摘要 本文通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)科技與生活和課堂的結(jié)合，描述和構(gòu)建了一個(gè)全新的展教結(jié)合的物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新工作室—比特實(shí)驗(yàn)室[1]。文章針對(duì)21世紀(jì)日益激烈的全球化科技競(jìng)爭(zhēng)及其面臨的挑戰(zhàn)，從最新的物聯(lián)網(wǎng)科技及其對(duì)生活和社會(huì)發(fā)展的價(jià)值和意義出發(fā)，結(jié)合中國(guó)教育現(xiàn)狀，對(duì)科技館創(chuàng)新工作室的建設(shè)提出了一個(gè)全新的跨學(xué)科、文理交融、多元并舉，個(gè)性化發(fā)展、展教結(jié)合的科學(xué)教育模式，不僅融入了最新的物聯(lián)網(wǎng)科學(xué)技術(shù)，而且對(duì)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)提出了獨(dú)特的見(jiàn)解。文章通過(guò)構(gòu)建比特實(shí)驗(yàn)室的實(shí)例及其教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，揭示了物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新工作室對(duì)推動(dòng)科技館展教結(jié)合的重要意義和積極作用。
關(guān)鍵詞 物聯(lián)網(wǎng)科技創(chuàng)新教育 展教結(jié)合 比特實(shí)驗(yàn)室
21世紀(jì)是科學(xué)技術(shù)日新月異、物質(zhì)財(cái)富不斷增長(zhǎng)的信息化時(shí)代，時(shí)代賦予了我們前所未有的便利和挑戰(zhàn)。我們生活在一個(gè)空前開(kāi)放的社會(huì)，人們通過(guò)衛(wèi)星電視了解奇妙的海底世界、用手機(jī)與千里以外的朋友交流、在網(wǎng)絡(luò)購(gòu)物與網(wǎng)絡(luò)游戲中度過(guò)休閑時(shí)光。而未來(lái)物聯(lián)網(wǎng)[2]工程的發(fā)展更是可以讓人預(yù)見(jiàn)到：物與物之間可以不經(jīng)過(guò)人而進(jìn)行交流，從而改變我們的生活方式?；ヂ?lián)網(wǎng)時(shí)代帶動(dòng)更多的是第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，而物聯(lián)網(wǎng)的興起將聯(lián)動(dòng)第一、第二產(chǎn)業(yè)， “就像蒸汽機(jī)之于工業(yè)革命，物聯(lián)網(wǎng)將開(kāi)啟一個(gè)全新的信息時(shí)代”。專(zhuān)家預(yù)言物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)必將成為未來(lái)改變?nèi)祟?lèi)生活的重要技術(shù)。
物聯(lián)網(wǎng)的概念是在1999年提出的。物聯(lián)網(wǎng)就是“物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”其英文名InternetofThings。這有兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎(chǔ)仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)上的延伸和擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò);第二，其用戶(hù)端延伸和擴(kuò)展到了任何物品與物品之間，進(jìn)行信息交換和通訊。物聯(lián)網(wǎng)用途廣泛，遍及智能交通、環(huán)境保護(hù)、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工業(yè)監(jiān)測(cè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、老人護(hù)理、個(gè)人健康、花卉栽培、水系監(jiān)測(cè)、食品溯源、敵情偵查和情報(bào)搜集等多個(gè)領(lǐng)域。