初中信息科技跨學(xué)科主題項目的設(shè)計與實施

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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