基于概念模型構(gòu)建的初中物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)探索

摘要：概念模型是人對(duì)外部世界的內(nèi)在表征。概念模型構(gòu)建是學(xué)生在真實(shí)情境中建構(gòu)知識(shí)體系的有效路徑、在問(wèn)題解決中深度學(xué)習(xí)各類(lèi)概念的有力策略。本文以浙江教育出版社出版的義務(wù)教育信息科技教科書(shū)七年級(jí)下第12課《物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的匯集與使用》的教學(xué)為例，根據(jù)學(xué)生認(rèn)知發(fā)展邏輯探討“物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐與探索”模塊概念模型構(gòu)建的路徑——先分析物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)功能，提煉核心問(wèn)題，促進(jìn)概念的形成；再聯(lián)結(jié)概念，表征樸素概念模型，規(guī)范描述概念關(guān)系；最后搭建物聯(lián)系統(tǒng)原型，解構(gòu)迷思概念，迭代概念模型。

關(guān)鍵詞：概念模型；迷思概念；物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 論文編號(hào)：1674-2117（2024）21-0023-05

《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“新課標(biāo)”）指出，“信息科技課程的教學(xué)要以培養(yǎng)學(xué)生數(shù)字素養(yǎng)與技能為目標(biāo)，以學(xué)生已有的知識(shí)、技能和經(jīng)驗(yàn)為起點(diǎn)，遵循學(xué)生學(xué)習(xí)規(guī)律，系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)”。本文基于浙教版七年級(jí)下冊(cè)的“物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐與探索”模塊教學(xué)，按照“單元→課時(shí)”的思路梳理知識(shí)體系，著手構(gòu)建概念模型，并引導(dǎo)學(xué)生在技術(shù)模型中消除迷思概念，促進(jìn)其認(rèn)知結(jié)構(gòu)化。

概念模型的構(gòu)建路徑

概念模型是在人的心理上對(duì)事物或事物運(yùn)作模式的一種理解，即對(duì)外部世界的內(nèi)在表征，包括概念關(guān)系、時(shí)序等元素。在概念模型的構(gòu)建過(guò)程中，學(xué)生能夠梳理新知之間的關(guān)系，在學(xué)習(xí)過(guò)程中形成清晰的知識(shí)框架，還能夠在已知與新知之間建立緊密聯(lián)系。

用“冰山模型”能很好地闡釋“物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐與探索”概念模型的構(gòu)建，如圖1所示。技術(shù)模型僅是冰山浮出水面的部分，它是概念模型在信息現(xiàn)象中的具體表現(xiàn)，能涵蓋物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)的多種形式，如搭建物聯(lián)系統(tǒng)原型、設(shè)計(jì)流程圖、編寫(xiě)程序代碼等。而概念模型則隱藏在水面之下，能夠映射技術(shù)模型的深層含義。概念模型的構(gòu)建過(guò)程具有逐步發(fā)展的特點(diǎn)，通常可由多個(gè)步驟構(gòu)成路徑。根據(jù)學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律探討物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)，概念模型構(gòu)建的路徑包括：分析物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)功能，提煉核心問(wèn)題，促進(jìn)概念的形成；聯(lián)結(jié)概念，表征樸素概念模型，規(guī)范描述概念關(guān)系；搭建物聯(lián)系統(tǒng)原型，解構(gòu)迷思概念，迭代概念模型。實(shí)施三步路徑，旨在有效引導(dǎo)學(xué)生深度學(xué)習(xí)各類(lèi)知識(shí)，幫助他們構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)的概念模型。

基于概念模型構(gòu)建的教學(xué)實(shí)踐策略

概念模型構(gòu)建是學(xué)生在真實(shí)情境中建構(gòu)知識(shí)體系的有效路徑、在問(wèn)題解決中深度學(xué)習(xí)各類(lèi)概念的有力策略。本文以《物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的匯集與使用》一課的教學(xué)為例，闡述基于概念模型逐步構(gòu)建的教學(xué)實(shí)踐策略。

