《互動媒體技術》課程的開發和實施溫州中學謝作如2012.8.29《互動媒體技術》課程的開發和實施溫州中學謝作如2012.81目錄引言選題實施效果反思結語目錄引言2一、引言——從浙大飲水機娘說起一、引言——從浙大飲水機娘說起3幾個發人深思的科技制作案例浙大CCNT實驗室飲水機，因一名浙大學生為其安裝了感應器，使其在水開和沒熱水的時候會自動發一條微博。因為微博內容非常萌，瞬間走紅于網絡。上海世博會廣東館的《生命之樹》深受游客喜愛，不過是3Dmax+SWF+傳感器的作品；溫州科技館花巨資購買各種互動媒體作品，如《匹諾曹》等。其實是swf動畫加上電機輸出功能；我校學生制作語言對話機器人，實現簡單的語音識別，震驚了眾多的觀眾。幾個發人深思的科技制作案例浙大CCNT實驗室飲水機，因一名浙4互動媒體技術課程的開發和實施課件5學生的“科技素養”來源科學課程？物理化學生物信息技術課程？通用技術課程？綜合實踐活動課程？學生的“科技素養”來源科學課程？6二、選題——尋找受學生歡迎的課程二、選題——尋找受學生歡迎的課程7走進開源系統（施芳岳）信息學奧賽（舒春平）網頁設計與制作（陳敏、林賽雅、吳晉林）Flash動漫設計（余軍）機器人入門、互動媒體技術（謝作如）易語言編程（林賽雅）體驗Web2.0（王笑丘）我校信息技術校本課程列表（2006以來）走進開源系統（施芳岳）我校信息技術校本課程列表（2006以來8為什么選擇《互動媒體技術》《互動媒體技術》課程體現了基礎性、綜合性、趣味性、發展性。軟硬件相結合（虛實結合），涉及了數學、藝術、機械學、電子學、工程學、自動控制、計算機、人工智能等學習領域。學校在智能機器人方面積累了大量的軟硬件資源。做自己擅長的！為什么選擇《互動媒體技術》《互動媒體技術》課程體現了基礎性、9什么是互動媒體百度百科中將互動媒體等同為多媒體。但將“互動多媒體”解釋為：多媒體技術是使用計算機交互式綜合技術和數字通信網絡技術處理多種表示媒體文本、圖形、圖像、視頻和聲音，使多種信息建立邏輯連接，集成為一個交互系統。并指出互動多媒體技術被廣泛應用在了各類展廳中，如：博物館、科技館、企業展廳等。維基百科未收錄互動媒體和互動多媒體這一詞條。但將“互動式多媒體”和“交互式多媒體”統一解釋為：多媒體是數位化的方式組織文字、相片、視覺藝術、聲音、動畫、影像。當多媒體的使用者或是觀看者，可以自主性操作多媒體內的元件或元素可以在任何時間傳遞或上傳，叫做交互式多媒體。使用者需透過多者接口來執行，如現今社會上大多可與人互動的接口，電腦，手機，各個游戲平臺，以及大型游戲機臺等。什么是互動媒體百度百科中將互動媒體等同為多媒體。但將“互動多10互動媒體和新媒體、數字媒體的關系范圍最大的應該是“新媒體”，無論哪個時代，新媒體始終指代當時處于前沿的媒體力量；其次是數字媒體，它是我們現在所處時代的“新媒體”；范圍最小的是互動媒體，它是數字媒體的重要“交互分支”。互動媒體和新媒體、數字媒體的關系范圍最大的應該是“新媒體”，11我對互動媒體的定義基于新技術的具有反饋、交流特征的信息展示系統，是一種嶄新的媒介形式。觀眾借助鍵盤、鼠標、數據手套、攝像頭、麥克風、傳感器等外圍輸入設備，配合相應的軟件實現人機交互，得到全新的感官體驗。從本質上說，“互動媒體”是“數字媒體”的一個交互分支，是一種特殊的信息傳播媒介。可參照的名詞：互動裝置藝術、數碼游戲。我對互動媒體的定義基于新技術的具有反饋、交流特征的信息展示系12什么是互動媒體技術互動媒體技術也稱多媒體互動技術，是一個新生的名詞，其關注計算機和外界環境的信息互動。在科技館中常見的電子魚缸、互動投影、虛擬翻書和4D影院等科普觀賞項目，正是采用互動媒體技術建構，其體現了科技和藝術結合的神奇魅力。核心：人機交互、信息互動什么是互動媒體技術互動媒體技術也稱多媒體互動技術，是一個新生13互動媒體技術的圖示計算機處理多樣化的輸入鼠標、鍵盤、攝像頭、傳感器、觸控屏……多樣化的輸出顯示屏、投影儀、燈光、馬達……互動媒體技術的圖示計算機多樣化的輸入鼠標、鍵盤、攝像頭、傳感14三、實施——一場有趣而艱難的探索三、實施——一場有趣而艱難的探索15《互動媒體技術》課程學什么互動媒體技術的核心內容是傳感器技術、單片機技術、編程技術和通訊技術，涵蓋了機械學、電子學、工程學、自動控制、計算機和人工智能等領域。