摘要:本文以學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展為核心,以“在線數(shù)字氣象站”項目為實證研究對象,深入剖析其設(shè)計與實施過程,旨在探索一條通過實踐活動提升學(xué)生信息科技核心素養(yǎng)的新路徑,進而有效提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。
關(guān)鍵詞:初中;信息科技;跨學(xué)科;項目式學(xué)習
中圖分類號:G434" 文獻標識碼:A" 論文編號:1674-2117(2025)06-0061-03
《義務(wù)教育信息科技課程標準(2022年版)》(以下簡稱“新課標”)提出要加強課程實施的情境性和實踐性來促進學(xué)習方式的變革,在面向初中生開展的“在線數(shù)字氣象站”實踐活動中,以“物聯(lián)網(wǎng)實踐與探索”為核心知識設(shè)計的具有基礎(chǔ)性、實踐性和綜合性的項目式主題學(xué)習活動,兼顧“互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與創(chuàng)新”和“人工智能與智慧社會”內(nèi)容模塊,涉及信息科技、數(shù)學(xué)、物理、地理、藝術(shù)等知識。通過“在線數(shù)字氣象站”實踐活動,學(xué)生會接觸到多個學(xué)科領(lǐng)域,從而更容易理解物聯(lián)網(wǎng)的概念,明白不同學(xué)科是如何相互聯(lián)系與支持的。同時,通過實踐活動學(xué)生也能感受到互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)給人們的生活、學(xué)習和工作方式帶來的改變。因此,筆者在教學(xué)實踐中開展了以“在線數(shù)字氣象站”項目為實證研究對象的研究,旨在探索提升學(xué)生信息科技素養(yǎng)的新路徑。
創(chuàng)設(shè)項目模式,重塑教學(xué)環(huán)境
1.基于真實情境,確定項目主題
新課標視域下的“在線數(shù)字氣象站”實踐活動,可以采用項目式學(xué)習方式,著眼于體驗真實的問題場景,讓學(xué)生對學(xué)習的過程感到有意義。本項目分為五個階段,分別是:①項目設(shè)計,帶領(lǐng)學(xué)生設(shè)計調(diào)查問卷,分析項目需求,設(shè)計作品功能;②技術(shù)呈現(xiàn),指導(dǎo)學(xué)生利用器材獲取并分析天氣信息;③功能實現(xiàn),帶領(lǐng)學(xué)生體驗在線數(shù)字氣象站的搭建;④造型美化,引導(dǎo)學(xué)生將掌控板和外觀設(shè)計相結(jié)合,合理選材,突出美感;⑤展示分享,輔助學(xué)生編寫文稿匯報項目作品。
在第二階段技術(shù)呈現(xiàn)課時,學(xué)生可以利用測溫儀完成校園氣溫的一周監(jiān)測,在測溫的過程中,學(xué)生會遇到新的問題,教師要帶領(lǐng)學(xué)生梳理問題,激發(fā)學(xué)生的探究欲望。這樣通過體驗真實的問題場景,讓學(xué)生對學(xué)習的過程感到有意義,進而提升學(xué)生的問題解決能力。
2.利用數(shù)字化工具,改變學(xué)習方式
教師使用萬彩動畫大師制作微課,內(nèi)容包含物聯(lián)網(wǎng)原理講解、Mind+程序編寫、掌控板及相應(yīng)傳感器連接等實驗過程內(nèi)容。學(xué)生利用微課展開自主學(xué)習、合理安排學(xué)習進度,利用Mind+軟件、Easy IoT物聯(lián)網(wǎng)平臺,親手搭建校園“在線數(shù)字氣象站”,感受物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的獨特魅力。
基于項目學(xué)習,踐行實踐探究
在“在線數(shù)字氣象站”的項目活動中,筆者帶領(lǐng)學(xué)生嘗試運用所掌握的原理和知識開展研究、設(shè)計和實踐操作,最終將項目成果應(yīng)用到真實生活中。具體教學(xué)流程如下圖所示。
1.聚焦問題,確定需求
通過問卷調(diào)查,快速收集學(xué)生對在線數(shù)字氣象站的需求:省時、高效、記錄簡單。采用小組合作的方式,讓學(xué)生在相互交流中明確需求、完善方案;也可以讓學(xué)生快速熟悉所有的數(shù)字化工具和設(shè)備。小組群策群力結(jié)合實際經(jīng)驗梳理需求,可以將需求考慮得更加全面完善。
2.調(diào)查研究,學(xué)習支持
師生共同思考、規(guī)劃:如何利用手中的物聯(lián)網(wǎng)實驗器材等學(xué)習資源和已有的知識,以及相關(guān)的生活經(jīng)驗去建構(gòu)知識體系,實現(xiàn)需求?