1.分析物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)功能，提煉核心問(wèn)題，促進(jìn)概念的形成

模型構(gòu)建的核心在于提煉出能夠貫穿整個(gè)課堂教學(xué)過(guò)程的核心問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行持續(xù)的深度學(xué)習(xí)。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)承載著物聯(lián)網(wǎng)基本原理與功能，是信息現(xiàn)象在課堂中的映射，分析其功能既能緊緊扣住學(xué)生對(duì)信息社會(huì)的好奇心，又能基于信息科技課程的核心素養(yǎng)發(fā)展要求和學(xué)生的現(xiàn)有知識(shí)結(jié)構(gòu)抽象出與之相適應(yīng)的核心問(wèn)題。

（1）以望遠(yuǎn)鏡思維審視物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)功能，聚焦概念內(nèi)容核心

在以望遠(yuǎn)鏡思維審視物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，探討單元物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的功能、其子系統(tǒng)的構(gòu)成及其各自功能時(shí)，教師要宏觀分析本單元在物聯(lián)網(wǎng)教學(xué)中的地位和作用，細(xì)致梳理本單元的內(nèi)容組成，并明確《物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的匯集與使用》課時(shí)內(nèi)容在單元教學(xué)中的定位和意義，引領(lǐng)學(xué)生從整體上理解單元物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)作機(jī)制，從而聚焦概念內(nèi)容的核心。

“物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的匯集與使用”屬于“物聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新應(yīng)用”部分的教學(xué)，旨在探索物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)的采集、處理、反饋控制等基本功能，體驗(yàn)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)及人工智能的關(guān)系。因此，筆者結(jié)合單元內(nèi)容和區(qū)域?qū)嶒?yàn)資源，對(duì)教學(xué)資源各課時(shí)的內(nèi)容進(jìn)行整合，以智慧農(nóng)場(chǎng)作為本單元物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的教學(xué)實(shí)例，它由溫控系統(tǒng)、灌溉系統(tǒng)和光照系統(tǒng)構(gòu)成。

溫控系統(tǒng)作為首個(gè)子系統(tǒng)，可進(jìn)一步拆分為環(huán)境溫度的獲取和通風(fēng)降溫兩個(gè)部分。學(xué)生學(xué)習(xí)使用實(shí)驗(yàn)板套件搭建物聯(lián)系統(tǒng)原型，并編寫(xiě)mPython代碼以實(shí)現(xiàn)通過(guò)外接溫度傳感器獲取環(huán)境溫度，利用電機(jī)和風(fēng)扇執(zhí)行通風(fēng)降溫兩大功能。灌溉系統(tǒng)是溫控系統(tǒng)的拓展，在搭建系統(tǒng)原型并實(shí)現(xiàn)其功能的過(guò)程中，加深學(xué)生對(duì)控制和反饋的體驗(yàn)和理解。光照系統(tǒng)將落地在《物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的匯集與使用》這一課時(shí)的教學(xué)中，學(xué)生將學(xué)習(xí)無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)協(xié)議在物聯(lián)網(wǎng)通信中的應(yīng)用，并進(jìn)一步明晰物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)在物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)實(shí)時(shí)呈現(xiàn)終端數(shù)據(jù)。通過(guò)制作智慧農(nóng)場(chǎng)原型，學(xué)生深入探索物聯(lián)網(wǎng)的架構(gòu)，更深刻地掌握物聯(lián)網(wǎng)的核心技術(shù)。

（2）以放大鏡思維剖析物聯(lián)網(wǎng)子系統(tǒng)功能，構(gòu)架概念知識(shí)結(jié)構(gòu)

在確定了光照系統(tǒng)在單元物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中的地位和學(xué)業(yè)要求后，教師仍需要深入探討《物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的匯集與使用》課時(shí)教學(xué)包含的知識(shí)點(diǎn)，以及這些知識(shí)的價(jià)值和應(yīng)用場(chǎng)景。換句話(huà)說(shuō)，學(xué)生要明確學(xué)習(xí)這些概念的必要性，以及他們要如何有意義地建構(gòu)這些概念。運(yùn)用放大鏡思維，引導(dǎo)學(xué)生抽象并分析物聯(lián)系統(tǒng)原型功能，并探究數(shù)據(jù)在光照系統(tǒng)中的流轉(zhuǎn)行程。

