中學生可以在創(chuàng)客活動中重新編程玩具，以培養(yǎng)對堅持和解決問題的重要性的認識。

想象一下，給一群中學生一個玩具火車，它以一致的速度繞著軌道滾動，然后問他們：“我們怎樣才能讓這個玩具變得更有趣?” 學生可能會想象能夠控制火車，使其在到達火車站時停止，或者向前和向后行駛。作為創(chuàng)造性探索的一部分，學生喜歡修改和重新設(shè)計玩具和游戲。

作為一名教育科技開發(fā)人員，我相信建立孩子們對自己能力的信心。我這樣做的一種方法是通過硬件黑客，它為學習者提供現(xiàn)有技術(shù)并鼓勵他們解構(gòu)、重新利用、改進和重新創(chuàng)造。您可以通過舉辦黑客馬拉松在您的學校做到這一點，該活動為學生提供參與創(chuàng)造性 STEM 挑戰(zhàn)的機會。

什么是黑客行為?

黑客馬拉松是學生在短時間內(nèi)以團隊形式合作開發(fā)某物的工作原型的活動。盡管學生們參與的是動手實踐的體驗式學習，但黑客馬拉松的氛圍與傳統(tǒng)的基于項目的學習 (PBL) 不同。雖然 PBL 作業(yè)通常會在一個學期內(nèi)完成，但黑客馬拉松的時間很短——學生只有幾個小時甚至幾天的時間來完成一項挑戰(zhàn)。

這種緊湊的時間表激勵學生在學習新技能后立即應(yīng)用它們。黑客馬拉松在學生進行過程中進行教學，因為最終目標是創(chuàng)建滿足挑戰(zhàn)要求的功能硬件原型。

破解玩具火車

在最近的一場黑客馬拉松比賽中，來自香港不同學校的學生接受了上述挑戰(zhàn)——重新設(shè)計玩具火車。他們提供了接線圖和代碼模板作為支持材料。

我是他們的導師之一;我與四名 10 至 12 歲的學生一起工作，指導他們完成項目所需組件的布線和組裝。我的團隊選擇為他們的火車配備 Arduino 板，并通過藍牙連接控制其運動。對于那些可能不熟悉微控制器或開發(fā)板的人來說，Arduino 是一個信用卡大小的開發(fā)板，它能夠讀取傳感器上的燈、按鈕上的手指或 Twitter 消息等輸入，然后轉(zhuǎn)動這些輸入輸出：啟動電機、打開 LED 或在線發(fā)布內(nèi)容。

與我一起工作的學生首先解構(gòu)了火車以了解其內(nèi)部的工作機制——他們需要了解火車各個部分的功能才能重新布線。然后，我們將 Arduino 與帶有額外接線和其他電氣元件的電機連接起來，使火車能夠向不同方向移動。這對學生來說是一個困難的步驟，因為重新布線并不總是在第一次或第二次嘗試時起作用。

成功完成這一步實現(xiàn)了兩個更廣泛的目標：讓學生適應(yīng)失敗并幫助他們學習如何調(diào)試，這兩者都是創(chuàng)客必備的技能。

我試圖盡可能少地打擾。我在黑客馬拉松中的職責是在孩子們使用螺絲刀和烙鐵等工具時為他們提供建議并確保他們的安全。

當學生們能夠成功地將權(quán)力引導到董事會時，這對每個人來說都是一個收獲頗豐的時刻。在他們成功破解硬件后，他們需要一種與火車電子設(shè)備交互的新方法。我指導他們使用Unity開發(fā)的跨平臺游戲引擎 Unity 來創(chuàng)建一個移動應(yīng)用程序作為界面。教師還可以利用第三方開發(fā)的免費資源，如nRF UART，與Arduino板連接。

我們的團隊沒有在比賽中獲得一等獎，但是全天所有的學生都玩得很開心，并得到了評委的很多積極反饋。Hacking 讓他們有機會全面了解任何產(chǎn)品背后的科技工作機制。培養(yǎng)學生的創(chuàng)客思維對 STEM 相關(guān)學科的學習體驗有積極影響。

沒有技術(shù)背景的教師仍然可以幫助指導學生。在黑客馬拉松比賽中，演講技巧與編碼技巧同樣重要?？紤]在你的學校舉辦這樣的活動——世界需要更多的創(chuàng)造者和創(chuàng)造者。