六年級信息科技項目化教學實施探索

【摘 要】隨著新課標的頒布，以及基于核心素養的課程設置，項目的設計如何與學科內容相融合，如何在項目中融合知識與技能，尤其是基于核心素養培養的項目化學習模式如何開展具體的實踐研究等，成為一股熱潮。在六年級信息科技教學過程中，采用項目化教學形式可以讓學生在真實的學習情境中發現問題、查找資料、規劃設計問題解決方案、解決問題，并將學習結果以項目的形式呈現與分享，促進學生信息科技核心素養的提升。

【關鍵詞】信息科技 項目化教學 核心素養

項目化學習是學生在真實而富有吸引力的情境中，展開對復雜真實問題的探究，也是設計、規劃、實施項目任務并將成果共享，最終實現認知和理解問題、培養高階思維能力的過程。夏雪梅老師指出，項目化學習不僅要聚焦學科知識，還要在解決問題中聯系不同學科、聯系學科與生活、聯系學科與人際交往。而項目化學習活動以其高情境性、高參與度、高協作性等特征給人工智能的開展提供了方法支撐。因此，在小學信息科技中開展項目化教學具有非常重要的實踐意義。下面筆者以“傳感器與感知系統”第二課時“超聲波傳感器”一課的教學為例，談談自己的探索和思考。

一、背景分析

六年級信息科技的內容主要包括機器人技術、物聯網技術和人工智能技術的基本概念、體驗應用，側重于生活中的機器人、物聯網，以及人工智能體驗感悟和應用。學生在學習過程中能夠接觸、了解和體驗機器人技術、物聯網技術和人工智能技術，關注過程與控制，可以初步利用自主可控技術，構建過程與控制系統。超聲波傳感器是硬件使用的一部分，在生活中應用非常廣泛，但是學生常見的超聲波的應用有一定的局限性，親身體驗過超聲波應用的學生很少，或者是體驗過卻不知道那就是超聲波，關于超聲波傳感器的應用也是一知半解。到底超聲波傳感器在我們生活中的應用有哪些呢？

課前分好小組，在學生體驗的基礎上，用項目化學習的方式讓學生了解為什么要安裝倒車雷達。在解決倒車隱患的過程中，幫助學生了解超聲波的工作原理，了解超聲波傳感器，并且以設計不同的倒車雷達系統作品的形式進行展示，提升學生的信息意識，培養學生分析問題、解決問題的能力和綜合實踐能力等。

二、教學過程

1.生活情境驅動，引發思考

教師播放“倒車”視頻。

師：同學們看完“倒車”視頻后，誰能說一下，為什么視頻中的車輛在倒車時會發出警報的聲音呢？為什么設計車時要有這個功能？

（學生思考交流、分析。）

師（總結）：因為超聲波傳感器感應到后面的障礙物，發出警報聲，這一功能是為了防撞、為了安全。

師：有哪名同學見過超聲波傳感器？

學生討論交流生活中見到的超聲波傳感器的形狀。

師：你說得非常形象，超聲波傳感器有兩只小眼睛，分別叫發射器和接收器，它們和控制部分一起組成了超聲波傳感器。

師：那么，你能說說倒車雷達中的超聲波傳感器的工作原理嗎？

生：發射一道聲波，聲波接觸到障礙物，會反彈回來，被接收器收到，就會發出警報聲。

師（出示課題）：認識超聲波傳感器。

師：今天我們一起認識超聲波傳感器，了解車上的倒車雷達，并設計具有智能化、人性化的倒車雷達。

【評析】機器人技術、物聯網技術和人工智能技術中涉及生活中一些常用的傳感器，如紅外探測器、超聲波傳感器、光敏感知、溫度傳感器等。這些傳感器在學生的真實生活中的不同領域被廣泛應用。對于傳感器的功能原理及在生活中各領域各場景的應用，學生并不熟悉。教師引導學生進行項目化學習，選擇學生熟悉的生活情境—“倒車情境”，確定項目化學習主線，對接問題驅動，刺激學生的感官，引導學生快速進入學習狀態。

