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基于人工智能项目式学习主题作品在小学创

客教育中的探索

作者：梁建宏

来源：《广东教学报·教育综合》2022年第06期

【摘要】本案例以人工智能主题作品“智能洗手液挤压器”项目式学习方式为例，提出在人

工智能技术加持下，后疫情期，如何制作创客作品提高学生的卫生意识，养成勤洗手的好习

惯！从而使人工智能在小学创客教育的道路在探究前行。

【关键词】人工智能;创客教育;项目式学习;开源硬件

人工智能教育的真正内涵在于学习人工智能大学科背景下的各个门类的知识，并加以融会

贯通，形成具体的制造智能硬件，改善智能程序，推动智能生活的技术能力与素养。它的意义

在于对各行各业的渗透和影响，即使不从事专业的人工智能领域，也需要对其有认知、有感

觉。项目式学习方式提供了很好的途径。项目式学习的重点是以学生为中心，通过情境设计或

问题导向，引导学生组建团队，开展合作学习，在探究中完成学习任务

人工智能教育是一个广义的概念，就目前来说，凡是将教育与AI结合起来的就可以算是

人工智能教育，用通俗的话來描述人工智能教育就是：将人工智能与传统教育相融合，借助人

工智能、大数据技术，打造一个智能化教育生态，通过线上和线下结合的学习方式，让学生享

受到个性化教育。

一、人工智能、图形化编程与开源硬件的结合

随着人工智能教育的不断推广与普及，人工智能在小学创客教育中也渐显身影。当前，小

学人工智能教学基本以图形化编程教育为主体，以动手实践为辅助，以身边事物为研究方向。

Mixly（米思齐）、Mind+、mPython、编程猫源码编辑器、海龟编辑器以及腾讯扣叮这一类的

图形化编程类工具，能够极大地提高自己的兴趣，并且便于伙伴之间的相互交流，达成自己的

成就。开源硬件类器材的成本比较接地气，降低了学生学习的使用成本，让人工智能教育的难

度降低，对它的推广也变得容易。学生是比较容易做出一些题材作品如：智能楼道灯、智能风

扇、智能门禁等实例，功能简单，实用性强，易于操作实践。因此，在小学课堂要大胆地尝试

借助开源硬件开展人工智能实验教学，在社团课程中构建的探索。

二、题材选定与实施过程

根据当前学生的年龄特征和认知能力特点，选定题材范围设计了这个“智能洗手液挤压器”

案例。先创设情境：在后疫情期，学生们已经养成勤洗手的好习惯，学生洗手时，为了避免学

生在挤压洗手液造成二次细菌传播的出现，而制作出非接触、无压感的“智能洗手液挤压器”作

品，只要在洗手时，把手靠近洗手液瓶子，洗手液就能自动被挤压出来了。

这样，我以此巧妙的设立情境去引导学生，让他们自主探究出一个明确的方向和目标，在

研究问题、分析问题解决方式的过程中感受和掌握相关的知识和技能。然后着手引出相关所需

的开源硬件和人工智能模块跟孩子一起探究如何使用。

所需的软、硬件环境1.

硬件：1.1

掌控板、掌控I/O扩展板、非接触式红外温度传感器、超声波测距传感器、舵机和各类数

据线。

软件：1.2Mind+图形化编程软件

1.2.1打开Mind+软件（1.6及以上版本），选择“上传模式”。

1.2.2打开“扩展”，在“主控板”“扩展板”“传感器”和“执行器”项目添加掌控板、micro：bit

掌控I/O扩展板、非接触式红外温度传感器、超声波测距传感器和舵机等项目。

实1.3现的功能要求：

1.3.1当有人靠近人洗手时，伸手接近挤压器，洗手液就自动挤压出来，并显示使用次

数。

1.3.2实现对使用者的测温并在掌控板上显示体温数据。

1.3.3实现温度超过37.3℃警报。

各种2.传感器的连接

舵机连线2.1：使用P0引脚注意关闭扩展板上蜂鸣器开关。

超声波连线2.2：TRIG→P1、ECHO→P2、+5V→电源引脚、GND→GND引脚。

非接触式红外温2.3度传感器连线：通信接口都采用I2C接口。

绘制工作3.流程图

学生们在我的启发诱导下，让他们自主探寻出一个明确的方向和目标，去研究问题、分析

问题并思考如何解决。接下来继续引导学生根据设备的工作原理和工作流程绘制简单的思维导

图或程序流程图。让学生更好的通过逻辑思维来思考学习、在编写程序的过程中锻炼逻辑思维

能力。只有理清了问题解决的思路，才能对探究的问题、研究的作品进行