基于新課標的初中信息科技與物聯網融合教學實踐路徑

《義務教育信息科技課程標準（2022年版）》的實施，讓信息科技教育在初中階段的重要性愈發凸顯。信息科技作為培養學生信息素養與創新能力的核心課程，需要注意與時代發展接軌。物聯網技術的快速普及為信息科技教學提供了豐富的資源與應用場景，但如何將其合理融入初中教學體系尚處于探索階段，因此本文立足新課標要求，結合物聯網技術的實際應用，從教學設計、課堂實踐及評價方式出發，探討如何更好地提升學生對信息技術的理解應用能力，同時激發他們對未來科技的興趣。

一、初中信息科技與物聯網融合教學的必要性

科學教育是提升國家科技競爭力、培養創新人才、提高全民科學素養的重要基礎和載體，而初中信息科技教育是科學教育的重要一環，與時俱進尤為重要。

新課標準明確提出信息科技教育注重激發學生對科學和技術的思考，課程內容設計強調從基礎知識的學習到實際應用的拓展。而互聯網的出現極大地擴展了人們的生活、學習和工作空間，推動了物理世界與數字世界相互融合。

信息科技與物聯網、人工智能等前沿科技相融合的教學方式是必要的。在融合教學中，學生主動參與跨學科學習活動，能根據自身的興趣和需求去探索和發現知識，進而在解決實際問題的過程中，構建對物聯網技術的理解與應用能力；在融合教學模式下，學生既獨立學習，也在與他人合作、交流的過程中進行知識的建構，在團隊中分享彼此的見解，借助同伴的知識和教師的引導解決學習中遇到的挑戰，這種學習方式讓學生提高綜合能力，同時也促進知識的應用。

教師作為學生創新能力的引導者，在課程實施過程中，通過項目導向式學習（PBL）和問題解決式學習（IBL）的方法鼓勵學生主動探索、獨立思考與合作創新。學生不僅掌握了計算機操作、網絡應用等基本技能，同時還學會了信息處理、數據分析和編程設計的方法，并在實踐中鍛煉創新思維，全面培養科學素質，從而更好地適應未來社會和科技發展的變化。

二、當前初中信息科技教學面臨的挑戰

（一）教學資源和設備不足

當前大多數學校尤其是農村及偏遠地區的學校，沒有足夠的軟硬件設備支持日常教學的需求，學生沒有足夠的實踐機會，制約了教學效果的提升。信息科技課程本身內容龐雜，雖然互聯網資源豐富，但合理安排課程結構并選擇合適的學習資源進行教學，對于教師的教學能力提出了更高要求。

（二）教師信息技術能力不足

信息科技專職教師的數量遠遠不足，教師雖然具備一定的計算機基礎知識，但專業背景與信息科技教學需求存在差距，信息科技課程的教學質量不高，很難將信息科技的前沿知識與實際教學結合起來。在信息技術日新月異的背景下，教師若不能及時更新自身的知識儲備和教學技能，對編程、物聯網、大數據領域有充分的了解與充足的實踐經驗，將無法應對新的教學需求，限制學生的學習廣度，也容易影響信息科技教育的創新。

（三）學生學習興趣和動機不足

信息科技課程在初中階段的內容較為基礎且實踐性不強，很多學生覺得課程枯燥無味，課程中很多抽象的概念和操作步驟，學生難以理解和掌握，尤其是在沒有實際應用場景的情況下，學生更容易產生抵觸心理。盡管信息科技課程本身具備豐富的實踐潛力，但因為沒有足夠的實踐機會和實驗條件，學生的學習動機就會受到抑制，學習的積極性也會下降。

（四）課程設置與教學內容脫節

當前大多數初中信息科技課程仍然是基礎和單一的計算機操作，不能激發學生對高階技能的興趣，無法與信息技術領域的前沿發展相接軌。在物聯網、人工智能等新興技術日益普及的今天，初中信息科技教學無法及時將這些前沿領域納入課程體系，導致學生對信息技術的了解局限在傳統技術范疇，難以拓展視野。課程內容的脫節讓學生在面對未來科技發展時沒有足夠的知識儲備和應對能力，這就容易影響學生綜合素質的發展。

三、基于新課標的初中信息科技與物聯網融合教學實踐路向

（一）情境創設與項目導向教學

1.情境創設

首先，情境創設要緊密結合學生的實際生活和未來發展需求。這樣能增強學生的代入感和學習動力。新課標提倡通過情境的創設讓學生進人“真實世界\"中，重視利用模擬和實踐任務來讓學生體驗學習的實際意義。針對信息科技與物聯網融合的教學，教師可根據學生所接觸到的現實世界中的物聯網應用場景來設計情境。例如設計“智能家居控制系統\"項目，教師為學生構建一個情境：家中需要利用手機遠程控制燈光、空調等設備滿足節能需求。課程開始時播放實際智能家居應用的短視頻，讓學生感受到物聯網技術給生活帶來的便利，了解物聯網技術如何在家庭生活中發揮作用。學生可以學到物聯網技術的相關知識，了解到技術背后的原理和應用價值。

