小學綜合實踐活動“物聯網”主題課程的開發與實施

【摘 要】綜合實踐活動是國家義務教育和普通高中課程方案規定的必修課程，與學科課程并列設置，是基礎教育課程體系的重要組成部分。綜合實踐活動要從學生的真實生活和發展需求出發，從生活情境中發現問題，并轉化為活動主題。開發“物聯網”主題活動，既源于學生的真實生活需求，又是時代發展的需要，能提升學生的創新精神與主動實踐能力，為培養適應未來社會發展的高素質人才打下基礎。

【關鍵詞】綜合實踐活動;物聯網;小學

【中圖分類號】G623.58? 【文獻標識碼】A? 【文章編號】1671-8437（2021）16-0228-02

2009年8月，中國物聯網發源地——無錫提出盡快建立中國的傳感信息中心——“感知中國”中心。支撐“感知中國”戰略的關鍵技術就是“物聯網”技術?！段锫摼W“十二五”發展規劃》圈定9大領域的重點示范工程，分別是：智能工業、智能農業、智能物流、智能交通、智能電網、智慧環保、智能安防、智能醫療、智能家居。

物聯網與人們的生活聯系密切，我國的物聯網教育早已在高校開展，很多院校設立了相關專業，而基礎教育階段對相關知識還不夠重視。只有將物聯網項目內容實行課程化、系統化教育，才能更大程度地為培養物聯網人才服務。因此，在基礎教育階段，結合學科建設，尤其是信息技術和STEM課程的內容，開發以“物聯網”為主題的綜合實踐活動校本課程，是學校課程建設的一個重要方向。

1? ?課程設置的理論和實踐依據

1.1? 國家戰略發展需要

2010年，教育部辦公廳《關于戰略性新興產業相關專業申報和審批工作的通知》指出，要加大新興產業人才培養力度，加快課程體系、教學內容、教學方法、管理與運行機制的創新，大力培養新興產業相關專業人才，以滿足國家戰略性新興產業對高素質人才的迫切需求。除了在高校開設物聯網相關專業外，在小學階段開設物聯網課程也是建設創新型國家發展戰略的需要，可以為培養適應未來社會發展的高素質人才打下基礎。

1.2? 培養核心素養，強調跨學科融合

物聯網是一門綜合性學科，知識層面涉及計算機、電子技術、數學等專業，學習方式與科學、STEM等課程也有相似之處。因此，在小學開設“物聯網”綜合實踐活動課程有利于培養和發展學生的核心素養。

1.3? 新課程的核心理念體現“以學生為中心”

物聯網知識體系的結構可以分為應用層、網絡層、感知層三個層面。鑒于小學生的專業知識儲備基礎、理解能力、學習方式以及課程標準的要求，可選擇和學生日常生活關系密切的智能家居為主題，針對現實場景設定學習任務，讓學生在交互式教學環境中主動參與學習，親身體驗物聯網技術帶來的技術革新，以激發學生的學習興趣，充分體現學生的主體作用[1]。

2? ?構建體系化的教學內容

以物聯網智能家居體驗館、智能教室、物聯網科普長廊為硬件載體，以學校名師團隊、本地物聯網企業以及國內專業課程機構共同組成的物聯網課程開發中心為核心力量，可針對五年級全體學生開設每周1課時，每學期14課時，每學年28課時的物聯網綜合實踐活動課程體系，堅持循序漸進原則，實施從認知到驗證再到設計和綜合性實驗的教學體系。

2.1? 課程場地建設

2.1.1? 物聯網智能教室及智能家居體驗館建設

如筆者所在學校，由本地物聯網企業對智能家居體驗館和智能教室進行整體規劃設計，主要配置包括智能控制終端、燈光控制系統、窗簾控制系統、家電控制系統、空氣監測、凈化系統、室內安防系統等。

2.1.2? 物聯網科普文化長廊建設

物聯網科普文化長廊內容以圖文資料為主，主要包括物聯網概念的介紹、歷史溯源、核心技術、應用領域、應用案例以及發展前景等。

2.2? 主要課程內容安排

2.2.1? 物聯網基礎知識及應用

通過課程，讓學生知道物聯網是通過各種環境感知設備，如各類傳感器、射頻識別、GPS等，按約定的協議，把“物品”與互聯網連接起來進行信息交互、通訊，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監控和管理的網絡，最終目標是實現物理世界、信息世界和人類社會的連接與融通。

學生需知道物聯網涉及四個基本層面：信息感知、信息傳輸、信息處理和領域應用、支撐應用的物聯網安全和控制理論及技術。物聯網工程專業是研究以上四個基本層面的綜合性的新專業。筆者在教學設計中，結合學生身邊的案例，基于所在學校已有的物聯網教室的硬件配置，讓學生對相關知識有初步了解和掌握。

