时间:2024-04-24
刘志华
摘 要:在中学信息技术教学中,借助物联网技术与学生的学科知识进行有效融合,具有重要的现实意义。立足于“基于物联网应用的创新实践课程”项目,从为何选取物联网应用作为课程媒介、物联网应用与学科知识的融合、物联网作品制作过程的教育意义等三方面,对物联网与中学学科知识融合的路径进行研究与探索。
关键词:物联网;学科知识;融合;“云智能盆‘载”;学习方式;创新人才
中图分类号:G633.67 文献标志码:A 文章编号:1008-3561(2016)29-0070-02
“基于物联网应用的创新实践课程”是徐州市第三中学承担的2015年江苏省前瞻性教学改革建设项目。该项目是以物联网的应用为载体,创新实践活动情境,实现学习方式的转变,培养创新人才机制的前瞻性教改课程。其中,如何促进物联网与学科知识的深度融合,是项目需要解决的核心问题之一。基于课程的视角,结合物联网的特征、物联网涉及的学科知识、物联网应用的教育意义等对“物联网与中学学科知识融合的路径”进行探讨。
一、为何选取物联网应用作为课程媒介
时至今日,“互联网+”已经成为影响当今社会发展的强大因素,“互联网+教育”必将成为推动教育改革发展的关键因素。就像美国著名未来学家阿尔温·托夫勒说的:“谁掌握了信息,控制了网络,谁就拥有整个世界。” 由于多媒体具有集成性、可控性、交互性、信息非线性化和信息空间立体化的特点,必将对传统教学“工业化”模式产生极大冲击,带来学习方式的转变、教学时空的拓展、教学内容的生动化和教学形态的变化,从而导致教学价值观、知识观、师生观、实践观等都随之而重新构建。
在这样的背景下,作为中学教育工作者,如何让“互联网走进中学生的世界”,用互联网再造教育?我们选择了“物联网的应用”这一方向,设想通过运用物联网解决“实际问题”的“创意制作”活动过程,促进物联网知识与学科知识的深度融合,从而转变学生的学习方式。物联网技术是互联网技术的新发展,是基于互联网技术的技术,其核心理念就是将人、物、网相互联结。南京邮电大学校长、博士生导师杨震教授说,世界上的万事万物,小到手表、钥匙,大到汽车、楼房,只要嵌入一个微型感应芯片,把它变得智能化,这个物体就可以“自动开口说话”。再借助无线网络技术,人们就可以和物体进行“对话”,物体和物体之间也能“交流”,这就是物联网。“如果物联网再搭上互联网这个桥梁,在世界任何一个地方,我们都可以即时获取万事万物的信息。可以这么说,物联网加上互联网等于智慧地球。”
为什么选择物联网应用作为本课程的媒介呢?从物联网的定义来看:物联网是一种通过射频识别、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备,按照约定的协议,把任何物品与互联网连接起来,进行信息交换和通讯,以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。这也告诉人们,物联网并不是单纯的一项技术,其应用的过程还会涉及到物理、化学、生物、地理、艺术等许多其他学科的知识,并能创新教育情境,从而产生巨大的教育力量。如图1所示。
正因为解决具体的问题既需要物联网知识,又需要其他学科知识,所以,物联网应用就成为营造促进知识融合的新学习情境的媒介。
二、物联网应用与学科知识的融合
“基于物联网应用的创新实践课程”是以问题解决为前提,借助物联网应用营造学习情境,实现物联网知识与学科知识融合的课程。那么,这种课程真的能够促进学科知识与物联网知识的深度融合吗?下面结合实际案例,剖析一个由学生社团制作的物联网项目,探讨如下:2015年7月15日-18日,在第十三届全国中小学信息技术创新与实践活动中,徐州市第三中学选送的作品“云智能盆‘载”夺得了“物联网创新设计”赛团体组全国一等奖第一名的好成绩。三名学生获得NOC的最高奖项——第十三届中小学NOC活动全国决赛恩欧希教育信息化发明创新奖。“云智能盆‘载”作品是由三位学生相互协作共同研制的,在“云智能盆‘载”的创意、制作过程中,三位学生各展所长,既有分工又有合作,采取了典型的合作学习范式;他们常常为解决一个问题而苦思冥想、查阅资料、修改方案,许多时候还需要翻阅教科书、上网搜集信息、向学科教师咨询技术性知识、物联网知识、学科知识,等等。这是典型的自主学习和探究性学习方式的体现。在研制的过程中,他们自觉地将物联网知识和其他学科知识相融合,用在作品创作上,并产生了新的认识。如表1所示。
