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1、初中信息科技的项目式学习：以物联网传感技术项目学习为例一、背景在强调提升学生核心素养的今天，想要让学生的学习更有效率,教师到底应该采取什么样的教学方式呢？“PBL”是基于项目式的学习，是研究性学习，也是精心设计项目作品，规划和实施项目任务的过程。学生通过完成与现实生活密切相关的项目而展开探索，在这个过程中需要不断地挖掘和搜集资料，通过上网搜索、实地考察等方式不断发现新问题，从而获得新知识。不同于传统教学方式对教师与教材的过于依赖，PBL将学生放在主体位置，以学生为中心，以探究为基础，提倡学习的开放性、内容的实用性与活动的探究性，为学生营造一个轻松的学习氛围，让学习更加有效。项目式学习以提升学生
2、的核心素养为重点，特别是提升其探索问题和解决问题的能力。二、课例描述（一）教材分析本课例选自科学出版社信息科技八年级上册第二单元活动2的内容。物联网的出现极大地拓宽了人们的生活、学习和工作空间。八年级整册教材采用从总到分的结构，介绍了物联网及其组成一物联网采集数据-数据传输一数据使用。物联网采集数据应用最广泛的是识别技术和传感技术，本课例重点介绍传感技。因为传感器及其作用以及传感器采集数据的过程，在整个教材中起到了承上启下的作用。基于项目式学习的有关要求，笔者从教材中提取“物联网传感技术”这个关键词，结合传感技术的应用对课程进行再设计，最终确定“自动避障系统”为本项目的主题，将生活中出现的新鲜
3、案例介绍给学生，激发学生学习、探索的热情。同时，学生在提出问题、探究问题、解决问题的一系列学习过程中，达到信息科技学科核心素养的培养要求。（二）学情分析物联网时代，学生每天会接触各种物联网传感技术的应用，经常与传感器打交道，如智能音箱、智能手环、无人机等，但没有系统地学习传感技术，更缺乏运用传感技术解决问题的意识。所以，本课例在分组的前提下采用项目式学习，以新技术为例提高学生探索的积极性，在教师引导、学生自主分析与探索的过程中层层递进，让学生了解传感技术的作用并熟练掌握“掌控板”套件中传感器的使用，激发学生的创新意识。教师将项目贯穿整个课堂，最终引导学生完成避障系统的模拟。（三）学习目标1 .
4、通过分组探究的方式，学生能够了解传感器及其应用，认识传感技术的重要性，能根据问题准确分析信息需求，评估信息来源，辨别信息可靠性,提升自主动手解决问题、掌握核心技术的“数字意识”核心素养。2 .通过剖析“一键召唤”的过程，学生能够认识到传感技术在物联网应用中的作用，在提出问题、分析问题、解决问题的过程中锻炼“计算思维”核心素养。3 .通过使用“掌控板”模拟避障系统，学生利用数字化学习平台将知识转化为能力，提高“数字化学习与创新核心素养。4 .通过了解自动驾驶的现状，学生认识到合理使用技术的重要性,树立正确的“数字社会责任”意识。（四）项目式学习流程本课例灵活运用项目式学习，将传感器的相关知识与“
5、模拟避障系统”项目相结合，合理引导学生进行学习，通过动脑、动口、动手培养学生利用传感技术解决问题的能力。学习流程包括以下七个环节。1 .项目准备：课间，为营造课堂氛围，教师播放科技视频，激发学生创新意识，为下面的学习做铺垫，同时让刚进入教室的学生快速进入上课状态。分发导学案等学习资源，并按照颜色方案进行分组。2 .项目引入（4分钟）：用某汽车品牌“一键召唤”的真实视频情境作为引入。思考一键召唤是如何实现的，关键点在哪里。3 .项目支持（9分钟）：为了让项目学习能够顺利进行，各小组学生利用教师提供的资源，采用不同的方式，如微视频、导学案等自主学习，了解项目的相关知识与背景。4 .项目实施（21分
6、钟）：学生自主设计项目方案，并利用“掌控板”套件选取合适的元件，尝试模拟避障系统。5 .展示评价（4分钟）：组织小组展示项目作品，让学生分享遇到的困难及解决问题的办法，并进行自评、互评，以此锻炼学生的交流表达能力。教师对学生进行评价，重点从行为养成、学习内容、学习兴趣三个方面进行。6 .项目小结（3分钟）：利用思维导图和学生一起梳理这节课的内容，出示板书，结束这节课的学习。7 .项目拓展（4分钟）：播放“讨论片”，启发学生思考自动驾驶的注意事项，合理利用技术，以此提升学生“数字社会责任”的核心素养。（五）教学情境与实施1 .分组（1）分组原则：世上没有完全一样的两个人，但很多人有着相似的特征。
7、结合不同性格产生的行为互动关系及塑造个性的因素，并与其他性格分析系统相互整合，“性格色彩”理论产生，并认为：红色代表快乐的带动者。快乐是他们做任何事情的最大动机,快乐是这些人最大的驱动力。他们积极、乐观，天赋超凡，富有魅力，随性而又善于交际。蓝色代表最佳的执行者。这类人注意建立和维系持久深入的关系。他们具有可贵的品质，对待朋友忠诚而真挚，并能在思想上真正做到关心和交流。黄色代表有力的指挥者。这一类人深层次的驱动力来自对目标的实现和完成。他们一般都具有前瞻性和领导能力，通常都有很强的责任感、决策力和自信心。绿色代表和平的促进者。对和谐与稳定的追求是他们最核心的本质，缺乏一些锋芒与棱角。他们宽容、