其次，情境創設要注意層次性。根據學生的知識掌握情況逐步增加情境的復雜度，讓學生在逐步深人的過程中始終保持學習的興趣，這種情境創設的方式讓學生感受到知識與現實的聯系，培養他們的實際問題解決能力。在上例中，分組引導學生通過Arduino平臺，利用傳感器、控制板和簡單的編程設計出智能家居模型，例如可以設計一個基于紅外傳感器的燈光控制系統，燈光根據房間內是否有人自動開啟或關閉。課程結束時，每組學生展示項目成果并進行數據分析，例如通過編程日志記錄燈光響應時間、功耗數據，可以了解其模型的效率。

2.項目導向教學

首先，項目導向教學的核心是設置實際問題。學生圍繞這些實際問題展開自主協作。教師在設計項目時必須保證項目任務能調動學生的積極性，既能挑戰學生的現有知識和能力，又能提供足夠的支持和引導。在信息科技與物聯網融合教學中，教師設計一個“智慧校園管理系統\"的項目，讓學生利用物聯網技術和信息科技知識設計一個解決校園日常管理問題的方案。在這一項目中，學生要掌握如何使用傳感器收集數據、如何分析數據，還要在實際操作中運用編程技能解決技術難題，在解決實際問題的過程中鞏固所學知識，同時提升團隊協作能力。

其次，在項目導向教學過程中教師要及時提供幫助。教師要注意根據學生的實際情況，及時解決學生在項目實施中遇到的困難，同時激勵學生，結合鼓勵與反饋引導他們創新。教師在這一過程中要有敏銳的觀察力，準確判斷學生在項目中的需求和出現的問題，并根據這些情況調整教學策略。教師要注意避免過度干預學生的學習過程，給學生留足夠的自主探索空間，讓他們在實際操作中體驗到成就感，從而提高他們解決問題的能力。

課堂問卷調查結果顯示， 80% 的學生認為情境設計激發學習興趣， 85% 的學生成功完成項目任務，進一步增強了他們對物聯網技術的理解。

總之，精心營造情境，讓學生置身于真實的問題場景中，激發其探索欲望和學習熱情。以項目為導向，讓學生在實際操作中深入理解知識，并將其靈活應用到具體項自中，從而有效提升解決實際問題的能力。

（二）加強學科整合與合作學習

1.學科整合

基于新課標的初中信息科技與物聯網融合教學要打破學科的獨立性，通過跨學科整合來培養學生的綜合應用能力。物聯網涉及計算機科學、電子學、通信技術、數據分析學科知識，而這些知識在實際應用中是交織在一起的。

設計跨學科的教學內容，將數學、物理、信息科技知識進行有機結合，能讓學生在學習過程中理解單一學科的知識，并感受到各學科知識在實際應用中的交互性。例如教師將物聯網傳感器的工作原理與物理學中的電路知識結合起來，幫助學生理解傳感器如何工作，同時運用數學和數據分析知識對傳感器收集到的數據進行分析處理，這種跨學科整合能加深學生對各學科知識的理解。以“物聯網技術在垃圾分類中的應用\"跨學科項目為例，將信息科技與地理、科學學科相結合，提出一個探究性問題：如何利用物聯網技術提升垃圾分類的效率？學生分組分別負責一個子任務：設計垃圾桶的傳感器模塊、分析垃圾分類對環境的影響、計算傳感器成本及使用周期等。在合作學習過程中，學生利用物聯網相關技術設計出一個智能垃圾分類系統：垃圾桶通過RFID標簽和傳感器自動識別垃圾類型并進行分類。結合地理和科學學科知識，學生分析了垃圾分類對本地生態的影響，并用數據展示其潛在效果。一組學生預測：小區采用智能垃圾分類系統可將垃圾分類正確率提升至 85% ，減少 30% 的不可降解垃圾流入環境。

當然，教師在進行跨學科教學時深厚的學科基礎必不可少。教師要根據課程內容的特點和學生的認知水平將不同學科的知識點進行整合，在實際操作中注重設計一些跨學科的項目任務，讓學生在實踐中將不同學科的知識有機結合起來，達到提高學生的綜合能力的目標。