创意制作物联网作品的过程,不仅需要用到许多学科知识,如果指导教师抓住其中关键的知识,并及时地加以引导,那么还能深化学生对这一部分知识的理解。比如,教师发现学生在制作“云智能盆‘载”时,多次咨询“流速与压差关系及其控制”的问题,就为他们做了一次专门的“压强与流速关系”的讲座,从而加深了学生对这一部分物理知识的理解。
三、物联网作品制作过程的教育意义
物联网作品制作与学科教学的最大区别在于其“实践性”“创意性”“综合性”“时代性”等特点的突出。比如,关于压强的知识,学生在课堂上只是认识其一般属性,最多是会应用这个原理去解释一些自然现象,或者去解答题目。而在制作的过程中,会遇到如何智能化控制水流速度的问题,开始,学生利用机械的原理去制作,后来想到了压强的知识,尝试调节出水口的大小,做出了巧妙利用压强控制流量变化的设计。可以说,这种动手操作的亲身体验是学生在课堂教学中难以获得的,具有不可替代性。
此外,将物联网用之于解决学生生活中的实际问题,具有极大的教育意义,可以真正实现教学方式的转变。比如,对于“学校花房智能化与生物生长观察”这一实际问题,学生借助物联网知识与物理、生物、通用技术、地理、艺术等学科知识进行相互融合,创意制作了以“云智能盆‘载”为核心的物联网作品。从学生制作过程中所用到的学科知识来看,涉及到了许多学科的重要知识,有的还是核心知识。有的知识在学生头脑中根深蒂固;有的知识需要学生采取多种途径查阅获得;有的知识学生已经学过但处于储存状态,想不到应用,当教师提出让学生回想学过的学科知识时,学生才能想到。还有的知识,学生亟须掌握,便去求教于老师、同学或他人。
如果从教育的视角看待学生的物联网制作,会发现许多教育意义。不能将“云智能盆‘载”仅仅看作是一个作品,更应该看到它背后的创作过程以及隐含在过程中的教育价值。从教育功能看,观看这件作品是一种感受,操作这件作品是一种体验;听学生讲解是一种感受,教师亲自讲解又是一种体验;而制作这一作品的感受与体验更为深刻,其间经历的磨难、使用的学科知识,是令所有人都感兴趣的,是引导学生深入研究的动力。作为教育者,如果能及时观察学生的作品,体验作品中所应用的学科知识,并引导学生在某一方面进行深入研究,就能够改变学生在课堂上被动学习知识的习惯。如果学生通过制作物联网作品,对学科知识在生活中的作用产生了进一步的认识,那么他们的学习就会成为自觉的学习行为,其自主学习的习惯培养自然也就水到渠成。
制作物联网作品的过程中,如果是学生合作制作,这就需要学生相互之间取长补短,需要相互之间融洽相处,这样的合作活动自然会使学生形成良好的合作意识与习惯。如果遇到某些难以解决的问题,学生就会千方百计地想办法探究和解决,这种探究能力的培养是教师的说教和督促所不能实现的。制作物联网作品的过程,实际上反映了一个完整的个性化学习的过程。可以说,“查阅、咨询”是学习的开始,“体验、合作、探究、制作”是学习的过程,“自主、合作、探究的养成”则是学习的结果,如果这个结果趋向于稳定,则学生的学习方式就真正得到了发展和创新。
四、结束语
综上所述,物联网是互联网技术的新发展,是人、物、网的相互联结,其作品制作既用到了物联网知识,又会用到许多学科知识,因而作品制作是物联网与学科知识深度融合的重要路径,且这种深度融合具有极大的教育意义,有利于学生“自主、合作、探究学习” 习惯的养成。因此,在信息技术教学中,让学生学习借助物联网技术解决生活中的实际问题,既能够促进物联网与学科的深度融合,让物联网进入中学生的世界,又能够促进学生学习方式的转变、实践创新能力的提升,从而将学生培养成创新型人才。
参考文献:
[1]于艳杰,张喜海.物联网技术的发展与应用研究[J].科技创新与应用,2015(17).
[2]罗永升.物联网与智慧校园的融合研究[J].信息化建设,2015(10).
[3]别文群,缪兴锋.基于学科融合的《物联网技术与应用》开设探索[J].金卡工程,2015(04).
[4]卢国强.新时期计算机物联网的应用研究[J].无线互联科技,2016(07).
我们致力于保护作者版权,注重分享,被刊用文章因无法核实真实出处,未能及时与作者取得联系,或有版权异议的,请联系管理员,我们会立即处理! 部分文章是来自各大过期杂志,内容仅供学习参考,不准确地方联系删除处理!