《走近物聯(lián)網(wǎng)》教學(xué)設(shè)計(jì)

王紅蘭++陳曉祥++曹恒來

● 學(xué)習(xí)對象分析

本課的學(xué)習(xí)對象是小學(xué)五年級學(xué)生，這個年齡段的學(xué)生生性活潑、好奇心強(qiáng)，觀察和分析能力較中年級時有了很大的提高，對事物的認(rèn)知正逐步從形象思維向抽象思維過渡。具備了一定的合作學(xué)習(xí)能力，恰到好處的分工合作，能讓每一位學(xué)生在合作中凸顯自己的作用，感受自己存在的價值，在合作中體會團(tuán)隊(duì)的力量，領(lǐng)會組內(nèi)互助的意義。

21世紀(jì)以來，互聯(lián)網(wǎng)迅猛發(fā)展，五年級的學(xué)生一直在互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中成長，對互聯(lián)網(wǎng)的學(xué)習(xí)、娛樂、交流等功能有一定的體會。雖然物聯(lián)網(wǎng)是一個全新的概念，但在日常生活中，學(xué)生都或多或少地接觸過物聯(lián)網(wǎng)，如運(yùn)用手機(jī)“我查查”比價等，卻不知道這就是物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，這些體驗(yàn)都將有助于學(xué)生理解物聯(lián)網(wǎng)的概念。

● 教材分析

“走近物聯(lián)網(wǎng)”是蘇科版小學(xué)信息技術(shù)拓展模塊III“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)”學(xué)習(xí)單元的起始課。本節(jié)課主要學(xué)習(xí)內(nèi)容有：①物聯(lián)網(wǎng)概念：通過電子傳感器、電子標(biāo)簽、攝像頭等設(shè)備，將所有物品和互聯(lián)網(wǎng)相連，實(shí)現(xiàn)物物相連，以方便識別、管理和控制；②物聯(lián)網(wǎng)特征：全面感知、可靠傳輸、智能處理；③物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用：廣泛應(yīng)用于智能家居、智能安防、智能醫(yī)療、智能交通等各個領(lǐng)域。這三個學(xué)習(xí)內(nèi)容層層遞進(jìn)，環(huán)環(huán)相扣。

● 教學(xué)目標(biāo)

知識與技能目標(biāo)：了解物聯(lián)網(wǎng)的概念；能描述物聯(lián)網(wǎng)的基本特征，如全面感知、可靠傳輸、智能處理；能體會生活中常見的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，如“我查查”、智能攝像頭等。

過程與方法目標(biāo)：在理解物聯(lián)網(wǎng)特征的過程中，體會實(shí)驗(yàn)—分析—理解的學(xué)習(xí)方法。體會“分工”和“協(xié)作”，感受合作的意義和團(tuán)隊(duì)的力量。

情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)：在“體驗(yàn)物聯(lián)網(wǎng)生活”的過程中，感受物聯(lián)網(wǎng)生活帶來的便捷。

● 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

重點(diǎn)：物聯(lián)網(wǎng)概念及應(yīng)用。

難點(diǎn)：物聯(lián)網(wǎng)的基本特征。

● 教學(xué)策略

“物聯(lián)網(wǎng)”對學(xué)生而言，是一個全新的概念，概念的建構(gòu)需要一步步累積，從表層到內(nèi)涵逐步豐富。在了解其基本含義的基礎(chǔ)上，才能理解其特征，領(lǐng)會其應(yīng)用。概念、特征、應(yīng)用三個學(xué)習(xí)內(nèi)容屬于層層遞進(jìn)的關(guān)系，所以設(shè)計(jì)了層層遞進(jìn)的（初步感知，認(rèn)識物聯(lián)網(wǎng)—動手實(shí)踐，理解物聯(lián)網(wǎng)—智慧生活，體驗(yàn)物聯(lián)網(wǎng)—暢想未來，展望物聯(lián)網(wǎng)—思維導(dǎo)圖，總結(jié)物聯(lián)網(wǎng)）的學(xué)習(xí)過程，讓學(xué)生經(jīng)歷遠(yuǎn)觀—近瞧—進(jìn)入—展望—總結(jié)的學(xué)習(xí)過程，讓學(xué)生在做中學(xué)，學(xué)中思，真正創(chuàng)設(shè)“以學(xué)生為中心”的學(xué)習(xí)情境。

● 教學(xué)預(yù)設(shè)

1.課前談話，回顧互聯(lián)網(wǎng)

