在劳技电工课程中探寻智能技术的案例研究

张红妹

现代家庭注重生活质量，家居照明、家用电器等等都开始使用智能技术，如扫地机器人、洗衣机、电饭煲等电器，都可以远程用手机控制。在未来的一段时间里，智能技术会渗透到所有东西中，智能产品会遍布我们的身体，并将我们带入穿戴社会，如我们的手表变成智能手表，眼镜变成智能眼镜，交通工具变成智能车或无人驾驶车。智能时代发展到后期，但凡可以想象到的地方全部被智能化，智能工具将全面爆发。而这一切，将彻底改变我们现在初、高中学生的择业、生活。四到十年之后，当他们大学毕业、踏入社会，正好面临智能新时代，智能已将我们现在的中学生推到了风口浪尖，如果不及时地让现在的学生了解一些智能技术，当他们走出校门，很有可能将无法适应智能时代，最终被智能社会所淘汰。

2014年6月9日，习近平主席在两院院士大会上作重要报告，指出机器人是“制造业皇冠顶端的明珠”，是衡量国家科技创新和高端制造水平的重要标志。2015年5月8日，李克强总理签批，并由国务院正式公布《中国制造2025》，它是中国版的“工业4.0”规划，在大数据和智能化领域，中国将走在世界发展潮流的前面。到2025年，网络化、智能化、服务化、联通化的“互联网+”产业生态体系基本完善，“互联网+”新经济初步形成，“智能+”将成为我国经济社会创新发展的重要驱动力量。

随着互联网技术的发展，学生可以接触到多种信息，视野更加开阔。在资源极其丰富的互联网上，思维不再受到课本、课堂的束缚，传统的封闭式教学已不能适应时代的要求。现在的学生对“互联网”“物联网”“机器人”“无人驾驶”等等都已耳熟能详，他们在劳技电工课堂上也经常提出：“未来还有什么技能不会被淘汰？”笔者认为，既然智能时代已来临，应该让学生“呼吸”到时代的气息，并在劳技教学中引入智能技术的介绍和学习。

1.电工课程的模块设置

我们松江劳技中心电工课程集照明电路、家用电器、简易电子电路为一体的劳技项目，主要有三个模块组成：①电工，主要学习安全用电，插头、插座的安装，简单照明电路的设计和安装，会用万用表检测器件的好环、电路的通断情况；②电子：主要学习焊接技术，了解四个基本电子元件的单位、符号、分类、作用、特性等，并完成一个简易电子光控小作品；③家用电器：主要了解名牌数据、使用方法、工作原理，学习简单的故障排除方法。每个学生的家庭生活，离不开照明和家用电器，而家用电器基本都是电子产品，当智能化产品已充斥着学生的生活，在电工教学中增设智能家居是很有必要的。

2.家居智能化的范畴

所谓家居智能化就是通过家居智能管理系统的设施来实现家庭安全、舒适、信息交互与通信的能力。家居智能化技术起源于美国，它集视频监控、智能防盗报警、智能照明、智能电器控制、智能门窗控制、智能影像控制于一体，通过平板电脑、智能手机等，可以实现远程观看家里的监控画面，还可以实现控制家里的灯光、窗帘、电器等。主要由三个方面组成：家庭安全防范、家庭设备自动化、家庭通讯。智能家居就像一个管家，通过采集海量的大数据对用户的兴趣爱好等基本信息进行分类，从而呈现有效精准的服务内容，使人类的生活更加舒适、便利和安全。

3.探寻智能家居技术

在一灯一开关电路通电演示后，我问学生“如果有一天，我们家里的墙壁上没有一个手控开关，你觉得可能吗？”学生一开始觉得很惊讶，家里的照明怎么可能没有开关呢？当他们相互交流、探讨时恍然大悟，原來电路的通断可以智能化了。学生开始举手发言：

“不用开关控制，我们可以用声音，我们对着灯喊一声就行！”

“取消开关控制，我们可以设置电路的通断时间，如早上6点开灯，7点关灯；晚上6点开灯，10点关灯。”

“设置时间不行，夏天和冬天昼夜长短不一，再者，如果我要早起或晚睡，那就麻烦了！”

“那可以根据室内光线的强弱来设置灯亮与熄灭。”