例如，為了達(dá)到節(jié)能環(huán)保和生活舒適的目的，用手機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)室內(nèi)的溫度，并能控制空調(diào)的開(kāi)關(guān)。如果在炎熱的夏日外出旅行，發(fā)現(xiàn)手機(jī)報(bào)告室內(nèi)溫度低于26度，就知道出門(mén)時(shí)忘了關(guān)空調(diào)，這時(shí)通過(guò)手機(jī)就可輕松關(guān)閉空調(diào)，大大節(jié)約能源;另外，在回家前可以先打開(kāi)空調(diào)，這樣一回家就可享受舒適的溫度，提高了生活質(zhì)量。應(yīng)用與創(chuàng)新是物聯(lián)網(wǎng)的靈魂。
科技館不僅是一個(gè)國(guó)家科技現(xiàn)代化的體現(xiàn)，而且也是青少年展覽教育活動(dòng)的集中體現(xiàn)。我國(guó)科技館事業(yè)正處于重大轉(zhuǎn)折的關(guān)鍵期，科技館事業(yè)欲邁向新的發(fā)展階段必須實(shí)現(xiàn)“三大突破”：改變傳統(tǒng)的展示設(shè)計(jì)思路;改變 “有展無(wú)教”的局面;改變單純展覽進(jìn)行科普教育的局面[3]。
如何才能把最新的物聯(lián)網(wǎng)科技有效的應(yīng)用到科技場(chǎng)館中去?如何才能改變目前普遍存在的展教分離的狀況?如何在科技館與學(xué)校之間架起一座聯(lián)系的橋梁呢?在日益全球化的今天，特別是對(duì)于快速發(fā)展的中國(guó)來(lái)說(shuō)，面對(duì)撲面而來(lái)的工作挑戰(zhàn)和職業(yè)困惑，我們數(shù)百年來(lái)沿襲不變的應(yīng)試教育和秧田式的課堂教學(xué)模式正面臨巨大的危機(jī)，一種能夠個(gè)性化、差異化培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新教育未來(lái)教室已經(jīng)成為我國(guó)發(fā)展的迫切需要：以面向全體學(xué)生、全面提高學(xué)生的創(chuàng)新能力為目的;以注重開(kāi)發(fā)學(xué)生的潛能發(fā)展，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和自我發(fā)展能力。我們的學(xué)生需要多維能力來(lái)解決未來(lái)工作中遇到的各種復(fù)雜問(wèn)題。
針對(duì)上述的問(wèn)題，一種有效的解決方法就是在科技場(chǎng)館內(nèi)建一個(gè)展教結(jié)合的物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新工作室，不僅可以對(duì)周邊學(xué)校的學(xué)生進(jìn)行以班級(jí)為基礎(chǔ)的授課，而且可把學(xué)生的創(chuàng)意設(shè)計(jì)和作品作為成果直接用于物聯(lián)網(wǎng)科普展覽，這樣一個(gè)教室同時(shí)起到了教育和展覽的作用。由于教室內(nèi)學(xué)生自己DIY的創(chuàng)意作品通過(guò)上課不斷更新，可以為科技場(chǎng)館的展品開(kāi)發(fā)提供創(chuàng)意和素材，又豐富了科技場(chǎng)館科學(xué)教育的內(nèi)容與形式作用，還可以加強(qiáng)學(xué)校與科技館的聯(lián)系，極大地提高科技館的使用率。
本文通過(guò)構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新教育比特實(shí)驗(yàn)室的實(shí)例及其教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，提出了一個(gè)全新的跨學(xué)科、文理交融、多元并舉，個(gè)性化發(fā)展、展教結(jié)合的科學(xué)教育模式，對(duì)創(chuàng)新人才的培養(yǎng)提出了獨(dú)特的見(jiàn)解[4]。
一、比特實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)環(huán)境與理念
