保持好奇丨制造快乐丨持续赋能
编程的本质
编程的本质，是和计算机进行沟通。它的背后是一套逻辑缜密的思维方式和规则秩序。它更深层次考察的是编程开发者强大的逻辑思维能力、解决问题能力、整合分析能力。这是编程的“道”。但是在国内的不少编程课，往往强调的是编程的“术”：学了编程，孩子可以轻松制作出多少种游戏，能有什么成果展示，能获得什么奖励，能对文化课有什么帮助，能提分……但很少有人能够告诉孩子们，编程到底是什么？我们为什么要学习编程？它对我们的生活有什么帮助和影响？
熟悉羊角锤STEM课程体系的朋友们都知道，我们在课程设置上，几乎没有只给孩子教一门技术或者知识的课程。我们重点关注的是孩子整合知识迁移和应用的能力，重点考察的是孩子全局思维，逻辑推理，创新发明和创造的能力，最终培养的是孩子应对各种情况都能够自主独立地去解决问题的能力。而在过程中涉及到的所有的技术和知识的学习，都应该服务于孩子能力的提升。
因此编程作为一门互联网技术，学习的目的也是如此：帮助孩子们去实现心中的想法，或者是解决现实问题。
如何利用编程打造智能家居
在羊角锤 C4 阶段 的《智能家居》项目中，我们不仅仅是要让孩子们去用编程制作单一的智能家居用品，更需要让孩子们建立一个能够实现智慧生活的生态系统。系统里的产品之间能够互联互通，逻辑联动，实现全屋家居的智能驱动。要打造这样一整套产品，孩子们需要充分考虑和还原现实中的各种问题，寻求最优解，保证程序符合正常逻辑不会错乱，最终的产出物是电子设备上的应用程序和家居生活中的各种生活场景和设备。
在具体的实施中需要三个步骤：
01.采集家居状态数据
02.精准识别用户需求
03.控制设备满足用户的需求
由于智能家居首先离不开对居住环境进行“人性化”的数据采集，所以智能家居传感器是居住空间中的“眼鼻耳”，即将家庭环境中的各种物理量、化学量、生物量转换成可测量的电子信号装置和元件，进而采集家居状态。
在这个环节，孩子们需要去了解和学习micro:bit常用的传感器技术：包括位置传感器、近距传感器、液位传感器、流量和速度控制、环境监测、安全感应等技术，然后学习如何将不同的传感器连接到主板上。最后学习使用传感器进行测量、分析和控制系统设置。
智能家居真正便利的地方在于：可以根据用户的喜好自定义个性化的场景，并且让多设备联动起来。例如：当用户早上起床后，卫生间的灯会亮起，窗帘会自动拉开，音箱开始播放舒缓的音乐。空调根据人体睡眠和清醒状态不同，自动调整到适宜的温度等等。在精准识别用户需求的过程中，首先需要孩子们从居住者的角度去思考如何满足居住用户的需求。不同的人对智能家居的需求都各有不同侧重点。在这个环节，我们会引导孩子们对智能家居系统进行初步分类类：
家庭娱乐系统:背景音乐、家庭影院等；
家庭安防系统:安防、监控、门禁等；
家电控制系统:照明控制、不同电器控制等；
……
之后思考和讨论不同的智能家居是如何进行工作的，分别使用的是什么传感器。并对于现有的智能家居，例如扫地机器人，声控灯，体重秤，光控窗帘等等，提出想要改进和创新的想法。
值得一提的是，孩子们会从入户开始，根据不同房间的动线、生活区域的划分，再结合自己的喜好和实际需求，完成整套家居产品设计的概念图。
最后，孩子们会选择合适的材料制作不同类型的家居产品模型，并给它们分别安装电路板和传感器，根据任务和需求进行编程和测试，再将所有的设备搭建在一个房屋内进行优化和改进整体结构。最终的成品，是孩子们经过构思需求-编程-测试优化-搭建之后得到的一整套完整的智能家居房屋模型。除了有扫地机器人，声光控制灯，报警器，智能遥控远程开门器等常见的智能家居外，还有孩子们特别创意的植物自动浇灌器，喂鱼器，温控风扇，智能叫醒床垫等等。
弥合“学”与“用”的缝隙
通过这种视觉性的、生活性的、系统性的学习和思维形式，代码不再是一串串“冷冰冰”的看不懂的字符语言，编程不再是一条条枯燥的，怎么也记不住的公式。每个需求和指令的背后都是孩子们的深思熟虑。从一个个传感器和元件的组装，到电脑中的编程，再到实际生活中的应用，孩子们借助编程去互联实际生活，去表达和实现自己的创意想法，去释放对生活的强烈好奇心，去编译奇思妙想的未来。
后记<<<
羊角锤每个阶段的每个项目都要经过多次迭代，就拿《智能家居》这个课程来讲，这已经是3.0版本，未来肯定也会有更多的版本迭代。STEM课程需要随着技术和科技的进步不断与时俱进，而智能家居产品的更新速度也非常快，我们在设计和更新课程的时候，会利用多种资源、工具和手段。当下最前沿的智能家居馆也会纳入我们的工作场景之内。因为只有以搭建真实的应用场景为前提的基础下被开发出来的《智能家居》课程，才是可以真正弥合知识与应用之间的裂缝的。
*本文部分图片来源网络