師：同學(xué)們，你們用過互聯(lián)網(wǎng)嗎？用互聯(lián)網(wǎng)做什么呢？

生：查資料、玩游戲、上QQ……

師：你的父母用互聯(lián)網(wǎng)做什么呢？

生：工作、購物、聊天……

師：互聯(lián)網(wǎng)為我們提供了虛擬的學(xué)習(xí)和娛樂的空間，實(shí)現(xiàn)了人與人之間零距離的溝通。

設(shè)計(jì)意圖：熟悉而又感興趣的話題，容易激起學(xué)生的共鳴，使之產(chǎn)生愉悅的情感體驗(yàn)。用上網(wǎng)這個話題進(jìn)行簡單的課前談話，活躍氣氛，讓學(xué)生以飽滿的熱情投入到學(xué)習(xí)中來。而互聯(lián)網(wǎng)又是物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)，談?wù)撨@個話題又為物聯(lián)網(wǎng)的學(xué)習(xí)作好鋪墊。

2.初步感知，認(rèn)識物聯(lián)網(wǎng)

師：你們想知道老師最近用互聯(lián)網(wǎng)做什么了嗎？

活動1：遠(yuǎn)程監(jiān)控，感受物聯(lián)網(wǎng)。

遠(yuǎn)程互動：將手機(jī)屏幕投射到學(xué)生機(jī)屏幕上，在手機(jī)上打開“小蟻攝像頭”程序，遠(yuǎn)程連接，介紹這是老師的家，和家里的人打招呼……

師：老師用互聯(lián)網(wǎng)做什么了？（遠(yuǎn)程視頻、遠(yuǎn)程監(jiān)控）是的，那老師家里肯定有個什么設(shè)備？（智能攝像頭）對，它就是我的千里眼和順風(fēng)耳，我可以通過互聯(lián)網(wǎng)，隨時查看家里的情況，不用擔(dān)心安全問題。手機(jī)，就是我的另一個智能大腦。老師剛才已經(jīng)用互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了一個新的領(lǐng)域的應(yīng)用，這個領(lǐng)域叫物聯(lián)網(wǎng)。今天，就讓我們一起走近物聯(lián)網(wǎng)的世界：①看到“物聯(lián)網(wǎng)”這個名字，你感覺是個什么樣的網(wǎng)？②物聯(lián)網(wǎng)的英文是Internet of Things（IOT），看到這個英文名，你能判斷出物聯(lián)網(wǎng)中的“物”通過什么相連的？

設(shè)計(jì)意圖：遠(yuǎn)程監(jiān)控在家庭中還未普及，學(xué)生的知曉率還不高，用手機(jī)遠(yuǎn)程連接智能攝像頭進(jìn)行場內(nèi)外互動，有效激發(fā)了學(xué)生的興趣，同時和后面學(xué)習(xí)“物聯(lián)網(wǎng)的特征”遙相呼應(yīng)。“物聯(lián)網(wǎng)”這個概念，對學(xué)生而言是陌生的，但“互聯(lián)網(wǎng)”卻是非常熟悉的，此處采用知識遷移引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)中文名猜想“物聯(lián)網(wǎng)是物物相連的網(wǎng)絡(luò)”，再根據(jù)英文名判斷通過“互聯(lián)網(wǎng)”相連，初步建構(gòu)物聯(lián)網(wǎng)的概念。

活動2：視頻學(xué)習(xí)，了解物聯(lián)網(wǎng)。

師：這些物是怎樣連入互聯(lián)網(wǎng)的呢？請大家，邊看邊思考以下問題（如上頁圖1）。

①智能空調(diào)為什么能感受到人的移動？（安裝了紅外傳感器和超聲波傳感器）

②智能冰箱為什么通過顯示屏就可以知道冰箱里的庫存食物？（食物上有電子標(biāo)簽）

③怎么知道產(chǎn)品的產(chǎn)地、價格等信息？（二維碼和條形碼）

師：老師的家是通過什么連入互聯(lián)網(wǎng)，讓老師的手機(jī)可以看到家里的情況？（攝像頭）

小結(jié)，完善物聯(lián)網(wǎng)概念：通過電子傳感器、電子標(biāo)簽、二維碼、條形碼、攝像頭等設(shè)備，將所有物品與互聯(lián)網(wǎng)相連，實(shí)現(xiàn)物物相連，以方便識別、管理和控制。

