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走近物联网教学设计

发布时间:2018-12-25 01:06:07 文章来源:未来智讯    
    《走近物联网》教学设计作者: 王红兰 陈晓祥 曹恒来   ● 学习对象分析   本课的学习对象是小学五年级学生,这个年龄段的学生生性活泼、好奇心强,观察和分析能力较中年级时有了很大的提高,对事物的认知正逐渐从形象思想向抽象思想过渡。具备了一定的合作学习能力,恰到好处的分工合作,能让每一位学生在合作中突显自己的作用,感受自己存在的价值,在合作中体会团队的力量,领会组内互助的意义。
  21世纪以来,互联网迅猛发展,五年级的学生一直在互联网环境中成长,对互联网的学习、娱乐、交流等功能有一定的体会。虽然物联网是一个全新的观念,但在日常生活中,学生都或多或少地接触过物联网,如运用手机“我查查”比价等,却不知道这便是物联网的应用,这些体验都将有助于学生理解物联网的观念。
  ● 教材分析
  “走近物联网”是苏科版小学信息技能拓展模块III“物联网技能”学习单元的起始课。本节课主要学习内容有:①物联网观念:通过电子传感器、电子标签、摄像头等设备,将所有物品和互联网相连,实现物物相连,以方便识别、管理和抑制;②物联网特征:全面感知、可靠传输、智能处理;③物联网应用:广泛应用于智能家居、智能安防、智能医疗、智能交通等各个领域。这三个学习内容层层递进,环环相扣。
  ● 教学指标
  知识与技术指标:明白物联网的观念;能描述物联网的基本特征,如全面感知、可靠传输、智能处理;能体会生活中常见的物联网应用,如“我查查”、智能摄像头等。
  过程与方法指标:在理解物联网特征的过程中,体会实验―分析―理解的学习方法。体会“分工”和“协作”,感受合作的意义和团队的力量。
  情感立场与价值观指标:在“体验物联网生活”的过程中,感受物联网生活带来的便捷。
  ● 教学重点、难点
  重点:物联网观念及应用。
  难点:物联网的基本特征。
  ● 教学策略
  “物联网”对学生而言,是一个全新的观念,观念的建构需要一步步累积,从表层到内涵逐渐丰富。在明白其基本含义的基础上,才能理解其特征,领会其应用。观念、特征、应用三个学习内容属于层层递进的关系,所以设计了层层递进的(初步感知,认识物联网―动手实践,理解物联网―智慧生活,体验物联网―畅想未来,展望物联网―思想导图,归纳物联网)的学习过程,让学生履历远观―近瞧―进入―展望―归纳的学习过程,让学生在做中学,学中思,真正创设“以学生为中心”的学习情境。
  ● 教学预设
  1.课前谈话,回顾互联网
  师:同学们,你们用过互联网吗?用互联网做什么呢?
  生:查资料、玩游戏、上QQ……
  师:你的父母用互联网做什么呢?
  生:事务、购物、聊天……
  师:互联网为我们提供了虚拟的学习和娱乐的空间,实现了人与人之间零距离的沟通。
  设计意图:熟悉而又感兴趣的话题,容易激起学生的共鸣,使之产生愉悦的情感体验。用上网这个话题进行大略的课前谈话,活跃气氛,让学生以饱满的热情加入到学习中来。而互联网又是物联网的基础,谈论这个话题又为物联网的学习作好铺垫。
  2.初步感知,认识物联网
  师:你们想知道老师近来用互联网做什么了吗?
  活动1:远程监控,感受物联网。
  远程互动:将手机屏幕投射到学生机屏幕上,在手机上打开“小蚁摄像头”程序,远程连接,介绍这是老师的家,和家里的人打招呼……
  师:老师用互联网做什么了?(远程视频、远程监控)是的,那老师家里肯定有个什么设备?(智能摄像头)对,它便是我的千里眼和顺风耳,我能够通过互联网,随时查看家里的情况,不用担心平安问题。手机,便是我的另一个智能大脑。老师刚才已经用互联网实现了一个新的领域的应用,这个领域叫物联网。今天,就让我们一同走近物联网的世界:①看到“物联网”这个名字,你感觉是个什么样的网?②物联网的英文是Internet of Things(IOT),看到这个英文名,你能判断出物联网中的“物”通过什么相连的?