《互動媒體技術》課程的主要內容為：以Arduino開源軟硬件平臺為基礎，結合常見的編程語言，參照常見的互動媒體作品，通過一系列的互動媒體實驗，指導學生把新奇創意變身為現實，從而培養學生的科學、技術、工程和數學素養（STEM素養）。《互動媒體技術》課程學什么互動媒體技術的核心內容是傳感器技術16軟硬件平臺的選擇編程語言：processing；VB；Flash；VB.net（netduino）；Scratch、S4A硬件：商業機器人；AVR學習板；Arduino；選擇原則：1、軟件技術門檻低；2、硬件成本低；3、可擴展性強。軟硬件平臺的選擇編程語言：選擇原則：17課程實施要素授課對象：高一、二學生（同樣適用于初中）班級人數：20人以內課時安排：18課時（9個專題，每個專題2課時）教學方法：項目教學法評價方式：作品評價法教學器材：Scratch傳感器板、S4A學習套件課程實施要素授課對象：高一、二學生（同樣適用于初中）18Arduino介紹Arduino是一個基于開放原始碼的軟硬體平臺，具有使用類似Java、C語言的開發環境。Arduino誕生之初是為嵌入式開發的學習而生，但發展到今天，Arduino被稱為“科技藝術”，作為一種新“玩具”，甚至新的藝術載體，吸引了各個領域的愛好者。價格低廉，功能強大；具備了圖形化編程界面。Arduino介紹Arduino是一個基于開放原始碼的軟硬體19Scratch介紹Scratch是由MITMediaLab開發的一種適于8歲以上孩子的圖形化編程語言。Scratch提供了外部傳感器和樂高WEDO馬達的接口，只要拖拽積木圖標，就可以制作出各種互動的作品。Scratch介紹Scratch是由MITMediaLa20S4A介紹S4A是scratch的修改版本，提供對Arduino的支持。它保留了Scratch的原有特點，主要采用Arduino作為傳感器和執行器的控制平臺，提供了6組模擬輸入接口，2組數字輸入接口，2組舵機輸出接口，6組數字輸出接口（含3組PWM輸出接口）。S4A支持的傳感器更加豐富，其提供了遠程傳感器的協議和安卓手機的配套程序。相對Scratch來說，S4A編寫出的作品交互功能更加強大。S4A介紹S4A是scratch的修改版本，提供對Ardui21四、效果——讓學生的創意飛揚四、效果——讓學生的創意飛揚22基本作品：蹺蹺板使用傾角傳感器控制畫面中的蹺蹺板。視頻展示基本作品：蹺蹺板使用傾角傳感器控制畫面中的蹺蹺板。23基本作品：感知外界環境變化的畫使用溫度、光線、濕度、雨點等傳感器，控制電腦中的一張風景畫。風景畫可以根據Arduino傳回的數據發生變化，如風景畫會隨著外面的亮度變明暗，外面下雨時湖面上會有雨滴出現等。視頻展示。基本作品：感知外界環境變化的畫使用溫度、光線、濕度、雨點等傳24Arduino板傳感器1傳感器2PC（顯示屏）根據傳感器信息，讓畫布產生變化無線通訊作品的互動原理Arduino板傳感器1傳感器2PC（顯示屏）根據傳感器信息25基本作品：虛擬機械臂用兩個角度傳感器和按鈕傳感器，控制屏幕中機械臂取蘋果。視頻展示基本作品：虛擬機械臂用兩個角度傳感器和按鈕傳感器，控制屏幕中26拓展作品：激光測距測高儀使用三只激光和角度傳感器實現對遠處物體的測距和測高。

拓展作品：激光測距測高儀使用三只激光和角度傳感器實現對遠處物27拓展作品：可編程型電動顯示器支架通過設計和制作一個可進行自動調節的電動顯示器支架，方便使用者調整顯示器到一個舒適的位置，也可通過頸椎保護程序來自動調節，從而預防或治療長時間使用電腦者的頸椎病，另外也具備一定的防止近視的功效。拓展作品：可編程型電動顯示器支架通過設計和制作一個可進行自動28拓展作品：校園天氣預報裝置使用溫度、濕度、氣壓等傳感器，通過zigbee協議將數據匯總到服務器，以web形式展示在學校大屏幕和校園網主頁。拓展作品：校園天氣預報裝置使用溫度、濕度、氣壓等傳感器，通過29特色展示：智能手機和S4A的互聯在《互動媒體技術》課程中，涉及與物聯網、智能家居之類技術前沿領域，甚至結合了智能手機的各種應用。特色展示：智能手機和S4A的互聯在《互動媒體技術》課程中，涉30特色展示：攝像頭和S4A的互聯攝像頭可以作為傳感器和S4A互動，這是非常有趣的功能擴展。視頻展示。