在教學(xué)中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生在mPython中運(yùn)行光照系統(tǒng)代碼，讀取實(shí)驗(yàn)板上呈現(xiàn)的光照數(shù)據(jù)值。然后思考：如何可視化上一時(shí)刻的數(shù)據(jù)？帶著這一疑問(wèn)，學(xué)生解構(gòu)光照系統(tǒng)的功能：通過(guò)內(nèi)置光照傳感器獲取連續(xù)的環(huán)境光照強(qiáng)度值；通過(guò)設(shè)定光照強(qiáng)度閾值，利用燈帶執(zhí)行補(bǔ)光功能。再分析系統(tǒng)功能，學(xué)生概括出該物聯(lián)系統(tǒng)原型包含的知識(shí)點(diǎn)，如各類(lèi)傳感器、MQTT協(xié)議、Wi-Fi技術(shù)、批處理、流處理、數(shù)據(jù)的匯集及數(shù)據(jù)的使用等。另外，光照系統(tǒng)原型要實(shí)現(xiàn)“傳感器采集農(nóng)場(chǎng)環(huán)境的光照強(qiáng)度值”的功能，并將數(shù)據(jù)顯示在實(shí)驗(yàn)板和物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上，最后再根據(jù)連續(xù)數(shù)據(jù)，控制農(nóng)場(chǎng)環(huán)境的光照強(qiáng)度。

（3）識(shí)別與界定核心問(wèn)題，設(shè)計(jì)概念模型要素

核心問(wèn)題的識(shí)別與界定是學(xué)生解決為植物提供合適光照強(qiáng)度問(wèn)題的基礎(chǔ)，它決定了學(xué)生學(xué)習(xí)的方向和有效性。上述綜合運(yùn)用了望遠(yuǎn)鏡和放大鏡兩種思維，學(xué)生從“單元→課時(shí)”逐層整理概念，識(shí)別相關(guān)的關(guān)鍵問(wèn)題。例如，圍繞數(shù)據(jù)的生命周期，梳理智慧農(nóng)場(chǎng)的功能和構(gòu)成，學(xué)生識(shí)別出以下關(guān)鍵問(wèn)題：①如何有效地采集環(huán)境中的光照數(shù)據(jù)？②數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中如何保證準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性？③如何處理和分析采集到的大量數(shù)據(jù)？④如何區(qū)分正常與異常的光照數(shù)據(jù)？在出現(xiàn)異常情況時(shí)，如何采取措施，實(shí)現(xiàn)對(duì)植物的遮光或補(bǔ)光？

分析上述問(wèn)題的歸屬點(diǎn)和技術(shù)需求，學(xué)生能夠歸納出兩個(gè)問(wèn)題鏈：一是如何使用Wi-Fi技術(shù)連接終端設(shè)備和互聯(lián)網(wǎng)；二是如何設(shè)置MQTT參數(shù)對(duì)話(huà)終端設(shè)備和物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)。通過(guò)將兩個(gè)問(wèn)題鏈具化到真實(shí)情境中，便可提煉出核心問(wèn)題：如何通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)匯集并應(yīng)用光照數(shù)據(jù)？此問(wèn)題將貫穿在課堂學(xué)習(xí)中，成為學(xué)生構(gòu)建的概念模型中心。

2.聯(lián)結(jié)概念，表征樸素概念模型，規(guī)范描述概念關(guān)系

樸素概念模型用于描述和理解信息現(xiàn)象的基本概念及其相互關(guān)系，核心問(wèn)題占據(jù)中心位置。從核心問(wèn)題出發(fā)，使用符號(hào)、表格、圖示等手段連接知識(shí)來(lái)表征概念。表征樸素概念模型的主要目的是對(duì)眾多問(wèn)題化繁為簡(jiǎn)，剔除學(xué)生已經(jīng)掌握的概念，有效提煉出在物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中解決核心問(wèn)題所需要的概念及其相互關(guān)系，從而規(guī)范描述概念關(guān)系。