學(xué)生通過“在線數(shù)學(xué)氣象站”項目學(xué)習平臺完成相關(guān)的知識學(xué)習與項目規(guī)劃。在理解了物聯(lián)網(wǎng)三層邏輯結(jié)構(gòu)(感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層)后,利用項目手冊和學(xué)習平臺,理清整個項目實施過程及其邏輯思路。
教師引導(dǎo)學(xué)生思考“我們要干什么?應(yīng)該以什么樣的思路去實現(xiàn)它”,帶領(lǐng)學(xué)生全盤分析物聯(lián)網(wǎng)的三層邏輯結(jié)構(gòu),并且完成檢查機制的構(gòu)建。
3.設(shè)計制作,測試優(yōu)化
實踐探究一:氣象數(shù)據(jù)分析,學(xué)習資源推送。學(xué)生首先思考“在線數(shù)字氣象站”項目需要用到哪些氣象知識,如何獲取天氣信息,以及如何設(shè)計相應(yīng)程序。然后,學(xué)生對照項目學(xué)習平臺和學(xué)習手冊自主學(xué)習,了解物聯(lián)網(wǎng)概念,學(xué)習物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)知識和邏輯結(jié)構(gòu),利用動畫理解物聯(lián)網(wǎng)傳輸協(xié)議。在這個過程中,教師引導(dǎo)學(xué)生思考實施本項目的最終目的是什么,能完成什么功能、達到什么效果,以及如何更好地去實現(xiàn)。
實踐探究二:操作模擬實驗,個性學(xué)習指導(dǎo)。本探究環(huán)節(jié)需要關(guān)注學(xué)生思維的培養(yǎng),學(xué)生在實踐中進行問題分解。例如,當學(xué)生在物聯(lián)網(wǎng)平臺尋找發(fā)送的文本信息時,鼓勵學(xué)生根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的三層邏輯結(jié)構(gòu),完成檢測機制的構(gòu)建,當程序檢查調(diào)試出現(xiàn)問題時,師生一起分析原因,推測出現(xiàn)的問題及解決方案。
實踐探究三:學(xué)習平臺共享,平臺多維互動。學(xué)生觀察物聯(lián)網(wǎng)平臺與掌控板互聯(lián)反饋檢測到的氣象數(shù)據(jù),理解數(shù)據(jù)收集與存儲的實際問題,更加直觀地了解基于物聯(lián)網(wǎng)平臺完成系統(tǒng)數(shù)據(jù)的可視化。
學(xué)生在平臺中搜索、選取所需的拓展知識和課外資源進行個性化學(xué)習,在問卷星完成問卷調(diào)查,在學(xué)習手冊上記錄自己的觀點、提出建議、互動交流。最后,召開項目總結(jié)分享會,展示學(xué)生繪制的項目總結(jié)的思維導(dǎo)圖,從項目設(shè)計(如上頁表1)、實施、評價等維度進行總結(jié)評價,讓他們親身體驗物聯(lián)實時記錄、反饋控制的過程。
展示項目成果,進行反思優(yōu)化
1.展示交流,擴充創(chuàng)意
在項目實施過程中,學(xué)生可觀看、學(xué)習相關(guān)微課內(nèi)容,下載、修改程序模塊,在彼此作品交流和欣賞中迭代生成更加優(yōu)秀的作品。
2.評價提升,反思復(fù)盤
根據(jù)活動的不同階段,為學(xué)生提供評價量規(guī),“學(xué)習評價表”(如表2)中的項目作品考查的是學(xué)生能否發(fā)現(xiàn)技術(shù)點,“學(xué)習表現(xiàn)”考查能否針對問題自主探究、學(xué)習相關(guān)技術(shù)點以及和同學(xué)之間的互動交流?!白髌贩窒黻愂霰怼保ㄈ绫?)考查的是學(xué)生對項目的梳理、反思與探討。鼓勵學(xué)生在小組的項目探究過程中及時通過圖片、視頻進行記錄,保留本小組完整的實踐記錄,對項目實踐過程中的學(xué)習習慣、學(xué)習模式以及可改進之處,有更為直接的反思與評價。
結(jié)語
本研究證實了“在線數(shù)字氣象站”項目在提升學(xué)生信息素養(yǎng)方面的有效性,并指出了教育實踐中可以采納的具體策略。例如,在實踐環(huán)節(jié),教師要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習如何一起工作、優(yōu)勢互補、理解團隊等,這將有助于他們?nèi)〉酶蟮某晒Α?/p>
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