淺談主題化教具在物聯網教學中的運用

郝衛

【摘要】“物聯網”對學生而言，是一個全新的概念，概念的構建需要一步步累積，在表層到內涵逐步豐富，在了解其基本含義的基礎上，才能理解其特征，領會其應用。嘗試以教師創意作品——創想圖書館為抓手，創設一體化情境，實施浸潤式教學，設置多層次任務，“深度”走近物聯網，激發探究興趣，體驗實踐過程，成就創新成果。

【關鍵詞】主題化教具 物聯網教學 應用

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）36-0111-02

21世紀以來，互聯網迅猛發展，學生對互聯網的學習、娛樂、交流等功能有一定的體會。被視為互聯網的應用擴展的物聯網概念正式提出近十年歷史，應用創新是物聯網發展的核心，在于物體間的通信，以及相互間的在線互動，這是一項很難想象的技術進步，但正逐漸展現在我們眼前。學生或多或少地接觸過物聯網，如運用手機“我查查”比價等，卻不知道這就是物聯網的應用。“物聯網”對學生而言，是一個全新的概念，概念的構建需要一步步累積，由表層到內涵逐步豐富，在了解其基本含義的基礎上，才能理解其特征，領會其應用。

創想是小學高年級段的實踐主題，旨在引導學生通過小組合作嘗試用傳感電子創意設計智能模塊及組件、瘋狂的畢加索、3D造型模塊進行創意設計未來的設施，教室、客廳、游藝室……了解傳感電子設備的工作原理，認識電子元件，完成拼裝，創意搭建外包裝，實現各項功能，初步形成物聯網概念，在動手實踐、合作探究過程中具有自主觀察、自主質疑、自主探索、自主評價與處理信息的能力。拓展思維空間，樹立創新意識、合作意識，提升科學素養，體驗科技與藝術相結合的魅力。

如何在教學中達成預期的目標呢？嘗試以教師創意作品——創想圖書館為抓手，立桿示意，融會貫通。

一、創想圖書館的設計

創想圖書館主要分為三部分：整體外觀搭建、傳感電子設備創意設計、瘋狂畢加索設計與繪畫。

1.整體外觀凸顯地域情懷

圖書館整體為輪船造型，源于生活在海邊的孩子們對船那份別樣情懷，給予學生生活的構建，更具有親切感，更易于學生接受。這是運用3D造型模塊進行搭建的。

2.傳感設備貼合主題特點

根據圖書館的特點，選擇了四種電子傳感設備進行融合：

（1）Meme卡：這是用身份證號作為編碼的身份標簽，入館、室、區的通行證，進館刷卡，同時人流量計數器數字進一，便于統計和管理。

（2）紅外線感應燈：圖書館內全部采用紅外線感應燈，當需要查找圖書、瀏覽閱讀，范圍內的燈自動打開，人離開后，燈自動關閉。

（3）迷你音箱：每一個書架上都有一個圖書信息查詢器，書架所有圖書信息都在上面，通過聽取圖書概要，選擇需要的圖書。

（4）防盜報警器：閉館了，防盜報警器開啟，以策安全。

3.畢加索注重創意互動

瘋狂的畢加索也是利用3D造型模塊進行外觀造型，將電子元件進行組裝后，因為有輪子、水彩筆，觸發紅外線感應器，小車運行，畫出圓形，在這個基礎上再進行未來圖書館的創意繪畫，是一個可互動的設備。

二、創想圖書館的使用

這件教具是一件綜合性的示范作品，具有可反復拆卸、組裝的特點，學生也可操作、使用，在學生物聯網概念的形成過程中起到層層推進的作用。

1.情境激趣，初識物聯

以一段學生在創想圖書館愜意閱讀的情景短片作為開課，學生對短片中圖書館中強大的智能設備興致勃勃，趁勢而動，實物展現創想圖書館，請同學們親自進行功能操作，對傳感設備產生濃厚的興趣。追問學生：生活中發現哪些地方還用到了傳感設備？因為有直觀的感知體驗，學生結合生活經驗舉出許多身邊的傳感裝置：自動洗手機、烘干機、煙霧報警器、停車場監控……認識到物聯網中的“物”是智能的物，正是這樣的電子傳感器、電子標簽、條形碼、二維碼等才使這些物擁有“理解、傳輸信息的能力”，從而成為智能的“物”，理解物聯網的目的是為了方便識別、管理和控制。

2.拆件破館，探尋物聯

讓學生親手拆掉創想圖書館，這個“破壞”的過程，學生知道運用3D造型模塊進行外觀搭建時鉚釘的連接、拆卸方法，開始一些“老實”孩子用手去掰離鉚釘，沒幾下，小手就疼了，“偷懶”孩子見此低頭到處找東西，試著用配備的扳手來起，自然輕松起下，得意之余發現這兩種方法起下的鉚釘是不一樣的：前者分離，后者仍為一體，再要連接模塊時，前者極易松離，后者一步到位，且十分穩固，再也沒有“出力不討好”的了，方法基本掌握；探究瘋狂畢加索“三點成面”的基本原則，這是“畢加索”作畫的基礎，學生在拆裝后自然懂得此法則的重要性。學生親自經歷了探究的過程，獲得了方法，內化為技能。

在初步感知物聯網后，學生對物聯網的認識僅僅停留在概念層面，借助于“破壞”的過程，學生探知傳感設備組裝原理：感知—傳輸—處理，再將其與“人處理信息的過程”相類比，得出物聯網“全面感知—可靠傳輸—智能處理”三個基本特征，變抽象為形象，從而深刻理解物聯網工作原理。

3.智慧構建，展望物聯

出示套盒，30多種元件、配件，組成十幾種電子設備，學生亦就欣然接受，信手拈來了。接下來小組設計“創想XXX”思路開闊、創意無限，紛紛以未來物聯網工程師的身份大展身手。“創想我的教室”，擁有穿衣級別提示、智能監測預警、無線紅外布防、遠程控制電器等功能；“創想多功能桌椅”配備萬向輪、感應鎖小書柜、可翻折書板、紅外坐姿提醒裝置等；“創想會說話的小藥箱”，語音說明所吃藥品名稱、數量、性質等，感應燈自動點亮……心中有藍圖，天地更廣闊，基于智慧生活的構建，讓學生在現有生活的基礎上，創意未來生活，在展示、交流、辯論的后，學生深度感受“物聯網”給人們生活帶來的便捷。學生滿懷憧憬，并朝著這個方向努力，立志將創意變為現實，創客的種子悄然萌發，著眼于學生的終身發展。

三、主題化教具的作用

1.借助主題化教具，創設一體化情境，實施浸潤式教學。情境式教學是綜合實踐活動課程教學常用的教學手段，情境的創設引起學生的學習興趣，提高學習主動性，增加學習趣味性。借助創想圖書館這一情境，由點及面展開教學，為抽象的物聯網這一新生概念賦予具體情境，同時將這一情境貫穿于整節課，使得課堂教學結構更趨于完整，首尾呼應渾然一體，實現了浸潤式教學。

2.依托主題化教具，設置多層次任務，“深度”走近物聯網。本節課采用“思”“學”“踐”“悟”這四個層次的任務引領學生逐步走近物聯網，深入了解物聯網，通過這四類不同層次的任務，從邏輯思維、語言表達、設計能力等多個角度對學生進行鍛煉，使得學生走近物聯網不僅僅是走馬觀花的觀賞，而是更有深度的探索與創新。

主題化教具，讓抽象變得具體，讓復雜變得簡單，讓枯燥變得生動，期待著哪一天學生變成老師，讓創意與精彩不斷延伸。