科技创新背景下的物联网教育实践与应用

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2022年第12期本刊以“刊中刊”的形式，分別从计算思维培养、项目式教学开展、人工智能类传感器、项目分层式学习这四大出发点开展探究，对掌控板基于物联网教育实践方向进行了探索。本期，我们基于“1956”人工智能项目开发板（以下简称“1956开发板”）的应用，聚焦物联网教育实践的可操作性案例的研究，分别从物联网与智慧生活、物联网与智慧校园、物联网与智慧交通、物联网与信息安全、物联网教学案例设计策略这五大主题，分享一些最新的研究和实践经验，希望能给广大教师提供教学案例参考。

新时代国产开源硬件势在必行

随着信息技术的飞速发展，信息安全问题日益突出，国家对于自主可控的重视也越来越高。据调查，在国内中小学阶段开展信息技术、创客教育过程中，用到的开源硬件多数是国外的，国内具有自主知识产权的开源硬件较少，软硬件生态的主体也都在国外，我们始终缺乏对核心技术的自主可控，无法做到国产可替代。

“器以载道”，在新课标和新教材的实施过程中，以掌控板、mPython为代表的国产开源软硬件正在被全国广大师生所熟知，出现在越来越多的学习和比赛中。掌控板符合国家自主可控的概念，采用纯国产ESP32芯片确保了系统的安全性和自主可控性，且与新课标理念不谋而合。孩子们在使用自己本土教学设备时，会从心底油然而生出民族自信心，我想这才是我们当下教育最需要激发的原动力吧！

掌控板凝聚的力量

从外形看，掌控板手掌大小，看似也不需要很高的技术门槛，那它为何能成为国产教育开源硬件的领头羊呢？

溯其根源，它的背后凝聚了很多教师的一线教学经验和多个企业的技术支撑。作为掌控板的研发、生产与销售企业，深圳盛思科教文化有限公司（以下简称“盛思”）开设Labplus社区为掌控板搭建专栏，建立交流学习渠道与平台，自2019年9月起，在深圳市第二高级中学周茂华老师的组织下，共进行了23期“88掌控日”，分享掌控板在教学、竞赛以及DIY等各方面的经验，期间获得10 000多名教师的观看与讨论；在掌控板相关案例书籍上，来自全国各地的名师都曾撰写书籍并在各个地区作为学习范本，如《掌控创造营》《小创客学掌控板》《掌控Python》系列丛书等共计12本，此数量还在不断增加中。

得益于众多一线名师和企业的支持，掌控板的设计初衷从一开始便贴合了一线教师的根本需求。无论是功能、外形、技术稳定层面，都符合我国的创客及STEAM教育需求，因此才会被广为推荐，多家教材已将掌控板作为开源硬件学习的主流硬件。

掌控板走过的普惠之路

2019年，盛思向云南临沧市沧源教育局捐赠了500片掌控板。沧源俗称阿佤山区，属于中缅边境经济欠发达地区，在沧源国门小学公开课上，当孩子们第一次看到点亮掌控板出现了“hello  world”时，她们的眼神在放光，穿透了地域的限制，这是孩子对于知识最淳朴且由内而外的渴望，由此也有了盛思的企业标语：用自信点亮孩子的眼眸，用技术拨动心灵的琴弦。

2021年，湖北省教育信息化发展中心（湖北省电化教育馆）结合2021年全省学生信息素养提升实践活动，在恩施州宜恩县开展了信息技术“送培送展”公益活动。盛思积极调配人力、物力资源，赠送掌控板相关器材、课程、培训、活动等，线上线下相结合指导帮扶区域，在共同探索教育信息化推广帮扶的机制、策略与模式等方面取得了较为显著的成绩。

掌控板的自身特点有助于教育公平性的推行，其一，它的价格确如创客界的“一包辣条”，被广为接受；其二，它确如其名，易掌控、易上手，集成丰富，可满足信息科技初阶学习的多种需求；其三，类比于同类型产品，它的底色为国产教育开源硬件，在根源上自主可控，性能和功能上也更稳定、更丰富，能满足信息技术教育中对于创客、STEAM、物联网、人工智能等多个方向的案例探究需求。

掌控板在物联网方向的应用思考

2022年9月，掌控板正式升级为乐动掌控，成为从创客教学走向常态化信息科技大班授课的教学装备。乐动掌控的内核依旧为掌控板，且自带拓展板，集成多个拓展接口，在侧面和底面开具多个乐高标准扩展孔位，兼容乐高积木；在性能上，升级音频解码芯片后可带来音质上更好的体验感；在待机上，内置1000mA大容量电池，可满足机器人、人工智能、创客各种作品长时间工作的需求。

乐动掌控本身具有丰富多样的传感器和通信接口，通过蓝牙和 Wi-Fi 双模通信实现与云端的数据传输和远程控制，在物联网、智能制造、智能交通等领域，都可以发挥重要作用，具有广泛的应用前景。物联网是指通过互联网连接物理世界中的各种物体和设备，让它们之间实现信息交流和协同工作的技术。乐动掌控的自身特点完美贴合了物联网教育的应用需求。

2023年，湖北省开展学生数字素养提升实践活动，“掌控未来”专项活动的主题是“美好生活，智能伙伴”，其中孩子们就用乐动掌控做出了“智能农场控制器”，通过乐动掌控的Wi-Fi连接物联网云平台，与手机交互进行相关数据处理，解决了自动投食与放水、手机同步等问题。学生们基于对乐动掌控的了解，将学习和实际生活经验相结合，充分发挥创客文化和跨学科应用的价值，将开源硬件和物联网技术应用于实际生活点滴中，响应了义务教育新课标中强调的信息技术在学习和生活中的应用这一要求，培养了学生运用信息化思维发现问题、思考问题并解决问题的能力，从生活中来，到生活中去。

在本期“刊中刊”中，大家将会看到来自不同地区名师分享的基于物联网教育方向的最新思考和实践案例，介绍掌控板在物联网系统设计中的应用场景和实现方法，探讨如何通过掌控板和1956开发板（图1）进行一键组网物联网教学，物联网教学案例的实现更加简单易懂，提高了学校开展人工智能及物联网教学的效率。1956开发板是一块掌上微型电脑，它内置了Linux 系统，具备 Wi-Fi、蓝牙等通讯功能，集成了丰富的硬件及拓展接口。因此，对于掌控板在物联网教育实践的探究上，有了1956开发板的加入，可实现的物联网教育案例也更加丰富。

图1  1956人工智能项目开发板

我们期待您能够在这里发现有价值的研究成果和创新性的思考方式，同时，也感谢您一直以来对掌控板的支持和关注，更多资讯可关注“掌控板”官方二维码。

注：本文系广东深圳盛思科教文化有限公司推广广告

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