基于項目式學習的初中物聯網課程設計

張敬云 劉正云

學習物聯網技術，感知世界、控制萬物，已經成為當下信息技術課程的主要內容之一。因此，如何設計出符合時代要求的初中物聯網課程，成為時下需要重點思考的問題。

● 初中物聯網課程設計現狀

要讓學生掌握物聯網技術，不僅要分析物聯網的工作原理，了解物聯網的生活應用，還應提供相關的硬件和平臺讓學生嘗試開發簡單的物聯網應用，這是衡量一個物聯網課程設計成功與否的關鍵要素。然而縱觀多本舊版初中物聯網教材，大多以掃盲為主向學生介紹物聯網基本常識、物聯網常用的數據采集傳感器、RFID設備等，學生很少有機會真正接觸并使用這些設備。即便完成了整個初中物聯網課程的學習，學生也遠不能達到自主搭建一個物聯網系統、完成一個具體物聯網應;用的水平。分析其原因，有如下兩點：其一，缺少硬件與平臺的支持;其二，缺少與現有硬件和平臺相匹配的物聯網課程。

● 基于項目式學習的初中物聯網課程設計

20世紀末，比爾·蓋茨在西雅圖建了一座名為“未來之屋”的別墅，它展示了人類未來智能生活的各種場景。房屋內配置的所有家電、健康系統、安防系統等都通過網絡由計算機進行智能控制。隨著物聯網技術的日益成熟，這樣的“智能生活”已走進千家萬戶。因此，初中的物聯網課程可以與智能生活相結合，筆者所在學校開展的“物聯網與智能生活”校本課程參考目錄如表1所示。

該課程采用項目式學習的方式展開，分為“物聯網入門”與“走進智能生活”兩個單元。在每個單元的最前面，都會給出一個帶有具體情境的項目案例，以期引導、啟發學生，并鼓勵他們嘗試自己設計一個與本單元內容有關的項目，第一單元的項目是“搭建一個簡單的物聯網應用模型”，實現物與物之間的互聯通信，在整個項目活動過程中，學生將習得物聯網技術及開源硬件的相關知識;第二單元的項目是“開發智能生活作品”，是物聯網應用的一個方向，在整個項目活動過程中，學生將對物聯網在生活中的應用有更深的認識。每個單元的每節內容都是項目順利完成需要的知識儲備，包含了很多的課堂活動，有助于新知的理解與掌握。

● 基于項目式學習開展物聯網項目設計范例

下面，筆者以初中“物聯網與智能生活”課程第一單元“物聯網入門”為例，依據項目式學習的四要素，談談如何基于項目式學習開展課程設計。

1.內容

“物聯網入門”單元需要了解物聯網的概念，學習智能終端、傳感器和執行器等物聯網設備，并了解物聯網的運行原理和協議，能夠搭建一個簡易的物聯網系統，實現遠程互聯。

2.情境

物聯網的應用在生活中已經隨處可見，如做個手勢燈光亮起、說句話大門打開、快遞柜遠程控制等。小清想深入了解物聯網技術及其相關知識，并且搭建一個簡單的物聯網應用模型，給其他同學進行演示。他遇到了如下幾個問題：①物聯網使用什么樣的終端設備？②物聯網設備是如何進行通信的？③物聯網是如何感知外部世界的各種信息，又是如何控制這些設備的？④搭建一個物聯網應用，有哪些可以快速入門的服務平臺可以選擇？你想不想像小清一樣，搭建一個簡單的物聯網應用模型？帶著這樣的目標去學習，相信你和小清一樣會學有所獲。

3.活動

遇到的每一個問題，都是一個新的知識點，在課程設計中，筆者將每個知識點都具體到了章節之中，并設置了相關的課堂活動來幫助學生掌握新知，如表2所示。

對于從未動手制作過物聯網作品的學生而言，可能一開始并不確定要做一個怎樣的物聯網應用項目，但隨著課程內容的深入學習，以及小組之間的交流討論，項目方案也會逐漸完善（如表3），參考程序如下頁圖所示。

4.結果

項目完成后，會有交流分享的環節。每個小組制作項目介紹的 PPT，在課堂內展示并推廣本小組的學習成果，教師與其他小組成員進行量化評價，并記錄他們提出的意見。

雖然本范例是以搭建一個LED遠程控制的物聯網應用為例，但不同的小組可根據本小組想法設計不同的物聯網應用項目。可不論哪個項目，都是從情境引出問題，并以解決問題為導向，讓學生進行一系列的新知學習活動。學生在歷經了整個項目從開始到完成的過程后，不但能夠掌握物聯網的基本知識和技能，形成對物聯網的系統認識，還能提升其解決問題、實踐操作及合作探究的能力。

● 結語

隨著信息技術的高速發展，初中物聯網課程迎來了良好的契機。但如何設計課程、組織課程實施方式，使初中生在物聯網知識與技能的學習過程中有成就感、有體驗感、有解決實際問題能力的獲得，是課程設計者需要重點關注的內容。很顯然，項目式學習是該類課程設計需要關注的重點，也期望有越來越多的教師帶著優秀的物聯網項目加入到物聯網課程之中，讓學生能夠真正了解并駕馭物聯網技術。