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编程·创未来 | 当PBL遇上物联网——乡村“智造师”诞生记

淬炼:72小时破局,智创造生活小物

 

开营仪式后,东南大学的叶兆宁副教授带来了《人工智能教育与项目式教学的基本理念与方法》讲座,为老师们构建了坚实的理论基础。


紧接着,“编程·创未来”优秀教师王允伟老师通过创未来智能设计启航套装中的前9课小案例详细讲解micro:bit的编程操作,从如何接入计算机上传程序到简单传感器的连接开发,掌握硬件设备开发的基础知识。

 

随后,王老师以“智能垃圾桶”为任务点燃实战:老师们从一开始的简易纸盒外观,到后面“卷”彩纸外包装、“卷”垃圾桶形状,再到垃圾桶功能的层层加码,俨然已忘了这只是进阶营第一天的入门小作业,而是自发地加班完善自己小组的作品。

 

 

真正的淬炼始于《项目化学习主题工作坊》。在叶艳老师的引导下,老师们以小组为单位,进入了紧张的选题、设计、模型制作、测试与完善。

 

汝阳县第二实验小学(简称“二小”)的两位老师从自身的现实需求出发,在项目书环节自信地向众人讲解自己的产品“智能车库门”,却在硬件拼装环节遭遇滑铁卢,接在同一块主板上的两块超声波传感器在争夺资源,每次都只有一个超声波传感器能正常运行。

 

汝阳县第五实验小学(简称“五小)两位老师在设计“校园巡逻车”时,也遇到了转向指令与超声波警报在代码世界激烈冲突的情况,最终左转和右转功能完全失效。

 

二小采取了“最笨”的办法,运用了两块主板来实现所用功能,程序上虽稍显臃肿,却也能够跑通了!五小的两位老师则在助教点拨下,果断舍弃了完美的“左右转+全功能避障”幻想,聚焦核心安全功能:遇障停车、蜂鸣长鸣、黄灯刺目闪烁、屏幕赫然跳出“go home”。

 

当老师们最终用各自的方法实现破局时,叶兆宁教授适时抛出灵魂拷问:“该让学生用‘笨办法’快速通关?还是带着他们拆解难题、冲突本质,学会更高端的代码?”——这拷问,正是PBL最锋利的刀刃,寒光闪闪,直指教学的本质。

 

 

最终,五组教师都设计出了源于生活、解决问题的智能作品,包括健康学习伴侣桌、智能车库门、校园巡逻车、智能马桶、环境响应风扇

 

这些作品不仅是技术实践的成果,更是教育思维的结晶,它们将PBL理念与智慧生活的场景巧妙融合。

 

PBL理念:Project-Based Learning,项目式学习,是一种以学生为中心的教学理念,通过真实、有意义的项目驱动学习,让学生在解决实际问题的过程中主动获取知识、培养能力。

 

绽放:智能设计的教育破壁

 

技术的精进只是起点,此次进阶营的核心目标是赋能教学。最后一天,五组教师将代码与创意淬炼成可落地的教学设计方案,每一份教学设计都是教育思维与技术逻辑的共振。

 

“健康学习伴侣桌”课程以“守护学生健康”为命题,设计三层健康防护网:超声波坐姿监测触发震动提醒、学习计时器管理用眼时长、光线传感器联动LED调光。精细追踪学生“观察问题→编程转化→迭代优化”的能力进阶,利用“驱动型问题+过程评价”构建健康管理场景,让学生直观理解软硬件协同。

 

“校园巡逻车”课程在转向指令与避障程序博弈中,提炼出“遇障停车-黄灯警示-屏显提醒”的安全逻辑链,引导学生从算法启蒙走向社会责任。

 

“智能车库门”课程将“主板资源冲突”困境转化为硬件调试挑战课,引导学生通过“条件判断+蜂鸣预警”方案理解妥协智慧;环境响应风扇则以“物理信号数字化”为核,串联“测温→变量建模→调速摇头”跨学科探究闭环,让学生亲历现象到控制的思维跃迁。

