初中信息科技跨學科主題項目的設計與實施

摘要：本文以學生核心素養發展為核心，以“在線數字氣象站”項目為實證研究對象，深入剖析其設計與實施過程，旨在探索一條通過實踐活動提升學生信息科技核心素養的新路徑，進而有效提升學生的核心素養。

關鍵詞：初中；信息科技；跨學科；項目式學習

中圖分類號：G434" 文獻標識碼：A" 論文編號：1674-2117（2025）06-0061-03

《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）提出要加強課程實施的情境性和實踐性來促進學習方式的變革，在面向初中生開展的“在線數字氣象站”實踐活動中，以“物聯網實踐與探索”為核心知識設計的具有基礎性、實踐性和綜合性的項目式主題學習活動，兼顧“互聯網應用與創新”和“人工智能與智慧社會”內容模塊，涉及信息科技、數學、物理、地理、藝術等知識。通過“在線數字氣象站”實踐活動，學生會接觸到多個學科領域，從而更容易理解物聯網的概念，明白不同學科是如何相互聯系與支持的。同時，通過實踐活動學生也能感受到互聯網和物聯網給人們的生活、學習和工作方式帶來的改變。因此，筆者在教學實踐中開展了以“在線數字氣象站”項目為實證研究對象的研究，旨在探索提升學生信息科技素養的新路徑。

創設項目模式，重塑教學環境

1.基于真實情境，確定項目主題

新課標視域下的“在線數字氣象站”實踐活動，可以采用項目式學習方式，著眼于體驗真實的問題場景，讓學生對學習的過程感到有意義。本項目分為五個階段，分別是：①項目設計，帶領學生設計調查問卷，分析項目需求，設計作品功能；②技術呈現，指導學生利用器材獲取并分析天氣信息；③功能實現，帶領學生體驗在線數字氣象站的搭建；④造型美化，引導學生將掌控板和外觀設計相結合，合理選材，突出美感；⑤展示分享，輔助學生編寫文稿匯報項目作品。

在第二階段技術呈現課時，學生可以利用測溫儀完成校園氣溫的一周監測，在測溫的過程中，學生會遇到新的問題，教師要帶領學生梳理問題，激發學生的探究欲望。這樣通過體驗真實的問題場景，讓學生對學習的過程感到有意義，進而提升學生的問題解決能力。

2.利用數字化工具，改變學習方式

教師使用萬彩動畫大師制作微課，內容包含物聯網原理講解、Mind+程序編寫、掌控板及相應傳感器連接等實驗過程內容。學生利用微課展開自主學習、合理安排學習進度，利用Mind+軟件、Easy IoT物聯網平臺，親手搭建校園“在線數字氣象站”，感受物聯網技術的獨特魅力。

基于項目學習，踐行實踐探究

在“在線數字氣象站”的項目活動中，筆者帶領學生嘗試運用所掌握的原理和知識開展研究、設計和實踐操作，最終將項目成果應用到真實生活中。具體教學流程如下圖所示。

1.聚焦問題，確定需求

通過問卷調查，快速收集學生對在線數字氣象站的需求：省時、高效、記錄簡單。采用小組合作的方式，讓學生在相互交流中明確需求、完善方案；也可以讓學生快速熟悉所有的數字化工具和設備。小組群策群力結合實際經驗梳理需求，可以將需求考慮得更加全面完善。

2.調查研究，學習支持

師生共同思考、規劃：如何利用手中的物聯網實驗器材等學習資源和已有的知識，以及相關的生活經驗去建構知識體系，實現需求？

學生通過“在線數學氣象站”項目學習平臺完成相關的知識學習與項目規劃。在理解了物聯網三層邏輯結構（感知層、網絡層、應用層）后，利用項目手冊和學習平臺，理清整個項目實施過程及其邏輯思路。

教師引導學生思考“我們要干什么？應該以什么樣的思路去實現它”，帶領學生全盤分析物聯網的三層邏輯結構，并且完成檢查機制的構建。

3.設計制作，測試優化

實踐探究一：氣象數據分析，學習資源推送。學生首先思考“在線數字氣象站”項目需要用到哪些氣象知識，如何獲取天氣信息，以及如何設計相應程序。然后，學生對照項目學習平臺和學習手冊自主學習，了解物聯網概念，學習物聯網相關知識和邏輯結構，利用動畫理解物聯網傳輸協議。在這個過程中，教師引導學生思考實施本項目的最終目的是什么，能完成什么功能、達到什么效果，以及如何更好地去實現。

實踐探究二：操作模擬實驗，個性學習指導。本探究環節需要關注學生思維的培養，學生在實踐中進行問題分解。例如，當學生在物聯網平臺尋找發送的文本信息時，鼓勵學生根據物聯網的三層邏輯結構，完成檢測機制的構建，當程序檢查調試出現問題時，師生一起分析原因，推測出現的問題及解決方案。

實踐探究三：學習平臺共享，平臺多維互動。學生觀察物聯網平臺與掌控板互聯反饋檢測到的氣象數據，理解數據收集與存儲的實際問題，更加直觀地了解基于物聯網平臺完成系統數據的可視化。

學生在平臺中搜索、選取所需的拓展知識和課外資源進行個性化學習，在問卷星完成問卷調查，在學習手冊上記錄自己的觀點、提出建議、互動交流。最后，召開項目總結分享會，展示學生繪制的項目總結的思維導圖，從項目設計（如上頁表1）、實施、評價等維度進行總結評價，讓他們親身體驗物聯實時記錄、反饋控制的過程。

展示項目成果，進行反思優化

1.展示交流，擴充創意

在項目實施過程中，學生可觀看、學習相關微課內容，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秀的作品。

2.評價提升，反思復盤

根據活動的不同階段，為學生提供評價量規，“學習評價表”（如表2）中的項目作品考查的是學生能否發現技術點，“學習表現”考查能否針對問題自主探究、學習相關技術點以及和同學之間的互動交流。“作品分享陳述表”（如表3）考查的是學生對項目的梳理、反思與探討。鼓勵學生在小組的項目探究過程中及時通過圖片、視頻進行記錄，保留本小組完整的實踐記錄，對項目實踐過程中的學習習慣、學習模式以及可改進之處，有更為直接的反思與評價。

結語

本研究證實了“在線數字氣象站”項目在提升學生信息素養方面的有效性，并指出了教育實踐中可以采納的具體策略。例如，在實踐環節，教師要引導學生學習如何一起工作、優勢互補、理解團隊等，這將有助于他們取得更大的成功。

參考文獻：

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

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

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

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

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

[6]王曉荔，王菁，田鈺.在數字化體驗中培養“數字化學習與創新”素養——以“構建物聯網系統原型”項目式學習為例[J].中小學數字化教學，2023（04）：47-51.