(一)教學(xué)環(huán)境 每個(gè)孩子都是天生的發(fā)明家，為了體現(xiàn)科技與藝術(shù)的結(jié)合，比特實(shí)驗(yàn)室營(yíng)造了一個(gè)透明和彩色的創(chuàng)新思維空間，把物聯(lián)網(wǎng)傳感電子芯片的應(yīng)用和3D創(chuàng)意藝術(shù)設(shè)計(jì)巧妙地結(jié)合在一起(見(jiàn)圖1)。為了激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神，比特實(shí)驗(yàn)室內(nèi)所有的設(shè)計(jì)都是由小的積木塊(“Bit”位)組成。椅子和桌子是由透明的可拼裝亞克力面板和矩形框架組成，學(xué)生可自行組裝和修理;透明的桌面可以讓學(xué)生在不影響動(dòng)手實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的情況下，透過(guò)桌面看到教科書(shū)，或儲(chǔ)存在平板電腦內(nèi)的課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)和項(xiàng)目要求，或上網(wǎng)搜索顯示的重要信息，無(wú)形中把實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的面積增加了一倍(見(jiàn)圖2)。
圖1：內(nèi)蒙古青少年科技中心比特實(shí)驗(yàn)室效果圖和實(shí)景圖(實(shí)驗(yàn)區(qū)、挑戰(zhàn)區(qū)、認(rèn)知區(qū)和探索區(qū))
圖2：比特實(shí)驗(yàn)室的組合式課桌椅
比特實(shí)驗(yàn)室的電子傳感器芯片積木模塊包括了生活中常用的四大領(lǐng)域：節(jié)能環(huán)保(例如聲控?zé)艉蜏囟葓?bào)警器)、家居安防(例如手機(jī)監(jiān)控家內(nèi)是否有人)、運(yùn)動(dòng)健康(例如超聲波測(cè)身高以及運(yùn)動(dòng)計(jì)步器等)和娛樂(lè)游戲(平板電腦控制的小車(chē)、地磁感應(yīng)收音機(jī)等)。例如聲控、光控、紅外、超生波、溫濕度、加速度和氣體傳感器等(見(jiàn)圖3)，學(xué)生可以根據(jù)自己產(chǎn)品設(shè)計(jì)的需求將這些傳感器和相關(guān)的控制器模塊通過(guò)插拔式導(dǎo)線(xiàn)連接起來(lái)，快速構(gòu)成一個(gè)完整實(shí)用的傳感電子系統(tǒng)。例如設(shè)計(jì)一個(gè)通過(guò)手機(jī)遠(yuǎn)程控制的家居煙火和防盜報(bào)警系統(tǒng)或人體感應(yīng)的燈控系統(tǒng)。這樣不但可以激發(fā)學(xué)生設(shè)計(jì)電子系統(tǒng)的興趣，而且增強(qiáng)了學(xué)生的動(dòng)手和創(chuàng)意設(shè)計(jì)能力。
為了讓學(xué)生能快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的外觀(guān)設(shè)計(jì)，比特實(shí)驗(yàn)室獨(dú)創(chuàng)設(shè)計(jì)了帶有八種形狀不同的3D造型基本模塊，包括正方形、長(zhǎng)方形、三角形、扇形、直角、鈍角和平面連接模塊、小圓片、小正方形等九種不同的顏色(見(jiàn)圖4)。
圖3:比特實(shí)驗(yàn)室部分傳感器模塊
圖4：比特實(shí)驗(yàn)室3D造型模塊 學(xué)生采用這些基本的造型模塊可以非常迅速而方便地搭建出各種其實(shí)妙想的外形，同時(shí)方便地把傳感電子模塊固定到這些造型模塊上面，就像給電子系統(tǒng)自己設(shè)計(jì)一件美麗的外衣一樣有趣和激動(dòng)。有些學(xué)生設(shè)計(jì)出了中國(guó)館、感知恐龍、家居小屋、企鵝等充滿(mǎn)想象力好創(chuàng)造力的好作品(見(jiàn)圖5)。
作品：中國(guó)館
作品：感知恐龍圖5： 比特實(shí)驗(yàn)室3D造型模塊搭建的創(chuàng)意作品
比特實(shí)驗(yàn)室的架構(gòu)包含四個(gè)區(qū)，可以根據(jù)學(xué)生的具體情況和教學(xué)要求進(jìn)行選擇和取舍，這四個(gè)區(qū)分別為：1. 認(rèn)知區(qū)：包括科學(xué)家的發(fā)明故事、芯片、傳感器和軟件等的認(rèn)識(shí)，創(chuàng)意和動(dòng)漫設(shè)計(jì)的一些基礎(chǔ)知識(shí)。2. 實(shí)驗(yàn)區(qū)：在認(rèn)知的基礎(chǔ)上，動(dòng)手完成一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)傳感電子系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)，具有實(shí)用性和藝術(shù)的創(chuàng)造性。3. 探索區(qū)：對(duì)實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品進(jìn)行性能和科學(xué)的分析和探測(cè)以及歸納和總結(jié)，認(rèn)識(shí)其中的工作原理和實(shí)現(xiàn)方法。4. 挑戰(zhàn)區(qū)：在實(shí)驗(yàn)和探索的基礎(chǔ)上，發(fā)展自己的全新思維，做出自己的創(chuàng)意作品，并且可參加作品競(jìng)賽。