 

“智能马桶”课程则以“解决如厕痛点”为驱动,引导学生化身生活改造师:从调研传统马桶缺陷(接触不洁/夜用不便),到拆解“自动开盖-低温烘干-夜灯照明”功能链,通过舵机控制逻辑、风扇联动编程,让学生亲历技术解构全程。方案更独创性融入外观美学设计环节,让学生思考科技与美学的共生关系,激活学生对生活场景的技术解构力。

 

当这些曾深陷调试泥潭的作品稳定运转,老师们恍然大悟:翻过调试记录上的一页页错误日志,才懂得如何把技术“死胡同”变成学生们的“思维攀登梯”。

 

 

科技“零距离”:参访架起科技与生活的桥梁

 

结束了4天进阶营学习,项目老师们带着对科技教育的新思考进行了最后一天的参访。

 

在博西家电品牌体验中心,产品老师温础铭结合生动的实例与品牌故事,分享了博西家电如何将人工智能、物联网等前沿技术,转化为触手可及的日常智能体验。

 

 

活动的高潮无疑是老师们分组使用博西家电产品亲手烹饪并品尝菜品的那一刻。热气腾腾的饭菜香气的背后,是直接将饭菜推入机器并选择对应菜谱的简单操作,老师们不仅切身感受到了科技为生活带来的便捷与乐趣,更在交流中碰撞出科技融入教学的多元感悟。

 

 

杜老师更是在体验完家电后大呼,“这次参观让我大开眼界,之前我并没有想到智能家电发展到我完全不需要会厨房里的任何东西,只要选定菜谱就能做出不逊色于外面饭馆的餐食;而这次参访也让我更有信心将这种对科技的热爱和探索精神带回到课堂,我决定在回去之后要带着学生们以智能小家为项目做主题设计,以这次参访的功能为蓝图创造学生们心中的智能小家。”

 

 

饱餐一顿后,老师们旋即沉浸于机器人研发中心的硬核未来。项目特别邀请到一位资深机器人工程师,围绕国内外研发动态、核心技术突破、工作原理(涵盖驱动、感知、控制等关键系统)以及未来发展趋势与应用场景等方面,为老师们进行了一场高屋建瓴的分享,极大地拓宽了老师们的技术视野。

 

 

理论学习后,是充满趣味的互动环节。老师们兴奋地与现场的人形机器人和协作机器人互动起来。他们向人形机器人发出“握手、打招呼、坐下”等指令,看着机器人精准或偶尔笨拙地执行。当机器人偶有失灵,不听指令时,老师们的笑声中带着会心:“看,它也有‘bug’,跟我们写代码时一样!” 这小小的插曲不仅拉近了人与机器的距离,让技术瞬间变得亲切无比。

 

 

老师们还戴上安全帽,通过平板直观地控制协作机器人,体验编程逻辑在物理世界的实时映射。这些沉浸式体验,成功地将讲座中的抽象原理具象化,变得触手可及且生动深刻。

 

 

当尖端科技撕去高冷面纱,变成可触摸的烤箱暖意、可解读的机械脉动,在回程的车上,乡村教师眼里的光已然不同——他们开始用创客思维重新丈量教室与未来的距离、人工智能与他们的距离。

 

五天的金陵盛夏终会褪去,但在汝阳的乡野中,正蓄势点燃起比七月骄阳更滚烫的未来。当无数乡村少年在科技幽蓝的微光中抬头,被山峦切割的星空,终将被技术重新焊接成银河。

 

就像乡村教育发展事业部副主任刘树静所说:编程·创未来'是由无数项目师生共同编写的教育代码。”这几日的所见所悟,正化作教师们教育创新的基石。他们将这份感悟连同智能设计作品,郑重地收进行李箱最深处——因为真正的好课堂,永远始于心灵的照亮

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