（1）梳理知識(shí)關(guān)聯(lián)，表達(dá)概念關(guān)系

在分析子系統(tǒng)功能時(shí)，學(xué)生已經(jīng)討論生成系統(tǒng)原型所需要的所有知識(shí)點(diǎn)。教師可以找出物聯(lián)系統(tǒng)原型所需知識(shí)點(diǎn)間的直接聯(lián)系和間接聯(lián)系，抽象出知識(shí)點(diǎn)間的因果關(guān)系、層級(jí)關(guān)系等，重組、融合和序列知識(shí)點(diǎn)，進(jìn)而形成有意義的、適合學(xué)生自主理解的概念關(guān)系。例如，要實(shí)現(xiàn)補(bǔ)光功能，學(xué)生要選出燈帶，燈帶和補(bǔ)光功能之間有因果關(guān)系。通過(guò)關(guān)系緊密關(guān)聯(lián)知識(shí)點(diǎn)，學(xué)生順著這些關(guān)系脈絡(luò)去深入探究，則能夠深刻地理解和靈活地應(yīng)用。

（2）基于知識(shí)應(yīng)用，表征概念關(guān)系

聚焦知識(shí)點(diǎn)應(yīng)用，將知識(shí)框架和物聯(lián)系統(tǒng)原型相結(jié)合，是實(shí)現(xiàn)應(yīng)用知識(shí)來(lái)表征概念關(guān)系的過(guò)程。這是學(xué)生后期使用實(shí)驗(yàn)套件搭建系統(tǒng)原型不可或缺的前提條件，也是學(xué)生揭示豐富信息現(xiàn)象的有效途徑。為使學(xué)生進(jìn)一步明確概念之間的關(guān)系，教師提供了如圖2所示的半成品。學(xué)生思考并拖動(dòng)右側(cè)的知識(shí)點(diǎn)到圖中合適位置，再在設(shè)備之間添加指示箭頭，展示數(shù)據(jù)的流轉(zhuǎn)周期。教師再結(jié)合子系統(tǒng)功能的討論、關(guān)鍵問(wèn)題的概括和概念關(guān)系的建立等過(guò)程，以書(shū)面形式呈現(xiàn)學(xué)生探索物聯(lián)網(wǎng)中數(shù)據(jù)采集、處理、反饋控制等基本功能的過(guò)程，進(jìn)而表征概念間的關(guān)系。

（3）構(gòu)建可視化樸素概念模型，提高概念理解

在圖2中，學(xué)生完成的成果就是樸素概念模型，它是學(xué)生設(shè)計(jì)、搭建及編程實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)易物聯(lián)系統(tǒng)的藍(lán)圖，同時(shí)也是創(chuàng)新物聯(lián)系統(tǒng)的起點(diǎn)，更是規(guī)范描述概念關(guān)系的基石。學(xué)生要把知識(shí)點(diǎn)置入整體框架之中，形成概念關(guān)系，并通過(guò)數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)周期來(lái)完成構(gòu)建。例如，在實(shí)驗(yàn)終端和物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)間設(shè)置Wi-Fi和MQTT傳輸相應(yīng)主題的數(shù)據(jù)，這是生成概念的顯性路徑；也可以從物聯(lián)網(wǎng)三層架構(gòu)視角來(lái)完成，如在感知層，使用實(shí)驗(yàn)板、拓展板、內(nèi)置光線(xiàn)傳感器和光帶感知光照強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，此為生成概念的隱性路徑。此構(gòu)建過(guò)程既培養(yǎng)學(xué)生系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和問(wèn)題解決的技術(shù)能力，又將知識(shí)點(diǎn)可視化成概念模型。該模型超越了設(shè)計(jì)草圖的層次，采用多種形式來(lái)可視化學(xué)生的構(gòu)思、設(shè)計(jì)和創(chuàng)意。之所以稱(chēng)之樸素，是因?yàn)樗粌H反映了學(xué)生對(duì)新知識(shí)的初步思考，而mTpLljQIDI7hLnu/2Fg3BoPRGu7Hko8y9g6Mt7+bkEE=且還要學(xué)生通過(guò)實(shí)踐體驗(yàn)進(jìn)一步完善和豐富。

