浅谈初中信息科技学科的项目式学习 论文

2022年安徽省基础教育教育教学论文浅谈初中信息科技学科的项目式学习——以“物联网传感技术”项目学习为例 摘要：信息技术核心素养确立了四个方面，本文以“物联网传感技术”为例运用项目式学习的方式，以达成学科核心素养培养要求为目的的设计学习环节做些探讨。关键词：项目式学习学科核心素养物联网自动避障传感技术研究背景在强调提升学生核心素养的今天，选什么样的教学方式显得尤为重要。到底什么样的教学方式才能让学生的学习更有效率呢？“PBL”是基于项目式的学习，是研究性学习，综合实践课程的核心学习方式，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的过程，在这个过程中学生需要不断的进行挖掘和搜集资料，通过自己的方式，如上网搜索，实地考察等，过程中学生会不断发现新的问题，从而获得新的知识。不同于传统教学方式，对老师、对教材的过于依赖，PBL是一个将学生放在主体位置，以学生为中心，以探究为基础的过程，提倡学习的开放性，内容的实用性，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。项目式学习是以提升学生核心素养能力为重点，特别是探索和解决问题的能力。本文以“物联网传感技术”项目学习为例，分析项目式学习的设计及思考，促进信息科技学科教学模式的多样化开展。课例描述1．教材分析本课例源于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展了人们的生活、学习和工作空间。八年级整册教材采用从总到分的结构，先介绍物联网及其组成→物联网采集数据→数据传输→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术，了解传感器及其作用，以及传感器采集数据的过程，在整个教材中的起到了承上启下的作用。基于项目式学习的有关要求。笔者从教材中抽取出“物联网传感技术”的关键字，结合传感技术的应用，对课程进行了再设计，最终确定“自动避障系统”为本项目的主题，将生活中出现的新颖案例带到学生面前，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四个维度的培养要求。12022年安徽省基础教育教育教学论文2．学习者分析物联网时代，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，比如，智能音箱、智能手环、无人机等，但没有系统的认识传感技术，更是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，以新技术为例激发学生探秘积极性，在老师引导、学生自主分析、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。将项目贯穿整个课堂，最终完成避障系统的模拟。3．学习目标分析（1）通过分组探究的方式，使学生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，使学生认识到传感技术在物联网应用中的作用，学生在提出问题，分析问题，对问题进行抽象分解的过程锻炼“计算思维”核心素养。 （3）通过使用“掌控板”模拟避障系统，利用数字化学习平台将知识转化为能力开展创新活动，提高“数字化学习与创新”核心素养。 （4）通过分析自动驾驶的现状，使学生了解合理使用技术的重要性，树立正确的“数字社会责任”核心素养。4．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“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。学习流程共包括7个部分。图1项目式学习流程（1）项目准备：课间，为营造课堂氛围，播放科技视频，激发学生创新意识，为下面学习做铺垫，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：用真实情境视频特斯拉的“一键召唤”作为引入。思考一键召唤22022年安徽省基础教育教育教学论文是如何实现的，关键点在哪里。 （3）项目支持：为了让项目学习能够顺利进行，各小组学生利用老师提供的资源，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：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，模拟避障系统。（5）展示评价：组织小组展示项目作品，谈谈遇到的困难及解决问题的办法，进行自评、互评，培养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：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：播放“讨论片”，启发学生思考，自动驾驶的使用的注意事项，合理利用技术，以此提升学生信息社会责任的核心素养。5．教学情境与实施 （1）分组

①分组原则：根据乐嘉的“色彩性格学”理论，没有两个完全一样的人，但许多人有着相似特征，不同性格产生的行为互动关系及塑造个性的内容，将其他性格分析系统相互整合，赋予了“性格色彩”的概念。 红色——快乐的带动者。做任何事情的动机很大程度上是为了快乐，快乐是这些人的最大驱动力。他们积极、乐观，天赋超凡魅力，随性而又善于交际。 蓝色——最佳的执行者。持久深入的关系是他们这类人所着意建立和维系的。他们具有可贵的品质，对待朋友忠诚而诚挚，并在思想上深层次地关心和交流。 黄色——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——和平的促进者。他们的核心本质是对和谐与稳定的追求，缺乏锋芒与棱角。他们宽容透明，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，自由组合为一组。 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到项目所有的细节和影响因素，发挥集体智慧。 （2）课间氛围

稚晖君的“自动驾驶自行车”展示了从创意到成果的完整创新过程。视频中每一帧都给学生无限感官刺激。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，沉静在稚晖君的创意当中，激发学生的创新意识，也可以为下面的学习做铺垫。32022年安徽省基础教育教育教学论文 图2自动驾驶自行车

（3）实施过程

情境创设环节，首先向学生播放视频，展示“特斯拉一键召唤”的神奇效果，引导学生回顾“一键召唤”的过程：接收指令（网络）→定位终点→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——自动避障。图3一键召唤为了让学生充分理解“自动避障”的过程，笔者将随机请两位同学以“游戏”的形式模拟避障过程：甲同学遮住眼睛充当汽车，乙同学指挥，测试甲同学能不能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）→思考（如何避开障碍物）→行动（完成任务），紧接着提出问题引出这节课的主角——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于新授环节之中，教师抛出三个问题引发学生思考：①④组：常用传感器有哪些？②⑤组：物联网中传感器的应用有哪些？③⑥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也可以了解获取信息方式的多样性，认识网络共享的美妙，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，直观的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。三个问题的设置是为了通过拟人化、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。42022年安徽省基础教育教育教学论文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”为例，深入类比，从“感知-思考-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”游戏的方式，让学生在边玩边学的氛围中熟悉每个成员。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理念。此环节以项目为载体，培养学生创新意识，并认识团队合作的重要性，提高信息意识核心素养。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，提高学生的学习能力。设备调试成功以后，引导学生利用控制变量法验证数据，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。学生在完成项目的整个过程是将知识转化为能力的过程，从而落实数字化学习与创新的学科核心素养。 图3分组探究

（4）展示与评价

同学们通过动脑、动手，设计了新颖有趣的项目作品，比如“盲人拐杖”、“警示灯”等作品，这个环节为学生提供了自评和互评的机会，针对本组和他组的作品进行展示交流评价，进一步优化完善自己的作品。图4成果展示课后反思培养学生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，可以发现在项目式学习的过程中，学生积极发现问题、分析设计、动手实践和交流探讨，促进了学科核心素养的形成。但也仍存在不足，在数字化学习与创新的培养上，本课使用了掌控板套件，该套件52022年安徽省基础教育教育教学论文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，能够促进学生的能力提升。但是学生的想象和创意是无限的，因为套件中元件数目和课堂空间、时间的局限性，有些小组学生还是不能够成功实现创意作品。或许可以给学生提供更多