2.合作學習

在跨學科整合的基礎上，利用合作學習進一步促進學生之間的互動協作，激發他們的團隊合作精神，促進集體智慧的生成。在物聯網的學習過程中，要求學生掌握信息科技和物理、數學學科的知識，在實際項目中進行團隊合作，解決實際問題。合作學習能幫助學生發現自己的優勢與不足，學會傾聽他人的意見，以此逐步提升他們的溝通能力；團隊成員之間的知識共享和經驗交流可以激發創新思維，促進學生更好地完成項目任務。根據課后調查結果，超過 80% 的學生表示在跨學科合作中學到了新知識， 70% 的學生認為團隊合作增強了他們解決復雜問題的能力。這表明學科整合和合作學習在培養學生綜合能力方面具有良好的效果。

總之，學科整合打破學科界限，培養學生的綜合思維能力和創新意識，使他們能夠從多維度、多角度去認識和解決問題。合作學習有利于學生培養團隊協作能力、激發學習興趣、提升問題解決能力，促進知識共享，為學生綜合素養的提升和適應未來社會發展奠定基礎。

（三）構建多元評價與反思機制

為了適應新課標對學生全面素質培養的要求，教師應將評價的重點從單純的結果導向轉向過程和發展導向，在信息科技與物聯網的教學實踐中，通過項目設計、實踐活動和課題研究形式觀察學生在實際操作中的表現。在設計一個物聯網監測系統的項目過程中，教師要注意評估學生最終提交的系統方案，關注學生在項目實施過程中的思考，包括學生在小組討論時的貢獻、任務分配的合理性等。這些過程性評價將幫助教師了解學生在學習過程中的成長軌跡，鼓勵學生更加關注自己的學習過程。

除了過程性評價，還要注意構建反思機制。反思是學習過程中不可或缺的一部分，它可以幫助學生從實際經驗中總結出規律，提升自我意識，從而實現知識的內化。在信息科技與物聯網的學習過程中，教師要引導學生在學習的各個環節進行反思，尤其是在項目實施后組織學生進行集體反思，讓學生回顧項目的完成過程，以此分析自己和團隊成員的表現，總結成功的經驗和存在的不足。在一次“智能家居安防系統\"項目評價中，教師采用了多元評價方式。除了關注系統功能是否完善，還對學生在項目中的團隊協作、問題解決思路、創新點等方面進行評分。結果發現，通過過程性評價引導，學生在后續項目中的團隊協作效率提升了 30% ，問題解決能力也提高了很多。同時，在項目后的集體反思環節，學生總結出了20多條優化改進建議，為今后的學習積累了寶貴經驗，有效促進了知識的內化與應用。

（四）加強對信息技術工具和智能平臺的使用

信息技術工具的使用可以打破學習方式單一的局限，提供多元化的學習途徑。教師可以利用互聯網搜索引擎或在線學習平臺讓學生獲取到全球范圍內的最新科技成果和研究動態，利用信息技術工具讓學生在課外擴展自己的知識面，在課堂內外隨時查找和學習相關的資源，這為他們自主學習提供了廣闊的空間。尤其是在物聯網的學習過程中，學生可以結合Arduino等硬件平臺進行編程、連接傳感器和執行實際任務。通過這樣的學習方式，學生將理論與實踐緊密結合，真正理解物聯網的技術特點和應用。

除了硬件平臺，也要注意使用智能平臺，比如信息科技平臺、智慧課堂等。結合智能平臺讓學生根據自身的學習進度和興趣，選擇適合的學習內容和任務，進行自主學習探索。智能平臺還可以實時記錄學生的學習軌跡，分析學生的學習狀態和問題，提供個性化的學習建議。平臺數據顯示，引入物聯網相關學習資源后，初中學生在該平臺的月均學習時長從5小時增長至8小時，學習活躍度提升了60% 。同時，使用Arduino硬件平臺開展實踐教學的學校反饋，學生對物聯網知識的理解深度有所增加，應用能力明顯增強。

綜上所述，信息科技與物聯網的融合教學具有重大的時代意義和價值。其根本目的在于全面提升學生的科學素養，激發并培育他們的創新思維與實踐能力，鼓勵學生“做中學\"“用中學\"“創中學”，這與新時代教育理念高度契合。新課標所強調的培養學生綜合能力的目標，為信息科技與物聯網的融合教學提供了堅實的理論支撐和方向指引。為此，教師要注重做好情境創設、學科整合、項目導向的教學設計，讓學生在實際操作中理解知識并將其應用到具體的項目中，提升解決實際問題的能力。同時，充分發揮信息技術工具和智能平臺的輔助作用，為學生打造更加個性化的學習體驗，極大地增強學生自主學習的動力。這不僅有助于提高教學效果，更順應了教育智能化、個性化的發展趨勢，為培養適應未來社會發展需求的創新型人才奠定堅實基礎。

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責任編輯：丁蔚