3.搭建物聯(lián)系統(tǒng)原型，解構(gòu)迷思概念，迭代概念模型

學(xué)生要建立準(zhǔn)確的概念模型，需要解構(gòu)迷思概念。迷思概念，就其本質(zhì)而言，是指學(xué)生基于個(gè)人經(jīng)驗(yàn)形成的、自我認(rèn)為合理的認(rèn)知構(gòu)造。這些認(rèn)知往往與科學(xué)界所接受的專(zhuān)業(yè)概念相左或相沖突。在課堂學(xué)習(xí)過(guò)程中，當(dāng)學(xué)生嘗試將這些源自日常經(jīng)驗(yàn)的迷思概念映射到新的學(xué)習(xí)內(nèi)容上時(shí)，可能會(huì)對(duì)準(zhǔn)確理解和掌握科學(xué)概念構(gòu)成障礙。筆者認(rèn)為，將概念模型置于公眾領(lǐng)域，學(xué)生與他人交流、搭建技術(shù)模型等形式是解構(gòu)迷思概念的有效策略。

（1）使用實(shí)驗(yàn)套件制作物聯(lián)系統(tǒng)原型

依據(jù)樸素概念原型，學(xué)生分活動(dòng)逐步實(shí)現(xiàn)物聯(lián)信息系統(tǒng)原型功能。

學(xué)生活動(dòng)1：物聯(lián)網(wǎng)準(zhǔn)備。

學(xué)生小組在獲取連接Wi-Fi信息和連接物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)信息后，在評(píng)價(jià)網(wǎng)站反饋完成情況。教師根據(jù)反饋情況，檢查學(xué)生的聯(lián)網(wǎng)準(zhǔn)備工作。

學(xué)生活動(dòng)2：物聯(lián)數(shù)據(jù)采集。

①完善光照系統(tǒng)程序，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的連接以及在物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)。核心技術(shù)如圖3所示。②連接Wi-Fi模塊，輸入Wi-Fi名稱(chēng)及密碼。③連接物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)模塊，填寫(xiě)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)相關(guān)信息。④拖拽程序，調(diào)整順序，并刷入掌控板，實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)數(shù)據(jù)可視化。⑤教師巡視指導(dǎo)學(xué)生的程序編寫(xiě)情況，同時(shí)反饋掌控平臺(tái)中各小組數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)情況。

小組在搭建并調(diào)試好物聯(lián)系統(tǒng)原型后，可從以下方面分析數(shù)據(jù)：①當(dāng)前環(huán)境光照均值是多少？②是否出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)？產(chǎn)生異常數(shù)據(jù)的原因是什么？③當(dāng)前光照強(qiáng)度是否為植物生長(zhǎng)的最佳光照強(qiáng)度？接著，由學(xué)生的觀察和思考，引出問(wèn)題：如何通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)遠(yuǎn)程控制光照系統(tǒng)中的燈帶？

學(xué)生活動(dòng)3：物聯(lián)數(shù)據(jù)應(yīng)用。

要求：修改光照系統(tǒng)程序，實(shí)現(xiàn)通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)手動(dòng)（通過(guò)控制燈帶）或自動(dòng)（通過(guò)控制閾值）控制設(shè)備。打開(kāi)“物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)控制設(shè)備.mxml”，修改物聯(lián)網(wǎng)發(fā)送的指令。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)發(fā)送指令，控制設(shè)備實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)數(shù)據(jù)的使用。

小組在修改程序后，在教師機(jī)上演示成果，再查看程序效果。最后，完成光照系統(tǒng)第二次評(píng)價(jià)：學(xué)生在評(píng)價(jià)網(wǎng)站中記錄某個(gè)時(shí)間段的數(shù)據(jù)值，組間橫向?qū)Ρ葦?shù)據(jù)，體會(huì)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中關(guān)鍵數(shù)據(jù)的特征，進(jìn)一步發(fā)展概念模型。

