初中信息科技跨學(xué)科主題項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與實(shí)施

摘要：本文以學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展為核心，以“在線數(shù)字氣象站”項(xiàng)目為實(shí)證研究對(duì)象，深入剖析其設(shè)計(jì)與實(shí)施過程，旨在探索一條通過實(shí)踐活動(dòng)提升學(xué)生信息科技核心素養(yǎng)的新路徑，進(jìn)而有效提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：初中；信息科技；跨學(xué)科；項(xiàng)目式學(xué)習(xí)

中圖分類號(hào)：G434" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" 論文編號(hào)：1674-2117（2025）06-0061-03

《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱“新課標(biāo)”）提出要加強(qiáng)課程實(shí)施的情境性和實(shí)踐性來促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的變革，在面向初中生開展的“在線數(shù)字氣象站”實(shí)踐活動(dòng)中，以“物聯(lián)網(wǎng)實(shí)踐與探索”為核心知識(shí)設(shè)計(jì)的具有基礎(chǔ)性、實(shí)踐性和綜合性的項(xiàng)目式主題學(xué)習(xí)活動(dòng)，兼顧“互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與創(chuàng)新”和“人工智能與智慧社會(huì)”內(nèi)容模塊，涉及信息科技、數(shù)學(xué)、物理、地理、藝術(shù)等知識(shí)。通過“在線數(shù)字氣象站”實(shí)踐活動(dòng)，學(xué)生會(huì)接觸到多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，從而更容易理解物聯(lián)網(wǎng)的概念，明白不同學(xué)科是如何相互聯(lián)系與支持的。同時(shí)，通過實(shí)踐活動(dòng)學(xué)生也能感受到互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)給人們的生活、學(xué)習(xí)和工作方式帶來的改變。因此，筆者在教學(xué)實(shí)踐中開展了以“在線數(shù)字氣象站”項(xiàng)目為實(shí)證研究對(duì)象的研究，旨在探索提升學(xué)生信息科技素養(yǎng)的新路徑。

創(chuàng)設(shè)項(xiàng)目模式，重塑教學(xué)環(huán)境

1.基于真實(shí)情境，確定項(xiàng)目主題

新課標(biāo)視域下的“在線數(shù)字氣象站”實(shí)踐活動(dòng)，可以采用項(xiàng)目式學(xué)習(xí)方式，著眼于體驗(yàn)真實(shí)的問題場景，讓學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的過程感到有意義。本項(xiàng)目分為五個(gè)階段，分別是：①項(xiàng)目設(shè)計(jì)，帶領(lǐng)學(xué)生設(shè)計(jì)調(diào)查問卷，分析項(xiàng)目需求，設(shè)計(jì)作品功能；②技術(shù)呈現(xiàn)，指導(dǎo)學(xué)生利用器材獲取并分析天氣信息；③功能實(shí)現(xiàn)，帶領(lǐng)學(xué)生體驗(yàn)在線數(shù)字氣象站的搭建；④造型美化，引導(dǎo)學(xué)生將掌控板和外觀設(shè)計(jì)相結(jié)合，合理選材，突出美感；⑤展示分享，輔助學(xué)生編寫文稿匯報(bào)項(xiàng)目作品。

在第二階段技術(shù)呈現(xiàn)課時(shí)，學(xué)生可以利用測溫儀完成校園氣溫的一周監(jiān)測，在測溫的過程中，學(xué)生會(huì)遇到新的問題，教師要帶領(lǐng)學(xué)生梳理問題，激發(fā)學(xué)生的探究欲望。這樣通過體驗(yàn)真實(shí)的問題場景，讓學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的過程感到有意義，進(jìn)而提升學(xué)生的問題解決能力。

2.利用數(shù)字化工具，改變學(xué)習(xí)方式

教師使用萬彩動(dòng)畫大師制作微課，內(nèi)容包含物聯(lián)網(wǎng)原理講解、Mind+程序編寫、掌控板及相應(yīng)傳感器連接等實(shí)驗(yàn)過程內(nèi)容。學(xué)生利用微課展開自主學(xué)習(xí)、合理安排學(xué)習(xí)進(jìn)度，利用Mind+軟件、Easy IoT物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，親手搭建校園“在線數(shù)字氣象站”，感受物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的獨(dú)特魅力。

