基于Arduino的高中真题技术电子控制技术的课程实践——STEM教育视角下综.pdfVIP

基于Arduino的高中通用技术电子控制技术的课程实践——

STEM教育视角下综合课程教学案例

陈杰;陈华

【期刊名称】《中小学信息技术教育》

【年(卷),期】2014(000)003

【总页数】2页(P24-25)

【作者】陈杰;陈华

【作者单位】安徽淮南第一中学;北京师范大学教育技术学院

【正文语种】中文

通用技术（GT）是有别于信息技术的更为宽泛的、体现基础性和通用性并有别于

专业技术的技术。而对于STEM（科学、技术、工程、数学）来说，通用技术的多

样性、创新性与技术性正好符合STEM教育对于人才培养的要求，本文选取了某

中学的《按键开关LED灯》教案，分析STEM对于高中通用技术课程的影响作用，

并希望能对相关教育教学给予指导。

如图所示，本教案选用Arduino套件来使学生通过对于电子电路、开源软件、程

序设计等知识有所理解和掌握，教案中的重难点与STEM各个要素的衔接见下表。

电子控制技术是通用技术课程中的重要内容。在《按键开关LED灯》案例中，有

一个具体任务就是要通过开关来控制LED灯的点亮和熄灭，同时要烧录相关的

Arduino程序。所以整个过程是一个任务实现的过程，经过流程分析、技术实现

等，符合STEM中的工程素养；对于电路的学习属于物理学范畴；对于Arduino

程序设计的学习具有技术特征；流程图的设计以及四脚开关（逻辑判断）等也符合

数学特色。这个教案是典型的STEM教育理念指导下的通用技术教学方案。

1．情境引入

教师展示Arduino制作的四脚按键开关LED实验现象图或视频。

设计意图：案例引入，原理介绍，准备新实验器材。

2．新知讲授

准备好上面的东西，就能开始我们的实验了。本实验引入了四脚按钮，为了能让本

次实验顺利进行，教师先对本次实验中所涉及的四脚按钮做个简单介绍。

（1）认识器材：四脚按键

（2）连接电路并学习模拟量

设计意图：介绍Arduino物理电路连接，为后面正确实验效果奠定基础。

（3）烧录程序

将上述代码复制到IDE窗口中，先编译，如果无误，再上传烧录至控制板中。如

上图所示，完成后可以测试实验结果。

3．学生动手实践

在学习了本节课的知识后，学生们具备了自己去连接电子电路、编写程序烧录代码

的能力，并能进行小组协作来完成这个学习项目。于是，教师就可以让学生们自己

动手实践，并给予指导与评价。

STEM教育是一种理念，它虽然整合了科学、技术、工程、数学，但是它不仅仅是

4个学科的简单相加，因为学科本身具有交叉领域，同时各个知识点会发生联系。

在信息技术教育教学中，很多教师已经开始尝试着用自己的教育教学来渗透STEM

教育理念，其实高中通用技术课程也是一样，它的技术性、创新性等使其更为适合

于STEM理念，正如本文展示的《按键开关LED灯》教案一样，它较好地融合了

STEM科学、技术、工程和数学素养。但是这仅仅是一节课，对于整个学期的通用

技术课程教学如何整合STEM理念将是一个更为广阔的研究点。