比特實(shí)驗(yàn)室四個(gè)區(qū)域布置規(guī)劃的一個(gè)重要特點(diǎn)是：比特實(shí)驗(yàn)室可以適合從小學(xué)一直到大學(xué)的實(shí)驗(yàn)課，滿(mǎn)足從小到大不同年齡層學(xué)生的求知探索需求。比特實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)包括小學(xué)生簡(jiǎn)單的認(rèn)知和動(dòng)手實(shí)驗(yàn)、大學(xué)生設(shè)計(jì)創(chuàng)意的傳感電子產(chǎn)品以及研究芯片的功能和設(shè)計(jì)應(yīng)用方案。
比特實(shí)驗(yàn)室已于2012年在青海省科技館和江西省科技館建立了以物聯(lián)網(wǎng)教育比特實(shí)驗(yàn)室為基礎(chǔ)的科學(xué)工作室。另外，包含完整四個(gè)區(qū)(實(shí)驗(yàn)區(qū)、認(rèn)知區(qū)、探索區(qū)和挑戰(zhàn)區(qū))的300多平米比特實(shí)驗(yàn)室已在內(nèi)蒙古青少年科技中心建設(shè)順利完成，通過(guò)前期學(xué)生的體驗(yàn)課，獲得學(xué)校和學(xué)生的一致好評(píng)(見(jiàn)圖6)。江西科技館比特實(shí)驗(yàn)室內(nèi)蒙古青少年科技中心比特實(shí)驗(yàn)室圖6： 比特實(shí)驗(yàn)室活動(dòng)照片
(二)教學(xué)理念
比特實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)包含科技和素質(zhì)兩個(gè)教學(xué)層面：在科技教育層面上推進(jìn)的是目前世界上最前沿的以傳感器和智能化控制為主的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，而且最能體現(xiàn)從技術(shù)到實(shí)用的轉(zhuǎn)換，例如生活中處處可以用到的“拍手點(diǎn)亮的燈”、“會(huì)說(shuō)話(huà)的溫度計(jì)”和“長(zhǎng)眼睛的電風(fēng)扇”等比特實(shí)驗(yàn)室的作品制作;另外比特實(shí)驗(yàn)室還提供體現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)實(shí)際應(yīng)用的“手機(jī)控制智慧農(nóng)業(yè)”和“智慧家居”等實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，例如“手機(jī)控制智慧農(nóng)業(yè)”系統(tǒng)可以讓普通農(nóng)民通過(guò)手機(jī)檢測(cè)蔬菜暖棚的溫度、濕度、光照度和二氧化碳濃度等，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)施肥和澆灌，不僅可以降低勞動(dòng)力成本，而且還可大大節(jié)約寶貴的水資源，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量。這樣一個(gè)完整的“智慧農(nóng)業(yè)”物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，可以讓學(xué)生在比特實(shí)驗(yàn)室一節(jié)課的時(shí)間內(nèi)采用DIY模塊自己動(dòng)手搭建完成，從而充分激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和科學(xué)探索的熱情。