8、透明，通常都非常友善，适应性强，是很好的倾听者。（2）根据班级人数及彩条抽签的方式确定每组人数，每组以6人为宜。事先笔者将准备红、蓝、绿3种颜色的色卡，让学生自主选择，并按照“2红、2蓝、2绿”的方式，有机组合为一组。（3）推选组长。组长要具有一定的执行力和调度能力，能呼吁、督促小组成员开动脑筋考虑项目所有的细节和影响因素，发挥集体的智慧。2 .课间氛围如郑同学的“自动驾驶自行车”展示了从创意到成果的完整创新过程，视频中的每一帧都带给学生很大的感官刺激。教师在课间播放此视频，既可以让刚进入教室的学生快速安静下来，沉浸在郑同学的创意中，又可以为下面的学习做铺垫。3 .实施过程在创设情境环节，教师
9、首先向学生播放视频，展示“一键召唤”的神奇效果，引导学生回顾“一键召唤”的过程：接收指令（网络）一定位终点f自动避障，使学生认识到“自动避障”在“一键召唤”整个环节中的重要作用，确定这节课的项目一一自动避障。为了让学生充分理解“自动避障”的过程，笔者随机请两位学生以“游戏”的形式模拟避障过程：甲生遮住眼睛充当汽车，乙生指挥，测试甲生能否通过听指令避开障碍物走到指定区域。学生通过分析，可以回答出避障的过程：检测（障碍物）一思考（如何避开障碍物）一行动（完成任务），紧接着提出问题，引出这节课的主角一一传感器。整个分析过程层层递进，让学生充分认识到传感技术在物联网中的重要性。分析、设计和实施项目贯穿
10、于新授环节，教师抛出三个问题引发学生探究:组：常用传感器有哪些？组：物联网中传感器的应用有哪些？组：用于避障的传感器是怎么工作的？每个问题分配给不同的小组，每组采用导学案、视频和网络搜索三种不同的方式去探究。学生在探究、汇报的过程中既可以培养收集信息的能力，又可以了解获取信息的各种方式，认识网络共享的奇妙之处，提高信息意识核心素养。第一个问题：引导学生利用人的五官，直观地理解传感器及其作用；第二个问题：直接将学生提取、汇总的表格上传到电脑上，采用分享、讨论的方式，引导学生充分认识传感技术是物联网感知世界的基础；第三个问题将学生的目光聚焦到超声波传感器上，了解超声波传感器的工作方式。这三个问题通
11、过小组探究、讨论的方式使学生了解项目的相关知识，突破这节课的重点。项目实施的过程安排了两个活动：一是认识掌控板套件，以我们熟悉的“人体”进行深入类比，从“感知一思考一执行”三个角度,认识传感器、掌控板和执行器的作用，然后和学生一起找一找哪些是感官，哪些是手脚。通过“匹配”的游戏让学生在边玩边学中熟悉每个成员。二是设计制作项目，组织学生分组讨论，设计项目方案，选择合适的元件并阐述设计理念。此环节以项目为载体，培养学生的创新意识，使学生认识到团队合作的重要性。学生参考导学案及微课进行合作探究，在调试设备的过程中自己发现问题、解决问题，从而提高学习能力。设备调试成功以后，教师引导学生利用控制变量法验
12、证数据，找出条件值和传感器感知范围的关系，培养学生的探究意识。学生完成项目的整个过程是将知识转化为能力的过程，从而提升学生数字化学习与创新能力。4 .展示与评价学生通过动脑、动手，设计了新颖有趣的项目作品，如“盲人拐杖”“警示灯”等，这个环节为学生提供了自评和互评的机会，使学生针对本组和他组的作品进行展示、交流、评价，进一步优化自己的作品。三、课后反思教师培养学生的学科核心素养是一个潜移默化的过程。基于本课的设计思路，我们可以发现在项目式学习过程中，学生积极发现问题、分析设计、动手实践和交流探讨，促进了其学科核心素养的形成。但本课仍存在不足，总结起来有以下几点。1 .在数字化学习与创新的培养上
13、，本课使用了掌控板套件，该套件是一个专门培养学生创新意识的学习平台，让学生体会到数字化学习的魅力，能够提升学生的能力。虽然学生的想象力和创意是无限的,但是受套件中元件数目和课堂空间、时间的限制，有些小组不能成功做出创意作品。所以，教师可以给学生提供更多的学习工具，丰富课堂资源。2 .有些要求落实不到位，影响了项目实施效果。比如，有的学生不按照要求来做，自始至终没有上交作品，我考虑到时间问题，只是将平时作业扣分作为惩罚，没有达到惩罚的效果。此外，总有一些学生不按照要求完成作品，我也没有严格要求这些学生做到。以后，我对学生要更严格，寻找更有效的方法来应对学生的各种状况。3 .项目细节还需完善，应精
14、益求精。每个环节的完成虽然差强人意，但是对每个环节的总结不到位，没有起到表扬先进、鼓励后进的作用。因为时间关系，各个环节都很匆忙，以后应该加强每个环节的设计，体现设计感与仪式感，营造良好的氛围。4 .要充分发挥班级优化大师的作用。七年级的学生，对教师的奖励和惩罚大多很在意，教师要充分利用他们的这种心理，加强管理,利用好班级优化大师的日常奖惩功能，加大奖惩力度，让他们认识到奖惩是严肃的事情，从而让他们端正态度并养成良好的习惯。5 .注意创造安全、稳定的信息化学习环境，保存好过程性资料。电脑有时蓝屏或死机，导致学生作品无法安全保存，也无法顺利传输,会严重影响学生学习的积极性。教师也要注意保存过程性资料，如在学生活动时多拍点照片，备份成品和半成品等。信息技术学科的知识覆盖面广，未来还需要更加深入地探索。学校和教师只有本着教育的初心，才能够完成立德树人的使命。
