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如何结合物联网进行STEAM教育教学设计?

如何结合物联网进行STEAM教育教学设计? 蘑菇云创造
2020-03-04
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导读:物联网,了解一下?

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随着互联网时代软硬件的迅猛发展,物联网技术也越来越成熟,并受到创客教育、STEAM教育等领域的重视,且与人工智能等信息技术一起逐渐走进中小学生课堂。那么学校或校外教育机构究竟是否有必要开设物联网课程,面对这个疑虑,我们先要解决两个问题:为什么要学习物联网?怎么开展物联网教学?


为什么要学习物联网


在创意智造中,物联网可以利用网络通信技术把传感器、控制器、机器、人员等通过新的方式连接在一起,实现物品的智能化识别和管理。为学生提供了更多的项目解决方案,使得学生的思维跨越了距离与时间的阻碍,他们可以通过物联网将自己手里的电脑或手机与学校的实验装置连接,更可以全天候的监测数据变化。


物联网通过物与物的相连带了极大的便捷的同时,更意味着它拥有海量的数据。物联网是如今科学研究的重要数据采集方式,是信息系统与外部世界的连接方式,通过了解物联网常见的传感与控制机制,可以发展学生利用物联网进行数据的采集与分析的能力。


怎么开展物联网教学



长久以来,由于缺乏简单易用的物联网平台和平价稳定的智能终端,中小学生很难有机会通过剖析物联网产品,真正学习物联网技术并设计相关应用。


智能终端



随着ESP系列物联网芯片的兴起,国产物联网芯片的成熟,物联网的智能终端成本从几百元降到了几十元。


ESP系列物联网芯片中的佼佼者ESP32性能强大:双核32位MCU、2.4GHz双模Wi-Fi和蓝牙芯片,主频高达230MHz。基于ESP32的掌控板结合各种传感器和执行器,同时使用金手指的方式引出了所有IO口,性能强劲扩展性强,可以编程,不管是图形还是python编程都可以。


掌控板为物联网提供了一个低成本且性能强大的智能终端。


物联网平台



掌控板解决了物联网的采集终端的低成本化,物联网技术的教学还需要专用的物联网平台的开发。对此国内知名创客老师谢作如从一线教师开展大班教学的角度出发,提出了物联网教学平台需求说明书。谢老师与DF软件总监苏宇经过多次沟通,历时两个月完成了该平台,并为之命名SIoT


SIoT“IoT”是物联网的缩写,“S”则具有多种含义,如:


一个目前为科学(Science)数据采集、分析、导出定制的IoT平台,适用于中小学跨学科学习STEAMSTEM的IoT平台;


一个和图形化编程软件(Scratch)互联的IoT平台小型(Small)、简单(Simple)的IoT平台,能够让物联网的学习变得如Scratch教学一样简单。


物联网项目教学


SIoT和掌控板的出现,不仅让物联网技术进入基础教育成为可能,还提供了一种更加便捷的数据采集方式,帮助学生使用“数据探究”的方式去研究科学问题。


但是SIOT平台怎么使用?怎么与掌控板结合实现物联网功能?在创客课堂上,又该如何授课呢?DF资深培训师晶晶老师3月2日的直播课给出了解答与示范。


本次课程晶晶老师全面的讲解了“物业管理系统”“打脸闹钟”两个项目。在项目制作过程中,细致的讲解了SIOT的使用与物联网程序设计的详细编写步骤。老师通过项目的学习,即可掌握物联网平台的操作。以下两个项目可直接作为教案,应用于物联网内容教学。


项目一 物业管理系统

项目背景:

在进阶篇1“掌控板,了解一下?”中,晶晶老师基于掌控板制作了“电子出入证”项目。很好的解决疫情期间,社区出入通行不便的问题。但是社区又反映了体温收集需要工作人员逐户登记,工作量大;还反映了长期困扰他们的社区通知传播问题,传统的纸质通知效果不佳。面对新的问题,晶晶老师又会给出怎样的项目进阶方案呢?


项目功能:

居民信息上传:向社区上传居民日常体温;

社区通知发出:向居民发送水电变动、社区垃圾回收时间等通知;


物业管理系统——社区通知随时知


项目二 打脸闹钟

项目背景:

当同在一个屋檐下,对闹钟高度免疫的朋友请求你第二天7:30叫他起床。赖床专业户的你怎么第二天7:30不离开房间,不离开床,还能保证叫醒隔壁的他呢?


项目功能:

躺在床上也可以保证叫醒隔壁房间朋友的物联网闹钟


打脸闹钟——保证叫醒你


关于本次直播课程的更多有趣项目和物联网知识点,可以进入课程回看。


扫码快速进入课程回看


直播系列课程简介


本着为老师们提供丰富的课程素材和教学设计灵感的初心,在直播课程内容设计方面,讲师们下足了功夫;“宅家不掉队,发掘科创教学新灵感”系列课程的每一堂课都是由DF讲师团队和课程研发团队精心设计和打磨而成,课程共分为“基础篇”“进阶篇”,两个系列分别在每周四和每周一进行,面向零基础入门和有技术需要技能提升的老师,不同基础水平全覆盖,并且课程全部免费公开给全国各地的老师,课件资源和资料也是限时免费提供,大家可以在“蘑菇云创造”后台,回复关键词获取编程素材和课程资料。


基础篇


每周四


进阶篇


每周一


下期预告



直播简介:基础篇4


【别躺着了!和小麦昆一起动起来!】



所以...麦昆是个啥?

Wow 小小机器人还有这等妙用?!

想知道的话快来,快带着小朋友和突突老师一起跟麦昆愉快学习玩耍吧~


温馨提示:不要小瞧了这个能捧在手心的教育机器人噢


直播时间:3月5日(周四)20:00


课程主题:近距离看看“手掌大的机器人能干啥”


关键词:Micro:bit、图形化编程、软硬件的实时互动、编程小车


温馨提示:为了提升观看本次直播过程中的体验,建议大家可以提前下载好CCtalk客户端并登录,搜索直播间号:87693136,提前免费预约本期课程哟!


提前下载与学习Mind+图形化编程软件,下期我们一起和突突老师动手做起来!

Mind+官方教程:http://mindplus.dfrobot.com.cn/

Mind+项目分享:

https://mc.dfrobot.com.cn/forum-165-1.html


讲师介绍:

突突老师

教育学硕士,毕业于英国布里斯托大学(University of Bristol),研究方向为学习、教育技术与社会(Learning,Technology & Society)。DFRobot资深讲师,《麦克造物记》视频系列课程主讲老师。负责上海、广东、河北、浙江、江苏、湖北多地数十场省市级创客教育、STEAM教育师资培训、赛事培训等工作。负责上海张江科技协会公益培训、教博会物联网主题工作坊等多场教学活动,深受广大学生好评。


快速预约本期课程



———————  正文完    ———————

 



文中部分内容来源网络。



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【声明】内容源于网络
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蘑菇云是DFRobot旗下专注于AI人工智能、创客、STEAM、劳动教育的科技创新教育品牌;以为中国培养下一代科技创新人才为使命,为学校提供k12全龄段科技创新教育解决方案。
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