另外，比特實(shí)驗(yàn)室在素質(zhì)教育層面上推進(jìn)的是針對(duì)目前中國(guó)的應(yīng)試教育中素質(zhì)教育欠缺的部分，突出培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和對(duì)科學(xué)知識(shí)的追求探索精神，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣和積極性，從而提高學(xué)生成為創(chuàng)新人才的全面素質(zhì)。提倡每個(gè)人都是與眾不同的，分?jǐn)?shù)的評(píng)估不是和其他人相比，而是和過(guò)去的自己比較才是激發(fā)自己前進(jìn)的真正動(dòng)力。課程設(shè)置從一個(gè)感人的科學(xué)家故事或生活哲理故事開(kāi)始，從學(xué)生聚精會(huì)神的聽(tīng)故事到大膽的動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)。讓同學(xué)們?cè)趯?shí)驗(yàn)的互動(dòng)過(guò)程中，提高動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，學(xué)會(huì)如何面對(duì)失敗和承受挫折，如何幫助失敗的同學(xué)，如何發(fā)現(xiàn)自己的能力和提高自己的學(xué)習(xí)自信心;在團(tuán)隊(duì)的協(xié)作中鍛煉領(lǐng)導(dǎo)和團(tuán)隊(duì)合作能力。通過(guò)學(xué)生對(duì)自制作品的快樂(lè)體驗(yàn)和創(chuàng)新思維訓(xùn)煉，不但提高了學(xué)生的動(dòng)手和想象能力，而且通過(guò)對(duì)作品的表述和演講提高了學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)和藝術(shù)審美能力。
二、比特實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)模式和實(shí)踐(一)教學(xué)模式
比特實(shí)驗(yàn)室把先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)科技與國(guó)際工程教育改革的最新成果CDIO[5](Conceive構(gòu)思，Design設(shè)計(jì)，Implement實(shí)現(xiàn)，Operate運(yùn)營(yíng))工程教育模式完美地結(jié)合在一起，并結(jié)合青少年的特點(diǎn)，開(kāi)發(fā)了適合不同年齡孩子的物聯(lián)網(wǎng)傳感電子交互體驗(yàn)式訓(xùn)練課程體系。
比特實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)流程主要包括四個(gè)部分：(1)了解發(fā)明家和人類(lèi)科技發(fā)展的歷史(2)做一個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓こ處?3)做一個(gè)富有創(chuàng)意的藝術(shù)家(4)做一個(gè)充滿(mǎn)激情的演說(shuō)家?；顒?dòng)按照孔子的“三人行必有我?guī)?rdquo;的項(xiàng)目合作模式開(kāi)展，每隊(duì)由三到四個(gè)學(xué)生，男女搭配。在每個(gè)創(chuàng)意項(xiàng)目中，團(tuán)隊(duì)成員一起工作，解決沖突的思路以達(dá)成共識(shí)的設(shè)計(jì)。不同的人才，不同的創(chuàng)意，不同的才智，整個(gè)團(tuán)隊(duì)成員在創(chuàng)新中，不停地融合再融合，成為一個(gè)團(tuán)結(jié)協(xié)作的優(yōu)秀團(tuán)隊(duì) 。
1. 了解發(fā)明家的故事：激發(fā)學(xué)生的求知欲、好奇心和探索進(jìn)取精神，如愛(ài)迪生實(shí)驗(yàn)上千次成功發(fā)明電燈等感人故事。
2. 做個(gè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓こ處煟哄憻拰W(xué)生的動(dòng)手、觀(guān)察、思考和解決問(wèn)題的能力。學(xué)生要學(xué)會(huì)如何有效地使用各種傳感器模塊來(lái)解決現(xiàn)實(shí)生活中的問(wèn)題。
3. 做一個(gè)富有創(chuàng)意的藝術(shù)家：鍛煉學(xué)生的想象力、創(chuàng)造力和團(tuán)隊(duì)合作以及溝通能力，激發(fā)藝術(shù)靈感和用于創(chuàng)新的精神。學(xué)生利用多彩的3D造型模塊，搭建出時(shí)空穿梭機(jī)和陽(yáng)光環(huán)保車(chē)等。