（略）特色展示：攝像頭和S4A的互聯攝像頭可以作為傳感器和S4A互31課例展示《傳感器信息的獲取》《外界信息的獲取》位于《互動媒體技術》課程的第三單元第一個主題。之前學生已經學習了scratch的編程，scratch傳感器板的使用方法和傳感器的知識，能夠編寫基于scratch傳感器板的簡單的互動媒體作品。學習重點：傳感器類型和如何獲取傳感器信息，并進行相應的處理。難點分析：因為學生第一次接觸arduino，傳感器和擴展板的連接是教學難點。視頻片段課例展示《傳感器信息的獲取》《外界信息的獲取》位于《互動媒體32五、反思——互動媒體技術課程的價值五、反思——互動媒體技術課程的價值33什么是STEMSTEM是科學（ScienceENCE）、技術（Technology）、工程（Engineering）和數學（Mathematics）四門學科的簡寫。STEM這個縮寫是一個相對比較新的產物。2001年之前，常用的縮寫還是SMET，科學、數學、工程和技術。美國國家科學基金會（NSF）是第一個開始將四門學科統稱為STEM的，這反映了一種教育哲學的變化。STEM素養是一個多學科交叉的研究領域，但STEM素養并不是科學素養、技術素養、工程素養和數學素養的簡單組合，而是強調把學生學習到的零碎知識與機械過程轉變成一個探究世界相互聯系的不同側面的過程。什么是STEMSTEM是科學（ScienceENCE）、技術34STEM的受關注程度（美國）在109屆國會中，有三項STEM教育項目被通過并被寫進了法律。在2007年春天和夏天，一些主要的STEM教育立法建議被納入2007年《美國競爭力法》，在110屆國會會議中通過并生效。2009年1月，美國國家科學委員會代表NSF發布致美國當選總統奧巴馬的一封公開信，其主題是《改善所有美國學生的科學、技術、工程和數學（簡稱STEM）教育》。奧巴馬在演講中提出：美國聯邦政府將出臺一攬子計劃，將在未來十年中招聘和培訓更多的教師，大幅提高學生的數學和科學水平。要求國家自然科學基金委員會和教育部仔細研究，并提出切實可行的措施加以落實。STEM的受關注程度（美國）在109屆國會中，有三項STEM352011年3月，由美國技術教育協會主辦的73屆國際技術教育大會在美國明尼蘇達州明尼阿波利斯市舉行。會議主題為“準備STEM勞動力：為了下一代”。《參考消息》2011年5月摘自美國《時代》周刊網站文章，該文指出STEM教育正在成為美國乃至世界理工科教育的熱點。由昆士蘭科技大學和北京師范大學聯合舉辦的第二屆科學、技術、工程、數學（STEM，Science、Technology、Engineering、Mathematics的簡稱）教育應用國際會議將于2012年11月24日至27日在北京召開。2011年3月，由美國技術教育協會主辦的73屆國際技術教育大36美國人為什么關注STEM對STEM教育的關注是由于美國面臨著越來越激烈的國際競爭，美國對其世界領導者的地位開始有種危機感。而美國人認為：提高K-12STEM教育能幫助美國在兩方面提高競爭力：第一，提高STEM教育，可以使更多學生為將來從事不同的科學和技術領域工作而做好準備；第二，提高STEM教育，可以提高整個國家人口的科學和技術水平。最終這些改變將會提高美國在全球化市場中的競爭力，應對不同的經濟的和非經濟的威脅，提高整體的生活質量。美國人為什么關注STEM對STEM教育的關注是由于美國面臨著37為什么選擇《互動媒體技術》對國家機器人教育（競賽驅動）的失望。對技術課程設置的思考。核心目標——信息素養的淡出。移動設備的普及，讓我們無法回避已經逐步淡出信息技術課程的某些內容。信息技術和通用技術、物理、數學、工程和科學學科之間的聯系。學生的學習需求。為什么選擇《互動媒體技術》對國家機器人教育（競賽驅動）的失望38我們又不得不重新面對的內容？如：傳感器、通訊、協議手機中有哪些傳感器？磁控傳感器（干簧管傳感器、霍爾傳感器）光線傳感器觸摸傳感器（電阻式觸摸屏、電容式觸摸屏）電子指南針（磁阻傳感器）三軸陀螺儀（加速度傳感器）距離傳感器、重力計……我們又不得不重新面對的內容？如：傳感器、通訊、協議39為什么不選擇《智能機器人》課程智能機器人課程也是一門綜合性的、跨學科的課程。《互動媒體技術》課程和傳統的智能機器人課程密切聯系，涵蓋的學科領域十分相近。但是二者又各有側重。相對來說，智能機器人技術側重于電