設(shè)計(jì)意圖：物聯(lián)網(wǎng)中的“物”是智能的物，通過觀看微視頻，幫助學(xué)生理解正是電子傳感器、電子標(biāo)簽、二維碼、條形碼等才使得這些物“擁有理解和傳輸信息的能力”，從而成為智能的物，再回顧遠(yuǎn)程監(jiān)控的應(yīng)用，進(jìn)一步充實(shí)“物”的概念，理解物聯(lián)網(wǎng)的目的是為了方便識別、管理和控制（如上頁圖2）。

3.動手實(shí)踐，理解物聯(lián)網(wǎng)

師：這些物體是如何進(jìn)行識別、管理和控制的呢？我們通過實(shí)驗(yàn)來體會一下。

活動3：小組合作，理解物聯(lián)網(wǎng)特征。

①指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)，明確步驟。

實(shí)驗(yàn)分三步走。第一步，在組長的帶領(lǐng)下，對照實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)單了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，認(rèn)識實(shí)驗(yàn)器材；第二步，根據(jù)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)單，分工做好實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備；第三步，教師設(shè)置關(guān)聯(lián)，合作完成實(shí)驗(yàn)過程，填寫實(shí)驗(yàn)結(jié)果（如圖3）。

②分組活動，感受物聯(lián)網(wǎng)工作過程。

③分組匯報(bào)：實(shí)驗(yàn)內(nèi)容、結(jié)果。

④引導(dǎo)類比：物聯(lián)網(wǎng)的工作過程相當(dāng)于一個人在智慧地處理問題（如圖4）。

⑤總結(jié)特征：全面感知、可靠傳輸、智能處理。

設(shè)計(jì)意圖：初步感知物聯(lián)網(wǎng)后，學(xué)生對物聯(lián)網(wǎng)的認(rèn)識僅僅停留在概念層面，還不能理解物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)。借助于實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親身體驗(yàn)物聯(lián)網(wǎng)“感知—傳輸—處理”的工作過程，再將其與“人處理信息的過程”進(jìn)行類比，得出物聯(lián)網(wǎng)“全面感知、可靠傳輸、智能處理”三個基本特征，變抽象為形象，從而深刻理解物聯(lián)網(wǎng)的工作過程。

4.智慧生活，體驗(yàn)物聯(lián)網(wǎng)

活動4：線上體驗(yàn)，交流感受。

師：物聯(lián)網(wǎng)生活是什么樣的呢？打開桌面上的“物聯(lián)網(wǎng)智慧生活線上體驗(yàn)館”（http：//www.iniot.cn/jiajuanquan.aspx）快捷方式，一起體驗(yàn)物聯(lián)網(wǎng)開啟的智慧生活。

小組自由選擇5個體驗(yàn)主題中的一個，體驗(yàn)要求：

①在選定的主題下，組內(nèi)成員選擇不同的場景體驗(yàn)。

②組內(nèi)交流：說說你體驗(yàn)了什么場景。

③全班交流：小組推薦一名組員說說你們組認(rèn)為最智慧的場景。

設(shè)計(jì)意圖：智慧的物聯(lián)網(wǎng)生活還沒有普及，學(xué)生生活中的體驗(yàn)尚少，不能對物聯(lián)網(wǎng)形成一個整體的認(rèn)識，感受不到物聯(lián)網(wǎng)生活帶來的便捷。線上體驗(yàn)館提供了5個主題多個場景的體驗(yàn)，讓學(xué)生選擇自己喜歡的場景進(jìn)行體驗(yàn)，并進(jìn)行組內(nèi)交流、小組匯報(bào)，全面感受物聯(lián)網(wǎng)給生活帶來的巨大變化。再由線上到線下，感受物聯(lián)網(wǎng)已悄然進(jìn)入我們的生活。

5.暢想未來，展望物聯(lián)網(wǎng)

師：如果你是物聯(lián)網(wǎng)工程師，你最想做的事是什么？（播放視頻）10年、20年以后，物聯(lián)網(wǎng)下的我們會怎么生活呢？老師從你們的驚訝聲中聽出了你們對物聯(lián)網(wǎng)生活的期待，而老師更對你們充滿了期待。因?yàn)槲覉?jiān)信未來在你們手中，未來由你們掌控，老師期待智慧的你們，能為大家創(chuàng)造出更智慧的生活方式。

設(shè)計(jì)意圖：心中有藍(lán)圖，天地更寬闊。讓學(xué)生滿懷憧憬，并朝這個方向努力，著眼于學(xué)生的終身發(fā)展。再通過未來物聯(lián)網(wǎng)生活視頻的播放，讓學(xué)生深度感受“物聯(lián)網(wǎng)”給人們生活帶來的便捷，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生學(xué)好“物聯(lián)網(wǎng)”的決心。