2.項目任務分層，促進探究

教師出示兩張不同超聲波傳感器的圖片。

師：這兩個都是超聲波傳感器，雖然外觀有點不一樣，但它們的組成部分都是一樣的。今天我們要使用的就是這個黑色的，大家可以打開器材盒，拿出來看一看。

師（出示任務）：請對照管腳說明書，把超聲波傳感器與主控板連接好（每個品牌的超聲波管腳設置不一樣，可以根據說明書來設置）。

學生按照管腳連接說明書連接管腳。

師：連接好的舉起來給老師看一看。大家做得非常棒，接下來就讓我們一起來體驗一下超聲波傳感器測距吧。

學生打開編程軟件Mixly，找到超聲波傳感器模塊。

師：找到的同學思考并與同桌討論，怎么才能知道你的超聲波測到的距離呢？

生：超聲波發射器發射聲波，聲波接觸到障礙物后會反彈回來，被接收器收到?？諝庵械穆曀僖阎?，通過比較收、發聲波的時間差就可以計算出與障礙物的距離。

師：那怎么可以看到超聲波測得的距離呢？

學生思考并討論。

師：我們可以通過串口監視器，來看到測得的距離。串口監視器，串口是一種擴展接口，可以進行主控板和電腦之間的數據傳輸，把主控板上超聲波測到的距離傳輸到電腦上，然后通過串口打印，顯示在監視器上。

師（出示任務）：你們找一找串口模塊，并試一試，用超聲波測量3段不同距離的障礙物，并記錄下串口監視器的數據。

教師分發作為障礙物的木板，由學生操作。

師：你們是怎么測量的？

生1：我們組是把障礙物木板放在隨機位置。

師：你們是隨機測的。

生2：我們組是用障礙物木板由遠到近測量的。

師：原來你們是從遠到近測的。那你們測到的最大距離是多少？

生1：1200 mm。

生2：300 mm。

師：你有沒有試一下，我們這個超聲波傳感器可以測到的最大距離是多少？

生：1200 mm。

師：我們這個超聲波傳感器可以測到的最大距離是1200mm。當然不同型號功率的，最大距離也會不一樣。

教師出示8輛手工制作的小車。

師（出示任務）：接下來我們也來制作一個倒車雷達。這8輛手工制作的小車，還沒有安裝倒車雷達，需要你們幫忙給它們設計智能化、人性化的倒車雷達并安裝上，消除安全隱患。

師：你會怎樣設計小車上的倒車雷達呢？

學生小組討論。

生1：如果超聲波測距小于100 mm，蜂鳴器就響。

生2：如果超聲波測距小于500 mm，蜂鳴器就響一聲；如果超聲波測距小于300 mm，蜂鳴器就連續響兩聲；如果超聲波測距小于100 mm，就持續響。

教師總結并把學生的回答通過流程圖進行展示。

師：那程序應該怎么寫呢？

生：用3個“如果……那么……”。

師：有了設計思路，大家趕緊動起來吧。（出示任務）設計倒車雷達的程序，測試并且完善程序，小組分工把超聲波安裝到小車上。

學生小組設計，分工完成各組的倒車雷達，教師巡視，并將學生寫的程序拍照上傳到QQ上，供其他學生學習。

【評析】以設計“倒車雷達”為項目主線，圍繞項目分層設計任務，讓學生在了解超聲波測距的基礎上體驗超聲波測距。測距的過程中，蘊含了科學學科方法和學科思維。體驗過后，再讓學生設計各組的倒車雷達，教師用流程圖的方式幫助學生梳理流程。這樣教學，讓學生有了切身的體驗，降低了學生完成任務的難度。

3.項目展示分享，相互點評

師：大家做得差不多了，哪個組來秀一秀你們的倒車雷達？展示的時候，請對照程序，1人介紹設計，1人介紹程序，程序和設計同步，2人進行演示。最后看看你們組能得幾顆星，見表1。