4. 做個(gè)充滿(mǎn)激情的演說(shuō)家： 鍛煉學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)、審美演講能力，成為樂(lè)觀(guān)進(jìn)取和用于挑戰(zhàn)的高素質(zhì)人才。學(xué)生就自己團(tuán)隊(duì)完成的作品上臺(tái)演講，有的同學(xué)描述：“我永遠(yuǎn)也忘不了第一次上臺(tái)演講的羞怯， 第二次的漸變，第三次的落落大方。
圖11：內(nèi)蒙古青少年科技中心比特實(shí)驗(yàn)室學(xué)生進(jìn)行精彩演講
(二)教學(xué)實(shí)踐與評(píng)估
比特實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)教育和動(dòng)手實(shí)踐活動(dòng)是為了彌補(bǔ)目前應(yīng)試教育中對(duì)孩子的個(gè)性發(fā)展、創(chuàng)造性思維、作文演講、動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)合作能力等關(guān)鍵情商和智商能力培養(yǎng)的嚴(yán)重不足和缺陷，訓(xùn)練孩子獲得比知識(shí)更重要的創(chuàng)造能力和主動(dòng)求知學(xué)習(xí)的能力，激發(fā)孩子的潛能和學(xué)習(xí)興趣，讓孩子找到適合自己發(fā)展的成功之路，在未來(lái)激烈的人才競(jìng)爭(zhēng)中做一個(gè)優(yōu)勝者。
比特實(shí)驗(yàn)室物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新課程開(kāi)展以來(lái)，得到了學(xué)生、老師和家長(zhǎng)的一致認(rèn)可;絕大多數(shù)學(xué)生通過(guò)比特實(shí)驗(yàn)課覺(jué)得自己的思維能力和克服困難的能力以及動(dòng)手能力得到了明顯的提高，同時(shí)在自信心的培養(yǎng)、團(tuán)隊(duì)合作和作文演講等方面有了很大的進(jìn)步。例如：江南大學(xué)附屬中學(xué)的初一學(xué)生鄧剡梁，在比特實(shí)驗(yàn)室的課上受到啟發(fā)， 回家發(fā)明了一個(gè)折疊式裝有傳感燈的床，并且完全自己動(dòng)手構(gòu)思設(shè)計(jì)。他還帶領(lǐng)3人的團(tuán)隊(duì)，用數(shù)百個(gè)組件成功搭建完成了光芒四射的“中國(guó)館”模型，現(xiàn)在放在比特實(shí)驗(yàn)室的入口處作為展示。他在比特實(shí)驗(yàn)室最大的感想是：提高了自己的自信心，有了屬于自己的閃光點(diǎn)，學(xué)習(xí)更加輕松了。
無(wú)錫市南湖小學(xué)自2012年6月建立比特實(shí)驗(yàn)室以來(lái)，無(wú)論男生還是女生，都十分地喜愛(ài)。對(duì)于男生而言，動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力都普遍提高;對(duì)于女生而言，創(chuàng)新能力、領(lǐng)導(dǎo)能力、動(dòng)手能力也都普遍提高。為了激發(fā)每個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和自信心，實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)評(píng)分方法也打破了傳統(tǒng)的教師打分制度，而是每個(gè)學(xué)生在與過(guò)去的自己比較中給自己打分。這不僅讓學(xué)生有了發(fā)現(xiàn)自我和找到自我的機(jī)會(huì)，同時(shí)，也讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何對(duì)自己評(píng)價(jià)，如何對(duì)他人進(jìn)行評(píng)價(jià)。通過(guò)對(duì)無(wú)錫南湖小學(xué)228位學(xué)生抽樣調(diào)查，其中116位男生，112位女生，上過(guò)一個(gè)學(xué)期15節(jié)比特實(shí)驗(yàn)室課后，學(xué)生的十項(xiàng)能力都有了明顯的提高。