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一門課程改變一條路
——智慧交通課程助力學(xué)生自建安全上學(xué)路
◎ 河北省承德市魁星園小學(xué) 宗杰
河北省承德市魁星園小學(xué)周邊交通狀況復(fù)雜，學(xué)生上學(xué)需要橫穿城市快速路，存在較大的交通安全隱患——2019年一名學(xué)生放學(xué)過馬路時曾遭遇車禍。而后，在區(qū)政府與當(dāng)?shù)亟还懿块T的努力下，路口安裝了交通信號燈，但擁堵和安全隱患仍未徹底消除。 作為學(xué)校教師，我們認真思考這一現(xiàn)實問題：如何解決學(xué)校周邊的交通問題，同時也讓學(xué)生真正參與到解決問題的過程中。經(jīng)過討論，學(xué)校決定開設(shè)“為校園周邊設(shè)計智能交通系統(tǒng)”校本課程。這門課以項目驅(qū)動式學(xué)習(xí)為核心，讓學(xué)生從知識接受者轉(zhuǎn)變?yōu)閱栴}探索者，在實踐中學(xué)習(xí)調(diào)查、研究和合作，提高解決問題的能力。 工程設(shè)計啟蒙：建立專業(yè)認知。課程初期，我們邀請交警開展交通安全講座，用真實案例和動畫演示讓學(xué)生了解交通安全知識，還組織學(xué)生代表參觀車管所和交警指揮中心，通過監(jiān)控屏幕直觀感受智慧交通如何通過信息化手段疏導(dǎo)交通，激發(fā)學(xué)生對智能交通問題的興趣。 隨后，師生成立項目組，明確分工：“信息員”搜集交通工程和智能系統(tǒng)知識，“設(shè)計師”根據(jù)團隊意見繪制草圖。有學(xué)生提出設(shè)計自動調(diào)節(jié)的交通信號燈系統(tǒng)，根據(jù)車流量實時調(diào)整信號切換。大家討論后決定先動手實踐，遇到問題再共同解決。 智能應(yīng)用實踐：在試錯中成長。創(chuàng)意物化需要詳細計劃。學(xué)生先把想法畫成草圖，再逐步完善為示意圖。實踐剛開始，學(xué)生就遇到了材料選擇的問題：用什么做信號燈模型的支架？嘗試了瓦楞紙、木板后，學(xué)生最終選擇了樂高積木，因為它方便取材和拆裝。 設(shè)計程序是最大的挑戰(zhàn)。學(xué)生先畫流程圖，再設(shè)計信號燈交替程序，輸入主控板后在模型上運行。第一組學(xué)生成功讓燈亮了起來，而第二組卻遇到了問題：程序和第一組一樣，但模型沒反應(yīng)。他們檢查后發(fā)現(xiàn)是杜邦線連接出了問題。解決問題后，各小組的燈也陸續(xù)亮了。 程序運行成功后，學(xué)生又提出新問題——“如何用傳感器檢測車流量”“系統(tǒng)需要什么軟件支持”……經(jīng)討論后大家認為，要分步驟進行：先確定技術(shù)路線，再選取硬件和軟件，最后進行系統(tǒng)集成。在這個過程中，學(xué)生不斷試錯，嘗試安裝傳感器、編寫程序控制信號燈切換等細節(jié)，從中獲益良多。 立體交通創(chuàng)想：從平面到立體的突破。經(jīng)過多次調(diào)試，學(xué)生初步完成了智能交通系統(tǒng)的雛形。有學(xué)生提出，實現(xiàn)人車分離能提高安全和效率，建議建設(shè)人行過街天橋或地下通道。于是，我們帶領(lǐng)學(xué)生走訪規(guī)劃展覽館和設(shè)計院，從選址、外形設(shè)計到材料選用等方面深入學(xué)習(xí)。 在專業(yè)人員的指導(dǎo)下，學(xué)生著手設(shè)計人行過街天橋。有了之前的經(jīng)驗，這次設(shè)計過程更加順暢，學(xué)生還考慮在智能技術(shù)層面利用傳感器和人工智能算法優(yōu)化交通管理，比如安裝車流量監(jiān)測器和行人計數(shù)器、根據(jù)實時數(shù)據(jù)調(diào)整信號燈時長、開發(fā)移動應(yīng)用程序提供實時交通信息和路線規(guī)劃…… 多一條路徑：多學(xué)科協(xié)同與多元評價。在校本課程實施過程中，創(chuàng)客、數(shù)學(xué)、藝術(shù)等學(xué)科教師共同參與“智慧交通會商”，制定了包含活動策略、組織策略、干預(yù)策略和評價策略的教學(xué)流程，幫助學(xué)生提升思維和學(xué)習(xí)能力。學(xué)校還開發(fā)了多樣的學(xué)習(xí)工具，比如基于認知風(fēng)格的學(xué)習(xí)卡片和可視化思維導(dǎo)圖。 在評價方面，學(xué)校設(shè)計了兩種工具：用“評價單”記錄學(xué)生在活動中的實時表現(xiàn)；通過“成長手冊”記錄學(xué)生的金點子、新創(chuàng)想和小進步。項目展示會上，學(xué)生思路清晰、自信滿滿，展示了他們的成果和成長。
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