（2）迷思概念的辨識(shí)與剖析

物聯(lián)系統(tǒng)原型的運(yùn)行狀況、學(xué)生在課堂上的反應(yīng)，以及評(píng)價(jià)網(wǎng)站反饋的數(shù)據(jù)，都能提示學(xué)生存在的迷思概念。例如，在制作物聯(lián)系統(tǒng)原型時(shí)，學(xué)生在編程實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集的活動(dòng)中出現(xiàn)以下兩個(gè)迷思概念。

迷思概念一：Wi-Fi參數(shù)的設(shè)置。學(xué)生困惑于實(shí)驗(yàn)板連接Wi-Fi與計(jì)算機(jī)連接Wi-Fi之間的差異。教師采用“對(duì)象識(shí)別法”直觀定位Wi-Fi設(shè)置區(qū)域，揭開(kāi)學(xué)生迷惑之處。因?yàn)榫幊汰h(huán)境是實(shí)驗(yàn)板連接Wi-Fi的載體，故而實(shí)驗(yàn)板連接Wi-Fi通常需要在特定的編程環(huán)境（如mPython）中輸入Wi-Fi名稱(chēng)和密碼。而要使自己的計(jì)算機(jī)能聯(lián)網(wǎng)，需要在Windows桌面右下角“網(wǎng)絡(luò)和Internet”處連接Wi-Fi。

迷思概念二：理解MQTT四個(gè)關(guān)鍵參數(shù)，即client_id、user、password及topic的含義。教師采用“內(nèi)容定制法”形象解釋發(fā)布者、中介平臺(tái)和接收者之間的互動(dòng)關(guān)系。以植物愛(ài)好者與抖音平臺(tái)的消息互動(dòng)為例，用戶(hù)（植物愛(ài)好者）預(yù)先向抖音平臺(tái)訂閱特定主題（如某位植物學(xué)家關(guān)于蘭花的養(yǎng)護(hù)內(nèi)容）；當(dāng)植物學(xué)家發(fā)布了與所訂閱主題相關(guān)的內(nèi)容時(shí)，中介平臺(tái)（抖音）便會(huì)將該消息傳遞給該植物愛(ài)好者。通過(guò)類(lèi)比，學(xué)生能夠深入理解主題名稱(chēng)（topic），辨識(shí)消息發(fā)布者或訂閱者的唯一標(biāo)識(shí)符（client_id），以及用戶(hù)身份驗(yàn)證所需要的名稱(chēng)和密碼（user和password）。學(xué)生逐一解構(gòu)迷思概念，逐步拆解并清除原有的誤區(qū)概念，并通過(guò)反復(fù)迭代和調(diào)整自身的概念模型，最終構(gòu)建起與科學(xué)理論相符的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

結(jié)語(yǔ)

在信息科技教學(xué)中，教師可以通過(guò)構(gòu)建概念模型，實(shí)現(xiàn)認(rèn)知結(jié)構(gòu)化，并通過(guò)搭建技術(shù)模型來(lái)解決主要問(wèn)題，引領(lǐng)學(xué)生有意識(shí)地建構(gòu)知識(shí)，從而推動(dòng)高階思維的發(fā)展，提升信息科技課程的核心素養(yǎng)。

蒼山點(diǎn)題

義教信息科技課程在《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“新課標(biāo)”）的指引下得到了整體化設(shè)計(jì)，這給課程發(fā)展帶來(lái)了宏觀的認(rèn)知，也給一線(xiàn)教學(xué)指出了遠(yuǎn)大的目標(biāo)，即每一個(gè)學(xué)段的知識(shí)應(yīng)是密切關(guān)聯(lián)、相互促進(jìn)、共同發(fā)展的。本期解碼，選擇了一線(xiàn)教師最易迷惑的兩部分教學(xué)內(nèi)容：以前曾以“開(kāi)源硬件設(shè)計(jì)”為基礎(chǔ)的科創(chuàng)教育內(nèi)容，現(xiàn)在的信息科技課程應(yīng)以哪些內(nèi)容、何種形式來(lái)實(shí)施呢？同樣是基于硬件學(xué)習(xí)的內(nèi)容，如“過(guò)程與控制”中的“系統(tǒng)內(nèi)部的過(guò)程與控制”與“物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐與探索”中的“系統(tǒng)及系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)與通訊”如何去對(duì)照研究？又如何實(shí)踐探索呢？