6.思維導(dǎo)圖，總結(jié)物聯(lián)網(wǎng)

師總結(jié)：用思維導(dǎo)圖理清物聯(lián)網(wǎng)的概念、特征、應(yīng)用和前景（如圖5）。

設(shè)計(jì)意圖：思維導(dǎo)圖可以讓學(xué)生迅速產(chǎn)生“頭腦風(fēng)暴”般的體驗(yàn)，將本節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容迅速串聯(lián)起來，理清物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)知識，并內(nèi)化知識。

點(diǎn) 評

本課是一節(jié)以陳述性技術(shù)知識為主的信息技術(shù)課。陳述性技術(shù)知識雖然在小學(xué)信息技術(shù)課中所占比例不大，卻是信息技術(shù)教學(xué)的一個難點(diǎn)。就“走近物聯(lián)網(wǎng)”這一課而言，往往采用“講授—復(fù)述”的方法來向?qū)W生講解物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)的概念和應(yīng)用，并沒有關(guān)注學(xué)生是否真正理解，導(dǎo)致的結(jié)果就是學(xué)生不是“走近”物聯(lián)網(wǎng)，而是離“物聯(lián)網(wǎng)”越來越遠(yuǎn)。為了克服以往陳述性技術(shù)知識教學(xué)中的不足，幫助學(xué)生在充分理解的基礎(chǔ)上掌握物聯(lián)網(wǎng)的知識，執(zhí)教教師做了多方面的嘗試：

一是巧用微視頻，解讀抽象概念。微視頻作為一種可以有效呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的媒體形式，有著強(qiáng)烈的視覺沖擊效果，有利于學(xué)生對復(fù)雜知識的理解。物聯(lián)網(wǎng)中的物是如何連入互聯(lián)網(wǎng)的呢？執(zhí)教教師精心剪輯了一段介紹物聯(lián)網(wǎng)的微視頻，學(xué)生帶著問題看完視頻后，在交流匯報(bào)的過程中充實(shí)了“物”的概念，逐步理解物聯(lián)網(wǎng)中的“物”是智能的物，從而完成知識的建構(gòu)。

二是開展體驗(yàn)活動，深化概念理解。人類獲取知識的途徑主要有直接獲取和間接獲取，通過實(shí)驗(yàn)器材讓學(xué)生從自身感官直接獲取知識，是人與生俱來的技能，更能引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。執(zhí)教教師精選“海爾Smart Care智能家居套裝系統(tǒng)”讓學(xué)生體驗(yàn)、感受物聯(lián)網(wǎng)的“感知—傳輸—處理”工作過程，幫助學(xué)生進(jìn)一步理解物聯(lián)網(wǎng)。在此基礎(chǔ)上，借助“物聯(lián)網(wǎng)智慧生活線上體驗(yàn)館”，讓學(xué)生選擇自己喜歡的場景進(jìn)行體驗(yàn)，全面感受物聯(lián)網(wǎng)給生活帶來的巨大變化。

三是積極類比，化抽象為具體。類比教學(xué)法就是通過與教學(xué)內(nèi)容相似或相通并且與學(xué)生較熟悉的事物作類比，以建立知識模型，使抽象問題具體化，復(fù)雜問題簡單化，進(jìn)而幫助學(xué)生理解新知識。執(zhí)教教師帶領(lǐng)學(xué)生親身體驗(yàn)物聯(lián)網(wǎng)的工作過程后，將其與“人處理信息的過程”進(jìn)行類比，得出物聯(lián)網(wǎng)“全面感知、可靠傳輸、智能處理”三個基本特征，從而幫助學(xué)生深刻理解物聯(lián)網(wǎng)的本質(zhì)。

四是搭建“實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)單”探究支架，提高活動的有效性。本課中，執(zhí)教教師為每一小組的實(shí)驗(yàn)活動均設(shè)計(jì)了不同的“實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)單”，小組成員在“實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)單”的指引下，認(rèn)識實(shí)驗(yàn)器材，熟悉實(shí)驗(yàn)要求，關(guān)聯(lián)實(shí)驗(yàn)器材，經(jīng)歷實(shí)驗(yàn)過程并填寫實(shí)驗(yàn)結(jié)果。避免學(xué)生漫無目的反復(fù)嘗試，提高了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的效率，使得探究更加有效。