，兩者相互配合，為學生提供了全面的教學指導。

本研究通過將黎族圖形文化與圖形化編程相結合，設計并實施了具有海南東方特色的船型屋創客課程。通過“文化＋編程”的教學模式和雙師課堂的運用，學生在深入了解黎族船型屋文化的同時，提高了圖形化編程和硬件編程能力，培養了創新思維、實踐能力和團隊合作精神，增強了對民族文化的認同感和自豪感。

雖然在教學過程中存在一些問題，但通過不斷的反思和改進，這一教學模式具有廣闊的應用前景和推廣價值，為其他地區和學科的跨學科融合教學提供了有益的借鑒和參考。未來，我們將繼續探索和完善這一教學模式，為傳承和發展本土文化、培養創新型人才做出更大的貢獻。

【參考文獻】

[1]海南黎族傳統建筑文化研究課題組.海南黎族傳統建筑[M].北京：中國建筑工業出版社， 2019.

[2]謝作渺，周舟.基于Arduino的創意電子設計與實踐[M].北京：清華大學出版社， 2022.

（基金項目：本文系海南省教育科學規劃2024年度立項課題“黎族圖形文化與小學圖形化編程的融合教學實踐研究”的研究成果，課題編號QJY202412078）