用翻转课堂给学生开设Arduino创意课程尝试
本文作者：上海市 青浦区珠溪中学 韦亮
用翻堂方式给中学生开设Arduino创意课程的尝试
想法的由来
现在越来越多的人开始关注教育，尤其是有了小孩的人和企业家。大家都认可要让小孩学会思考，要激发小孩的创造力，问题的关键是要如何才能实现。中小学的应试教育并不令人满意，但苦于没有替代方案，大家都只能忍受，尽管并不愿意接受。
互联网是个神奇的东西，网络上各种各样论坛或平台（比如MOOC）给人提供数不清的的知识和信息而且源源不断犹如洪流，使得自主学习从来没有像今天这样方便过。尽管若干年内可能任然不能解决令人不满意的应试教育问题，但是已经可以比较容易地做各种各样改善或补救之类的事情了。
（时下流行的MOOC中文学习社区）
选择Arduino平台
“每个人都应该学习编程，因为它会教你如何思考”，
“学编程的时候，你思考的是思考本身”，越来越多的的人和机构认识到编程的价值，所以一些西欧国家甚至准备把编程课列为中小学必修课。
但纯粹就是编程会让一些初学者觉得无聊，如果能结合一些硬件设备做出一些能及时反馈的炫酷作品，那么就能吸引更多的青少年。
一年前在TED上看了Massimo Banzi的演讲，他让我相信Arduino是一个很好的让青少年进行创意创新的平台。Arduino其实就是一种AVR单片机，是为设计互动作品而生的，是一个软硬件一体的平台。硬件部分包括了控制板和各种各样的传感器执行器之类的电子器件，而软件部分则是类似C语言的编程语言，可做出很棒的电子作品。
相对来说Arduino比51单片机门槛要低，因为它解决了繁琐的寄存器问题，使得中学生可把更多精力放在自己的想法创意上。
Arduino 翻转课堂—课程前的准备
虽然Arduino的门槛不高，但如果学生提前掌握一些相关知识学习起来要省力很多。
1、电子电路课程（上学年已完成）给学生打下了很好的硬件知识基础，学生有能力理解和自行搭建一些简单的电路。
2、C语言，在上学期结束时建议学生先选修MOOC上浙大翁恺老师的《C语言程序设计》课程，不要求学生全搞懂只要求能了解一些诸如：变量、条件、循环、数组和函数之类的概念就好。
相信有了这些准备，Arduino课程应该会顺利很多。
Arduino 翻转课堂—教师做什么
进行案例教学，这几周主要指导学生完成了交通信号灯、警灯、跑马灯和霓虹灯等实例来让学生学习i/o端口控制、变量、循环和数组等知识。
指导学生做实验，这几周课上，指导学生用示波器检测Arduino输入/输出口的信号，帮助学生分析代码是如何运行的。用万用表检测在面包板上搭建的诸如上拉和下拉电阻的测试电路。
指导和督促学生完成自己的项目作品，虽然现在还没有开始，但根据电子电路课程的经验这将是最费时费力的活，但也是最让学生有成就感的部分，也是获得下一次课程经费的成果。
帮助学生解决困难，从安装驱动程序到搭建电路到编写下载代码，学生会遇到各种各样的麻烦。对于翻转课堂，教师的价值就是给学生提供实时有效的帮助，有很多问题我也不知道，但我知道在哪里能找到解答。我们建立了QQ群来让学生求助、帮助和展示进展。
（我们课程的QQ群）
Arduino 翻转课堂—学生做什么
等本学年10月长假前一周本课程开始的时候，学生大多反映MOOC上的C语言课太难没学完，还有几个学生实际上没学。
所以每次课前要求学生在fenby.com在线编程网站上先行学习下节课要用到的C语言知识来提高课堂效率。几周下来，有些学生反映在线编程网站fenby.com上的C语言课程更简单易学一些。
不过还是有一些学生选修了下面这门MOOC上的C语言，你总是会发现有喜欢挑战的学生。
事实上Arduino是个开源项目，网上有很多论坛。学生可在论坛上了解到大量别人的创意和想法，加以借鉴，不用“摸着石头过河”。此外我们还选了一本参考教材—《Arduino从基础到实践》，这本书讲解的非常详细，适合学生参考。
（下面是给学生推荐的较为有名的论坛）
难以避免的困难
师资，我感觉这也许是最大的麻烦，就像我们几名团队教师在学校搞MOOC推介会一样，多找一个教师参与进来都很难。而我开设的像Arduino这样的课程更是难以找到团队教师，因为人很难通过做这样的事得到什么好处，除了自我感觉良好。也许要到区内其它学校寻找有这样兴趣的教师。
学校的支持，通常教师向学校提出开设一些选修课，学校会很乐意。但是当你开设一些非常依赖器材设备的课程（比如我和另两名团队教师开设的编程、单片机和3D打印之类的课程），必定需要学校提供专用教室、电脑、无线网络、课时和设备资金等时，学校就会犹豫的。我们花了很大的力气才申请到除专用教室之外的那些东西。我开的课程借用的是生物实验室。
生源，在这个韩剧和各种选秀节目塑造的娱乐文化氛围下，要在我们这个规模不大的学校找到几十个愿意坐下来探究电子电路、编写代码或进行3D建模的学生并没有你想象的那么顺畅。好在有些年影视作品把写代码的人描述的神乎其神，还有那些有3D角色的影视，让学生觉得编程很酷3D很炫，让不少学生有兴趣。即便如此你还是要做一些宣传或推介才能找到你心仪的学生—真有热情且能坚持下来的学生。
上海市，青浦区珠溪中学 韦亮
2014-10-29
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