表1" "評價標準

師：第1組，請上臺展示，其他組做好點評準備。

組1展示：我們組設計的小車倒車雷達是當傳感器距離障礙物大于150 mm且小于300 mm時，發出滴滴滴三短聲；當傳感器距離障礙物小于150 mm時，發出滴一長聲，并且倒車燈持續閃爍。蜂鳴器發出的聲音不僅可以提醒司機，還可以提醒路人；倒車燈的閃爍，是雙重提醒，提醒路人避讓，同時也可以提醒聾啞人。

師：組1的設計很人性化，還考慮到了聾啞人，哪個同學來對他們進行整體的點評？請組3的代表來點評。

學生點評，小組根據點評進行作品完善。

【評析】學生把項目以作品的形式表現出來，并在作品完成后，進行小組交流分享，交流本組的方案設計、制作過程，展示本組的項目結果。組與組之間相互評價，給學生提供項目化學習評價支架，引導學生從語言表達、思維表現、小組合作，以及作品完成度方面進行多方面的評價。學生在成就感滿滿的同時，語言表達、小組合作等綜合素養也得到提升。

4.項目提升拓展，總結回顧

教師播放《超聲波傳感器的應用》的視頻。

師：剛剛我們一起通過分析功能、設計程序、實物模擬，制作了倒車雷達。其實，超聲波的本領可大著呢，我們一起來看一看。請你們看視頻后說說在我們生活中還有哪些地方用到了超聲波傳感器。

學生觀看視頻，交流并得出，在生活中超聲波傳感器還用于測量水位、醫院超聲檢查、無人駕駛車等方面。

師（布置作業）：你還能用超聲波傳感器做出哪些為我們學習生活服務的、有意義的作品嗎？

學生討論。

師：今天同學們通過積極思考、小組合作探究，認識了超聲波傳感器，并且設計制作了各種各樣的含有倒車雷達功能的小車。同學們還想出了很多有創意的超聲波傳感器的作品。你們的想象力和創新力是無窮的，以后遇到問題，都可以像今天這樣去一步一步解決。

【評析】項目化學習最重要的價值是對問題持續不斷地探索，這是學習的本質。在倒車雷達設計完成后，教師可以將問題延伸，探求超聲波傳感器的其他用途，通過視頻，創造條件激發學生進行“超聲波傳感器綜合應用”作業設計，激活了學生相關的知識儲備，促進學生形成可遷移的思維方式。

三、教學反思

通過實踐探索和思考，筆者認為在小學六年級信息科技課程中實施項目化教學，有利于促使學生對知識的理解和對知識的綜合運用，很大程度上提高了學生學習的積極性，促進了學生積極思考、團隊協作、動手實踐、解決實際問題，在完成項目的同時突破原有思維的限制。

項目化學習是學與教方式的變革。項目化學習的模式為小學信息科技教學的開展提供了支架，通過設置項目化學習的驅動性問題，尋找學科與真實世界的交織點，給學生以真實的情境和真實的挑戰，讓學生在真實的情境中感悟體驗人工智能，綜合運用多學科知識將項目成果以作品的形式表達出來。如“超聲波傳感器”這課從生活實例出發，用設計倒車雷達解決倒車安全隱患作為項目主線，貫穿整個項目化學習過程，簡單形象地讓學生認識超聲波傳感器。讓學生在情境中充分體驗及應用超聲波傳感器，通過作品的形式展示項目化學習的成果，最后將項目化學習延伸，激發學生對問題持續不斷的探索。

六年級信息科技教學目標指向培養學生的信息素養和高階思維。實施項目化教學時，教師需要基于課程標準，以課程理念為引領，結合不同內容模塊要求，梳理提煉知識，讓知識結構化。注意避開那些只看結果不看過程的淺項目化學習、只動手不動腦的純低階思維項目設計，注意收集項目化學習的資源，進行項目化學習的科學評價，真正發揮項目化學習的作用。

【參考文獻】

[1]夏雪梅.項目化學習設計[M].北京：教育科學出版社，2020.

[2]謝忠新，曹楊璐，李盈.中小學人工智能課程內容設計探究[J].中國電化教育，2019（4）.