《智能光控灯设计与制作》是人工智能教育课程中的其中一个案例,本案例采用项目教学法展开教学,在整个教学过程中,充分发挥学生主体地位,学生在学习的过程中经历了一个产品从无到有的不同阶段,在发现问题、分析问题、设计制作、测试优化的各个环节学生都积极参与,通过分工协作的方式一步步地将最终的作品呈现。教师在整个教学过程中,对学生进行引导,讲授必要的知识,提供个性化地帮助,帮助学生完成作品。
“智能光控灯”这个产品其实并不是一个全新的产品,现在有很多公共场所、小区光控都已安装兼备光控、声控或是红外感应的灯,为什么要让学生制作一个已有的产品,主要有这几点原因。第一是,学生在没有学习制作“智能光控灯”之前,只是这个产品过程用和体验者,对产品本身并不关注。经历了“智能光控灯”的设计、制作、改善的过程,学生从产品的体验者转变为产品的设计制作者,在这身份转变的过程中,学生逐渐领会到通过自己动手操作也是可以设计出相对完整的作品,让学生获得身份认同,增强他们的自信。第二,“智能光控灯”的制作,既包含程序编程,又涉及物联网中相应传感器的使用,对于初识这些内容的学生来说,在理解上会有些许难度,希望学生借助自己已有的生活经验,明白“智能光控灯”里包含的逻辑关系和原理。第三,从学生未来职业角度出发,用贴近生活的例子,让学生了解物联网、人工智能离我们并不要遥远,在他们心中埋下一颗种子,为他们未来职业选择打下基础。
在本案例的教学过程中,通过现实问题引发学生思考,制定解决方案,将编程知识、物联网传感器的应用原理的讲解贯穿在学生制作作品的过程中,在学生遇到困惑,对知识产生认知需求后,再进行知识的讲解,其教学效果比直接把相关知识灌输给学生要好。本案例主要采用项目教学法,所以在结构上比较严谨,从现实问题出发到制定、实施、完善方案,各环节层层递进,深入浅出,学生在整个学习过程中充分发挥自身主体地位,在小组协作学习的过程中扬长补短、互相进步。但在方案实施的一些环节,还存在一些欠缺,由于教学场景和时间的限制,对于光照值的测量和声音音量的确定,直接由教师设定测量方式,并告知学生阈值确定的范围,学生只需按照教师的流程测量记录并选对阈值即可。但是对于真实场景来说,测量并确定光照值和声音音量是一个复杂的过程,学生需要到实际场地蹲点测量,记录分析一整天的光照值变化从而确定判断条件,对于音量大小的测定也同样如此。
在今后的案例教学中,要多考虑现实因素,在时间、场地允许的情况下,让学生体验真实数据的测量收集过程,让制作的产品更加真实更贴近生活实际。同时,也要引发学生思考、探索发现更多生活中有待解决的一些实际问题,设计制作出可以投入实际使用的产品。