在課程開(kāi)始時(shí)，每個(gè)學(xué)生將拿到一張?jiān)u分表，根據(jù)表中的十項(xiàng)能力 (動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力、承受挫折能力、觀(guān)察能力、自信心、領(lǐng)導(dǎo)能力、合作能力、求知能力、語(yǔ)言表達(dá)能力和審美藝術(shù)能力) 給自己打分，每項(xiàng)能力評(píng)分從最差的1到最好的10分。圖12中顯示了學(xué)生經(jīng)過(guò)一學(xué)期比特課程后各項(xiàng)能力進(jìn)步的百分比。圖13中顯示了學(xué)生經(jīng)過(guò)一學(xué)期比特課程后提高人數(shù)的百分比。例如：一個(gè)學(xué)生學(xué)期初的評(píng)分為動(dòng)手能力2分，期末自己再測(cè)評(píng)的動(dòng)手能力為4分，那么這個(gè)學(xué)生一學(xué)期以來(lái)動(dòng)手能力的進(jìn)步就是 (4-2)/10=20%。從表中可以看出男生的動(dòng)手能力、創(chuàng)新能力和審美能力，以及女生的觀(guān)察能力、領(lǐng)導(dǎo)能量和表達(dá)能力都有了明顯提高。
圖12：無(wú)錫南湖小學(xué)分值提高百分比
圖13：無(wú)錫南湖小學(xué)提高人數(shù)百分比
三、總結(jié)
比特實(shí)驗(yàn)室采用先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過(guò)鍛煉學(xué)生的創(chuàng)新思維和動(dòng)手能力，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)自覺(jué)性和熱情，全面提高學(xué)生成為創(chuàng)新人才的素質(zhì)。數(shù)字化的實(shí)驗(yàn)，積木化的教學(xué)，游戲化的過(guò)程，個(gè)性化的作業(yè)和整合化的展示是“比特實(shí)驗(yàn)室”的魅力所在。
(一)數(shù)字化的實(shí)驗(yàn)：
就是把刻板的理論描述和課本教學(xué)通過(guò)計(jì)算機(jī)的數(shù)字化處理，用動(dòng)手實(shí)驗(yàn)的方式展現(xiàn)出來(lái)，讓平常看不見(jiàn)摸不到的東西變得親切易懂，例如“看”到“皇帝的新裝”，“看”到自己的聲音，“看”到空中傳播的信號(hào)等。
(二)積木化的教學(xué)：
比特實(shí)驗(yàn)室的主體構(gòu)造都是積木化的。包括積木化的桌椅、積木化的電子模塊、積木化的外形等。由于積木的靈活性，因此打破傳統(tǒng)固化的課堂模式，取而代之的是可隨意改變的、組合的、分散和集中相輔相成的多元化模式，使比特實(shí)驗(yàn)室的課堂因此變得新穎而奇特。
(三)個(gè)性化的作業(yè)：
沒(méi)有最好，只有更好。比特實(shí)驗(yàn)室的作品不設(shè)立統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和答案，給學(xué)生一個(gè)自由想象的空間，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和動(dòng)手能力，比特實(shí)驗(yàn)室的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)也是完全個(gè)性化的“只和自己的過(guò)去比較”，目的是讓學(xué)生增強(qiáng)自信心、獲得進(jìn)取的勇氣和發(fā)現(xiàn)自我，提供學(xué)生超越極限的發(fā)展空間。
(四)游戲化的過(guò)程：
搭建創(chuàng)意作品，培養(yǎng)思考力、訓(xùn)練創(chuàng)造力、養(yǎng)成專(zhuān)注力、激發(fā)想象力，配合故事、圖片、名言、案例、還有輕松的課堂氛圍，小組化的合作方式，使比特課堂像游戲一樣充滿(mǎn)愉悅和快樂(lè)。如果一個(gè)課堂可以讓學(xué)生懷著愉悅的心情，帶著微笑走進(jìn)去，那么這個(gè)課堂就成功了。在比特實(shí)驗(yàn)室，我們就能看到學(xué)生的微笑，看到學(xué)生對(duì)成功的體驗(yàn)感。
(五)整合化的展示：
比特實(shí)驗(yàn)室的作品綜合展示了學(xué)生各方面的能力：動(dòng)手能力、思維能力、文學(xué)創(chuàng)作和想象能力、觀(guān)察能力、團(tuán)隊(duì)合作和領(lǐng)導(dǎo)能力、語(yǔ)言表達(dá)能力和審美藝術(shù)能力等，是學(xué)生全面的科技和素質(zhì)能力的一個(gè)綜合表現(xiàn)。
