正文 ArduinoWiFi小車在青少年科技活動中的運用研究(2 / 3)

4)基於openwrt係統的WiFi模塊可以使用電腦通過WiFi環境對小車進行控製,由於小車配備有USB攝像頭,可以在移動監控和記錄實驗數據等方麵有各種各樣的應用。

5)通過互聯網上正在不斷開發更新的編程擴展庫,小車在控製直流電機、伺服電機、網絡通信、液晶顯示、獲取溫度與濕度等方麵都有非常廣闊的應用。

3 Arduino WiFi小車在青少年科技活動中的應用實例

中學物理探究實驗 以2012人教版八年級物理新教材第八章“運動和力”當中的牛頓第一定律的探究實驗為例,可以用小車代替普通小車從軌道上滑落到粗糙程度不同的介質表麵,利用小車搭載的攝像頭可以記錄下滑過程中的第一人稱視角,讓學生可以通過電腦實時感受在粗糙程度不同表麵上車子逐漸慢下來的過程,小車還可以將車子運動的相關數據通過WiFi網絡實時傳送到電腦上,讓學生進行分析和探討。

小車不僅可以極大提高學生對物理的學習興趣,同時可以讓教師的教學創新教學能力得到擴展與發揮的空間。法拉第曾經說過:“沒有觀察,就沒有科學。科學發現誕生於仔細的觀察之中。”小車提供了一個另類視角讓學生去認真觀察物理實驗現象,激發學生的好奇心和創造火花。利用小車進行啟發式教學,引導學生求異質疑,激勵學生多提問題,鼓勵他們以研究者和創造者的姿態去獨立思考。讓學生興趣盎然地投入學習,大膽地進行創造性思維。

基於物聯網的科技探究活動 按照國際電信聯盟(ITU)的定義,物聯網主要解決物品到物品(Thing to Thing,T2T)、人到物品(Human to Thing,H2T)、人到人(Human to Human,H2H)之間的互連[3]。將傳感器材安裝在小車上,可在任意時間、地點用電腦或手機等信息技術處理設備通過網絡感知實驗係統的工作狀況,並遠程控製實驗器材來采集實驗數據(如溫度、溫度、力、壓力、壓強、流量、物位、轉速等),將實驗數據進行加工和分析後的結果傳遞給實驗者,實現實驗器材全天候為學生服務的目標。

以主題為環保的青少年科技活動為例,小車可以搭載傳感器探測河湖的水質,收集數據進行相關的分析;也可以搭載傳感器探測不同位置空氣的質量,收集數據分析空氣受到汙染的程度和原因,進而提出有效的環保措施。這些數據都可以借由小車所搭配的WiFi模塊與互聯網連接,實時將數據上傳到網絡與小組成員進行分享與分析,借由無線傳感器網絡的相關技術所支撐的物聯網數據,會使得作為成果的環保小論文遠比空喊口號式的文章要來得更加實際。

整合電子線路的學習與研究 小車的組裝過程本身對學生就是一種巨大的挑戰,能夠將小車完整地組裝起來,就已經能夠給學生帶來巨大的成就感。在組裝過程教會學生辨識各種芯片與接口,也是一種非常寶貴的學習資源。當學生熟悉各種芯片的原理以後,就可以讓學生動手挑戰增加各種其他的模塊,在逐步的深入了解過程中慢慢摸索電子線路的世界。

與傳統的機器人教育教學相比,小車具有無可比擬的優勢。

1)價格低廉,唾手可得。很多教師在交流的過程中普遍認為機器人教育是“錢堆出來的噱頭”。機器人器材動輒幾千元,競賽器材更是進入萬元大關。而一套完整的小車裝置總價也就在400元左右,如此親民的價格可以讓每個有興趣涉足這個領域的學生都能夠輕易開始學習。