  设计意图:远程监控在家庭中还未普及,学生的知晓率还不高,用手机远程连接智能摄像头进行场内外互动,有效激发了学生的兴趣,同时和后面学习“物联网的特征”遥相呼应。“物联网”这个观念,对学生而言是陌生的,但“互联网”却是相当熟悉的,此处选取知识迁移指引学生根据中文名猜想“物联网是物物相连的网络”,再根据英文名判断通过“互联网”相连,初步建构物联网的观念。
  活动2:视频学习,明白物联网。
  师:这些物是怎么样连入互联网的呢?请各位,边看边思索以下问题(如上页图1)。
  ①智能空调为什么能感受到人的移动?(安装了红外传感器和超声波传感器)
  ②智能冰箱为什么通过显示屏就能够知道冰箱里的库存食物?(食物上有电子标签)
  ③怎么知道产品的产地、价格等信息?(二维码和条形码)
  师:老师的家是通过什么连入互联网,让老师的手机能够看到家里的情况?(摄像头)
  小结,完善物联网观念:通过电子传感器、电子标签、二维码、条形码、摄像头等设备,将所有物品与互联网相连,实现物物相连,以方便识别、管理和抑制。
  设计意图:物联网中的“物”是智能的物,通过观看微视频,帮助学生理解恰是电子传感器、电子标签、二维码、条形码等才使得这些物“拥有理解和传输信息的能力”,从而成为智能的物,再回顾远程监控的应用,进一步充实“物”的观念,理解物联网的目的是为了方便识别、管理和抑制(如上页图2)。   3.动手实践,理解物联网
  师:这些物体是如何进行识别、管理和抑制的呢?我们通过实验来体会一下。
  活动3:小组合作,理解物联网特征。
  ①教导实验,明确步骤。
  实验分三步走。第一步,在组长的带领下,比较实验学习单明白实验内容,认识实验器材;第二步,根据实验学习单,分工做好实验筹备;第三步,教师设置关联,合作完成实验过程,填写实验结果(如图3)。
  ②分组活动,感受物联网事务过程。
  ③分组报告:实验内容、结果。
  ④指引类比:物联网的事务过程非常于一个人在智慧地处理问题(如图4)。
  ⑤归纳特征:全面感知、可靠传输、智能处理。
  设计意图:初步感知物联网后,学生对物联网的认识仅仅停留在观念层面,还不能理解物联网的性子。借助于实验,让学生亲身体验物联网“感知―传输―处理”的事务过程,再将其与“人处理信息的过程”进行类比,得出物联网“全面感知、可靠传输、智能处理”三个基本特征,变抽象为形象,从而深刻理解物联网的事务过程。
  4.智慧生活,体验物联网
  活动4:线上体验,交流感受。
  师:物联网生活是什么样的呢?打开桌面上的“物联网智慧生活线上体验馆”(http://www.iniot.cn/jiajuanquan.aspx)快捷方式,一同体验物联网开启的智慧生活。
  小组自由选择5个体验主题中的一个,体验要求:
  ①在选定的主题下,组内成员选择不同的场景体验。
  ②组内交流:说说你体验了什么场景。
  ③全班交流:小组推荐一名组员说说你们组认为最智慧的场景。
  设计意图:智慧的物联网生活还没有普及,学生生活中的体验尚少,不能对物联网变成一个总体的认识,感受不到物联网生活带来的便捷。线上体验馆提供了5个主题多个场景的体验,让学生选择自己喜欢的场景进行体验,并进行组内交流、小组报告,全面感受物联网给生活带来的巨大变化。再由线上到线下,感受物联网已悄然进入我们的生活。
  5.畅想未来,展望物联网
  师:如果你是物联网工程师,你最想做的事是什么?(播放视频)10年、20年以后,物联网下的我们会怎么生活呢?老师从你们的惊讶声中听出了你们对物联网生活的期待,而老师更对你们充满了期待。因为我坚信未来在你们手中,未来由你们掌控,老师期待智慧的你们,能为各位创造出更智慧的生活方式。
  设计意图:心中有蓝图,天地更宽阔。让学生满怀憧憬,并朝这个方向努力,着眼于学生的终身发展。再通过未来物联网生活视频的播放,让学生深度感受“物联网”给人们生活带来的便捷,进一步激发学生学好“物联网”的决心。
  6.思想导图,归纳物联网
  师归纳:用思想导图理清物联网的观念、特征、应用和前景(如图5)。
  设计意图:思想导图能够让学生迅速产生“头脑风暴”般的体验,将本节课的学习内容迅速串联起来,理清物联网的相关知识,并内化知识。
  点 评
  本课是一节以陈述性技能知识为主的信息技能课。陈述性技能知识虽然在小学信息技能课中所占比率不大,却是信息技能教学的一个难点。就“走近物联网”这一课而言,往往选取“讲授―复述”的方法来向学生讲解物联网相关的观念和应用,并没有关注学生是否真正理解,导致的结果便是学生不是“走近”物联网,而是离“物联网”越来越远。为了克服以往陈述性技能知识教学中的不足,帮助学生在充分理解的基础上掌握物联网的知识,执教教师做了多方面的尝试:
  一是巧用微视频,解读抽象观念。微视频作为一种能够有效呈现教学内容的媒体形式,有着强烈的视觉冲击效果,有利于学生对复杂知识的理解。物联网中的物是如何连入互联网的呢?执教教师精心剪辑了一段介绍物联网的微视频,学生带着问题看完视频后,在交流报告的过程中充实了“物”的观念,逐渐理解物联网中的“物”是智能的物,从而完成知识的建构。
  二是开展体验活动,深化观念理解。人类获取知识的途径主要有直接获取和间接获取,通过实验器材让学生从自身感官直接获取知识,是人与生俱来的技术,更能引起学生的学习兴趣。执教教师精选“海尔Smart Care智能家居套装系统”让学生体验、感受物联网的“感知―传输―处理”事务过程,帮助学生进一步理解物联网。在此基础上,借助“物联网智慧生活线上体验馆”,让学生选择自己喜欢的场景进行体验,全面感受物联网给生活带来的巨大变化。
  三是积极类比,化抽象为具体。类比教学法便是通过与教学内容相似或相通并且与学生较熟悉的事物作类比,以建立知识模型,使抽象问题具体化,复杂问题大略化,进而帮助学生理解新知识。执教教师带领学生亲身体验物联网的事务过程后,将其与“人处理信息的过程”进行类比,得出物联网“全面感知、可靠传输、智能处理”三个基本特征,从而帮助学生深刻理解物联网的性子。
  四是搭建“实验学习单”探究支架,提高活动的有效性。本课中,执教教师为每一小组的实验活动均设计了不同的“实验学习单”,小组成员在“实验学习单”的引导下,认识实验器材,熟悉实验要求,关联实验器材,履历实验过程并填写实验结果。避免学生漫无目的重复尝试,提高了学生实验的效率,使得探究更加有效。
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