基于項(xiàng)目學(xué)習(xí)，踐行實(shí)踐探究

在“在線數(shù)字氣象站”的項(xiàng)目活動(dòng)中，筆者帶領(lǐng)學(xué)生嘗試運(yùn)用所掌握的原理和知識(shí)開展研究、設(shè)計(jì)和實(shí)踐操作，最終將項(xiàng)目成果應(yīng)用到真實(shí)生活中。具體教學(xué)流程如下圖所示。

1.聚焦問題，確定需求

通過問卷調(diào)查，快速收集學(xué)生對(duì)在線數(shù)字氣象站的需求：省時(shí)、高效、記錄簡單。采用小組合作的方式，讓學(xué)生在相互交流中明確需求、完善方案；也可以讓學(xué)生快速熟悉所有的數(shù)字化工具和設(shè)備。小組群策群力結(jié)合實(shí)際經(jīng)驗(yàn)梳理需求，可以將需求考慮得更加全面完善。

2.調(diào)查研究，學(xué)習(xí)支持

師生共同思考、規(guī)劃：如何利用手中的物聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)器材等學(xué)習(xí)資源和已有的知識(shí)，以及相關(guān)的生活經(jīng)驗(yàn)去建構(gòu)知識(shí)體系，實(shí)現(xiàn)需求？

學(xué)生通過“在線數(shù)學(xué)氣象站”項(xiàng)目學(xué)習(xí)平臺(tái)完成相關(guān)的知識(shí)學(xué)習(xí)與項(xiàng)目規(guī)劃。在理解了物聯(lián)網(wǎng)三層邏輯結(jié)構(gòu)（感知層、網(wǎng)絡(luò)層、應(yīng)用層）后，利用項(xiàng)目手冊(cè)和學(xué)習(xí)平臺(tái)，理清整個(gè)項(xiàng)目實(shí)施過程及其邏輯思路。

教師引導(dǎo)學(xué)生思考“我們要干什么？應(yīng)該以什么樣的思路去實(shí)現(xiàn)它”，帶領(lǐng)學(xué)生全盤分析物聯(lián)網(wǎng)的三層邏輯結(jié)構(gòu)，并且完成檢查機(jī)制的構(gòu)建。

3.設(shè)計(jì)制作，測試優(yōu)化

實(shí)踐探究一：氣象數(shù)據(jù)分析，學(xué)習(xí)資源推送。學(xué)生首先思考“在線數(shù)字氣象站”項(xiàng)目需要用到哪些氣象知識(shí)，如何獲取天氣信息，以及如何設(shè)計(jì)相應(yīng)程序。然后，學(xué)生對(duì)照項(xiàng)目學(xué)習(xí)平臺(tái)和學(xué)習(xí)手冊(cè)自主學(xué)習(xí)，了解物聯(lián)網(wǎng)概念，學(xué)習(xí)物聯(lián)網(wǎng)相關(guān)知識(shí)和邏輯結(jié)構(gòu)，利用動(dòng)畫理解物聯(lián)網(wǎng)傳輸協(xié)議。在這個(gè)過程中，教師引導(dǎo)學(xué)生思考實(shí)施本項(xiàng)目的最終目的是什么，能完成什么功能、達(dá)到什么效果，以及如何更好地去實(shí)現(xiàn)。

實(shí)踐探究二：操作模擬實(shí)驗(yàn)，個(gè)性學(xué)習(xí)指導(dǎo)。本探究環(huán)節(jié)需要關(guān)注學(xué)生思維的培養(yǎng)，學(xué)生在實(shí)踐中進(jìn)行問題分解。例如，當(dāng)學(xué)生在物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)尋找發(fā)送的文本信息時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的三層邏輯結(jié)構(gòu)，完成檢測機(jī)制的構(gòu)建，當(dāng)程序檢查調(diào)試出現(xiàn)問題時(shí)，師生一起分析原因，推測出現(xiàn)的問題及解決方案。