第一篇文章，作者細(xì)致地描述了四個(gè)版本的信息科技課程資源，分析了不同區(qū)域的課程資源對(duì)“過(guò)程與控制”不同內(nèi)容與目標(biāo)的分析，并對(duì)具體案例設(shè)計(jì)的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了對(duì)照。例如，有的資源強(qiáng)調(diào)對(duì)基礎(chǔ)的要求，顧及一線(xiàn)不同情況的基準(zhǔn)性設(shè)計(jì)；有的資源與“身邊的算法”交錯(cuò)進(jìn)行，發(fā)揮算法對(duì)過(guò)程與控制的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的技術(shù)支持與原理優(yōu)化；有的強(qiáng)化原理認(rèn)知與流程的概念理解；有的側(cè)重應(yīng)用實(shí)踐的生活體驗(yàn)等。當(dāng)然，幾乎所有的資源都基于信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)，以素養(yǎng)為導(dǎo)向，強(qiáng)化科與技的融合，并發(fā)揮一定基礎(chǔ)水平與經(jīng)濟(jì)實(shí)力的優(yōu)勢(shì)等，都值得學(xué)習(xí)與借鑒。我們以此去優(yōu)化、創(chuàng)新更切合當(dāng)?shù)貙?shí)際的教學(xué)實(shí)踐，當(dāng)會(huì)促進(jìn)水平教學(xué)的不斷進(jìn)步；以整體觀來(lái)相互參照，會(huì)實(shí)現(xiàn)更符合小學(xué)生思維特點(diǎn)的原理認(rèn)知、應(yīng)用體驗(yàn)與實(shí)驗(yàn)探索的教學(xué)實(shí)施。

第二篇文章，作者全面地構(gòu)建了基于“物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐與探索”的教學(xué)實(shí)施概念模型與技術(shù)模型，并從概念模型出發(fā)構(gòu)建深度學(xué)習(xí)的課堂教學(xué)規(guī)劃設(shè)計(jì)與內(nèi)容案例。例如，先分析物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)功能，提煉核心問(wèn)題，促進(jìn)概念的形成，再聯(lián)結(jié)概念，表征樸素概念模型，規(guī)范描述概念關(guān)系，最后搭建物聯(lián)系統(tǒng)原型，解構(gòu)迷思概念，迭代概念模型，以此形成循序漸進(jìn)、層層遞進(jìn)的問(wèn)題鏈以構(gòu)架起結(jié)構(gòu)化知識(shí)，然后通過(guò)不斷解決問(wèn)題來(lái)解構(gòu)原理概念，配合實(shí)踐與創(chuàng)新來(lái)實(shí)現(xiàn)重構(gòu)，破解迷思概念，即以概念指導(dǎo)實(shí)踐，再以實(shí)踐驗(yàn)證校準(zhǔn)概念，形成適合中學(xué)生的更具高階思維的深度學(xué)習(xí)的教學(xué)路線(xiàn)。

面對(duì)新課標(biāo)、新課程、新資源，教師如何學(xué)習(xí)、如何應(yīng)用，會(huì)關(guān)系到學(xué)生如何學(xué)習(xí)、如何實(shí)踐。如果說(shuō)新課程是一個(gè)概念，那么教師在學(xué)習(xí)時(shí)既需要基于良好的概念模型來(lái)實(shí)施，也需要不斷解決問(wèn)題來(lái)破解迷思去優(yōu)化概念模型，只有這樣方能以理論指導(dǎo)實(shí)踐并以實(shí)踐促進(jìn)理論的發(fā)展。