2.2.2? 空氣凈化系統

空氣凈化是用傳感器檢測空氣中PM2.5及二氧化碳等含量，當相關物質的含量達到一定值后，系統會自動啟動凈化裝置。待空氣中有害物質含量降低到一定比值后，凈化系統會自動關閉。學生在學習過程中將學到有害物質的組成、如何對人體構成危害、專業傳感器工作和檢測原理、統計和分析相關知識、凈化裝置有關原理等知識。該主題課程包括了科學、信息、數學等相關知識[2]。

2.2.3? 煤氣泄漏監測

本主題包括了煤氣包含哪些成分、對人體有哪些危害、如何用專業傳感器檢測煤氣、達到什么比值后需要報警、報警程序如何啟動、程序如何編寫等知識，涵蓋了科學、信息（編程）、數學等有關知識。

2.2.4? 消防報警系統

消防報警從對人身安全危害最大的煙霧入手，包括對煙霧（一氧化碳為主）的檢測、煙霧的特征、如何報警、如何逃生和救援等知識，涵蓋科學、信息等學科知識。

3? ?課程實施方法

3.1? 實地考察探究

通過參觀社會相關企業，了解物聯網在生活中的運用，知道如何通過網絡實現物物相連，了解物聯網給人們生活帶來的便利，關注物聯網前景的發展，激發學生的學習興趣和求知欲，為活動的開展奠定基礎。

3.2? 項目化教學

項目式學習（Project-based Learning，簡稱PBL）是一種以學生為中心，以解決問題為核心的教學模式，讓學生從現實世界的基本問題出發，圍繞復雜的、來自真實情境的問題，以小組的形式進行較長周期的開放性探究活動，并完成一系列包括設計、計劃、問題解決、決策、作品創建以及結果交流等的學習任務，最終達成知識建構與能力提升的目標。

項目式學習培養的是學生內在的興趣、獨立思考、動手能力等，旨在教會學生如何主動學習。通過學習，學生掌握的并不是某個知識點，而是整個知識面，能鍛煉學生的綜合能力，使物聯網課程更有價值，這也是教師培養適應未來社會發展的學生最應該關注的重點。

4? ?課程預期成果

4.1? 提升學生的創新精神與主動實踐能力

（1）在物聯網的整個教學過程中穿插智能家居系統的結構和功能分析，能使學生了解物聯網課程的每一部分知識在實際工程項目中是如何運用的，教師要引導學生有目的地學習物聯網相關知識。

（2）在知識更新速度飛快的時代，學生必須具備自主學習的能力才能跟上社會發展的步伐?！拔锫摼W”主題課程的構建基于學生生活，能激發學生的學習興趣，使學生通過項目式學習養成自主學習的習慣。

（3）創新主要在現有規則的基礎上進行，學生創新能力的培養和提高需要立足于實際的學習。創新的路徑應建立在掌握基礎知識的基礎上，經過反復實踐、修改、檢驗，而這個過程能夠逐漸提升學生的實踐能力，培養其創新精神。

4.2? 形成多維度的立體的課程評測體系及評估報告

開放的評價模式包括學生自評、小組評價及教師評價，能更有效地培養學生的核心素養。多維度的評價標準包括動手能力、觀察能力、創新能力、團隊合作、語言表達、領導能力等，能以此對學生的學習進行全方位綜合評價。建立多維度的評價方法包括發展性評價維度、評價對象多元化、評價主體多樣化、多維時空評價模式。對學生的評價應利用信息化與人工智能等手段，建立過程性的、個性化的、德智體美勞全面關注的評價系統。

4.3? 促進教師隊伍成長

人工智能、物聯網時代，為適應科技的變革，教師角色應有所轉變，教師應該有一種資源整合意識，在教學中融合多學科知識，有意識提高自身的課程開發意識及課程開發能力。為響應國家“互聯網+”行動和發展人工智能的目標，學校需要有專業、優秀的教學團隊以及良好的資源供給，充分整合學校的可利用資源將美好愿景落地，用課程的研發帶動教師隊伍的成長，從而推動教育事業的發展，幫助學生更好地面向未來。

4.4? 提升學校文化品格

文化是一所學校的靈魂。很多學校都在打造體現本校特色的校園文化，物聯網體現了未來社會的發展趨勢，有助于提升校園文化的時代性和科學性。“物聯網”主題校本課程的建設著眼于“基于兒童，發展兒童”的成長目標，致力于培養具有個性化思維、現代化技能、國際化視野并能積極應對未來社會發展的精英少年，幫助學校形成指向未來、指向學生發展的教學特色，促進學校文化品格的提升。

【參考文獻】

[1]劉景福，鐘志賢.基于項目的學習（PBL）模式研究[J].外國教育研究，2002（11）.

[2]柯清超.超越與變革：翻轉課堂與項目學習[M].北京：高等教育出版社，2016.

【作者簡介】

王敏（1984～），女，漢族，江蘇宿遷人，本科，中小學一級。研究方向：綜合實踐活動及勞動教育。