物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新教育比特實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)在全國(guó)十多個(gè)省市的中小學(xué)和科技館建立了示范基地，同時(shí)，比特實(shí)驗(yàn)室的出現(xiàn)教育模式也在美國(guó)硅谷蘋(píng)果公司總部的兩個(gè)小學(xué)、兩個(gè)中學(xué)和兩個(gè)校外活動(dòng)機(jī)構(gòu)成功開(kāi)設(shè)了體驗(yàn)課，受到了老師和學(xué)生的一致好評(píng)。通過(guò)比特實(shí)驗(yàn)室把最前沿的物聯(lián)網(wǎng)科技與創(chuàng)新人才的培養(yǎng)模式融匯在一起，特別是通過(guò)科技館的展教活動(dòng)，不僅使學(xué)生對(duì)物聯(lián)網(wǎng)傳感電子技術(shù)有了深刻的認(rèn)識(shí)和理解，同時(shí)培養(yǎng)了青少年的動(dòng)手、觀(guān)察、思考和解決問(wèn)題的能力，激發(fā)了他們的想象力、創(chuàng)造力、藝術(shù)靈感和勇于創(chuàng)新的精神，彌補(bǔ)了目前應(yīng)試教育中對(duì)學(xué)生的個(gè)性發(fā)展、創(chuàng)造性思維、團(tuán)隊(duì)合作及溝通能力等關(guān)鍵情商能力培養(yǎng)的不足和缺陷，幫助學(xué)生找到適合自己發(fā)展的成功之路，使其在未來(lái)激烈的人才競(jìng)爭(zhēng)中成為一個(gè)富有自信、激情和夢(mèng)想，熱愛(ài)生命和創(chuàng)造未來(lái)的有用之才。
作者簡(jiǎn)介：曹偉勛，博士，比特實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)新教育研究中心、比特實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)始人。地址：江蘇省無(wú)錫市濱湖區(qū)滴翠路100號(hào) 創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)園，530大廈2號(hào)樓1903室，郵編：214072，Email：wxcao@ieee.org
作者簡(jiǎn)介：高虹，內(nèi)蒙古青少年科技中心主任。地址：內(nèi)蒙古呼和浩特市新華大街70號(hào)。E-mail：nm_gaohong@163.com。
參考文獻(xiàn)[1]W. Cao, etc. "An innovative classroom produces innovative students", 2013 Frontiers in Education Conference, pp.1416-1418, Oct. 23-26, 2013, Oklahoma City， USA.[2] 《什么是物聯(lián)網(wǎng)?》, 中國(guó)信息產(chǎn)業(yè)網(wǎng).2009.12.11.http://www.cnii.com.cn/20080623/ca599433.htm.[3]李苗. 論科技館展覽教育活動(dòng)在內(nèi)容形式上的突破與創(chuàng)新[J]. (北京)科技館國(guó)際論壇暨學(xué)術(shù)論文集, 2009, (4): 235-238.[4] 曹偉勛. 物聯(lián)網(wǎng)與創(chuàng)新教育[J]. 科技館, 2013, (4): 21-25.
[5] Edward Crawley; Johan Malmqvist; Sören Östlund; Doris Brodeur (2007). Rethinking Engineering Education, The CDIO Approach. Springer. ISBN 978-0-387-38287-6.
比特實(shí)驗(yàn)室榮獲2015年度全國(guó)科技館發(fā)展獎(jiǎng)“展品獎(jiǎng)”，全國(guó)獲得此獎(jiǎng)的僅有3家企業(yè)，而比特實(shí)驗(yàn)室是全國(guó)科協(xié)系統(tǒng)首次獲獎(jiǎng)的創(chuàng)客空間，也是全國(guó)唯一的物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)客空間。
比特實(shí)驗(yàn)室創(chuàng)始人曹偉勛博士于2015年12月17日在北京國(guó)際會(huì)議中心接受頒獎(jiǎng)。