實(shí)踐探究三：學(xué)習(xí)平臺(tái)共享，平臺(tái)多維互動(dòng)。學(xué)生觀察物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)與掌控板互聯(lián)反饋檢測到的氣象數(shù)據(jù)，理解數(shù)據(jù)收集與存儲(chǔ)的實(shí)際問題，更加直觀地了解基于物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)完成系統(tǒng)數(shù)據(jù)的可視化。

學(xué)生在平臺(tái)中搜索、選取所需的拓展知識(shí)和課外資源進(jìn)行個(gè)性化學(xué)習(xí)，在問卷星完成問卷調(diào)查，在學(xué)習(xí)手冊(cè)上記錄自己的觀點(diǎn)、提出建議、互動(dòng)交流。最后，召開項(xiàng)目總結(jié)分享會(huì)，展示學(xué)生繪制的項(xiàng)目總結(jié)的思維導(dǎo)圖，從項(xiàng)目設(shè)計(jì)（如上頁表1）、實(shí)施、評(píng)價(jià)等維度進(jìn)行總結(jié)評(píng)價(jià)，讓他們親身體驗(yàn)物聯(lián)實(shí)時(shí)記錄、反饋控制的過程。

展示項(xiàng)目成果，進(jìn)行反思優(yōu)化

1.展示交流，擴(kuò)充創(chuàng)意

在項(xiàng)目實(shí)施過程中，學(xué)生可觀看、學(xué)習(xí)相關(guān)微課內(nèi)容，下載、修改程序模塊，在彼此作品交流和欣賞中迭代生成更加優(yōu)秀的作品。

2.評(píng)價(jià)提升，反思復(fù)盤

根據(jù)活動(dòng)的不同階段，為學(xué)生提供評(píng)價(jià)量規(guī)，“學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)表”（如表2）中的項(xiàng)目作品考查的是學(xué)生能否發(fā)現(xiàn)技術(shù)點(diǎn)，“學(xué)習(xí)表現(xiàn)”考查能否針對(duì)問題自主探究、學(xué)習(xí)相關(guān)技術(shù)點(diǎn)以及和同學(xué)之間的互動(dòng)交流。“作品分享陳述表”（如表3）考查的是學(xué)生對(duì)項(xiàng)目的梳理、反思與探討。鼓勵(lì)學(xué)生在小組的項(xiàng)目探究過程中及時(shí)通過圖片、視頻進(jìn)行記錄，保留本小組完整的實(shí)踐記錄，對(duì)項(xiàng)目實(shí)踐過程中的學(xué)習(xí)習(xí)慣、學(xué)習(xí)模式以及可改進(jìn)之處，有更為直接的反思與評(píng)價(jià)。

結(jié)語

本研究證實(shí)了“在線數(shù)字氣象站”項(xiàng)目在提升學(xué)生信息素養(yǎng)方面的有效性，并指出了教育實(shí)踐中可以采納的具體策略。例如，在實(shí)踐環(huán)節(jié)，教師要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)如何一起工作、優(yōu)勢互補(bǔ)、理解團(tuán)隊(duì)等，這將有助于他們?nèi)〉酶蟮某晒Α?/p>

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2022.

[2]熊璋，李正福.義務(wù)教育階段信息科技課程建設(shè)路徑研究[J].中國電化教育，2023（01）：127-132.

[3]李鋒.義務(wù)教育信息科技課程“新”在哪[J].中國信息技術(shù)教育，2022（11）：9-10.

[4]鄭茜.守成與創(chuàng)新：面向未來的信息科技教育——《義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》解讀[J].江蘇教育，2022（68）：21-24.

[5]熊璋.“科”“技”并重：義務(wù)教育信息科技課程標(biāo)準(zhǔn)解讀——訪義教信息科技課標(biāo)組組長熊璋教授[J].中國信息技術(shù)教育，2022（09）：4-7.

[6]王曉荔，王菁，田鈺.在數(shù)字化體驗(yàn)中培養(yǎng)“數(shù)字化學(xué)習(xí)與創(chuàng)新”素養(yǎng)——以“構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)原型”項(xiàng)目式學(xué)習(xí)為例[J].中小學(xué)數(shù)字化教學(xué)，2023（04）：47-51.