“根据光线强弱设置也有问题，如我们不在家，灯也会亮，这不是浪费电吗？”

同学们你一言我一句地讨论着，最后，不难得出结论，家里的照明电路使用智能技术，最好有多个程序，可以结合声控、光控、人体感应等，还应该配置遥控。

在讲解常用家用电器的使用时，我问学生：“如果我们出门后，在上学、上班的路上，忽然想起忘了关灯、关门、关窗、关煤气等该怎么办，是否一定要回家？”我先播放智能家居的一些视频让学生观看，再展开讨论。怀疑自己忘了关门、关窗、关煤气、关电器，我们不用回家，那靠什么技术知晓家里门窗、煤气灶、电器等是否关闭？

“家里安装摄像头，手机打开检查核实一下，到底有没有关门、关窗、关煤气。”

“买智能电器，连接网络，用手机关闭。”

老师还可增设一些问题，如冰箱的智能化，当冰箱里储存的食物不够时，冰箱会怎么做？学生七嘴八舌地谈论、想象，最后可归纳出：冰箱有自己的“眼睛”和“大脑”，了解“肚子”里装了什么，也更懂用户的需求，让冰箱成为互联网服务的入口。冰箱里的食物如鸡蛋、牛奶没有了需要购买了，冰箱自动联系超市订购用户所需食物的数量、品牌，超市接到订单自动派送，送到用户处，由家庭机器人接收放入冰箱，冰箱验收后发出货物信息、价格，用户接到信息只需付款便是。在这一环节的介绍和学习中，老师可选取常用的电器、家庭智能安防进行智能功能方面的探讨，可用学习单方式完成。

家居智能化技术借助的是物联网开放平台，使家电可以自动感应环境，知晓用户喜好、习惯，进行自我调节。如家里的床能感知人体温度、散热和流汗情况进行温度、湿度的调节，让人永远生活在舒适的环境中。但是，每个家庭的家用电器可能来自不同的品牌，不同的产品怎样在数据上实现互通？跨产品、跨数据实现互通后，怎样让其主动积极地工作，无需用户过多的参与、干涉？例如，人在智能床上出汗了，怎样将数据传输给空调、空调接到指令自动启动降温模式？这都是需要攻克的课题。智能家居是人类不断追求的一个美好梦想，只有打破碎片化的困扰，实现不同品牌间的兼容与统一，才是走入普通家庭的前提条件，未来，期待有志向的学生投入这项技术研究中。

电工课程是上海市中小学阶段的一门基础型必修课程，旨在提高未来社会成员的技术素养、创新精神和实践能力。劳动技术教育能有效地开发学生的创造潜能，实现学生的手脑互动，是培养学生动手实践能力的有效途径，能为学生适应现代技术发展和未来社会生活的要求奠定基础。社会的发展，技术的日新月异，对教育和人才培养带来了巨大的挑战，教育越来越注重学生综合素质与能力的培养。而人工智能进化速度极快，AI技术、构成新兴的机器智能趋势的认知计算能力开始飞速发展，机器智能系统获得的数据越多，它们就会变得更加“聪明”，可以提供深层次、可执行的可视性，让我们了解不仅仅是过去，而且包括现在和未来发生的事件。

电工课程，对初中学生来说有点难，智能化技术更是深奥。但结合学生生活开展讨论，集思广益，智能化技术就变得可亲可近。我与学生一起展望未来，当我们忙完了一天的工作下班回家，坐上无人驾驶车，用手机开启家里的空调。回到家，不需要钥匙或按密码锁，只需要刷一下脸，门就开了！家中的灯感知到主人回来，自动调到合适的亮度。坐下晚餐时，对着电视机说：“今天有什么新闻？给我播放一下！”睡觉时，突然想起来忘记给车充电了，于是又拿出手机，下指令给爱车充电，根本不用跑下楼去。当无人车成为道路主流，便没有了疲劳驾驶、醉酒开车、野蛮并线的司机，也没有闯红灯的行为，安全系数大幅度提高。当夜幕笼罩时，马路上的路灯可按照光线自动调节亮度；晚上，人们可以安然入睡，不用担心火灾或是小偷，因为整个城市和社区都有各自智能“安保机器人”。我们的家、城市都将实现智能化！这样的电工课，不再枯燥难懂，而是充满了挑战和趣味！