浅谈主题化教具在物联网教学中的运用

郝卫

【摘要】“物联网”对学生而言，是一个全新的概念，概念的构建需要一步步累积，在表层到内涵逐步丰富，在了解其基本含义的基础上，才能理解其特征，领会其应用。尝试以教师创意作品——创想图书馆为抓手，创设一体化情境，实施浸润式教学，设置多层次任务，“深度”走近物联网，激发探究兴趣，体验实践过程，成就创新成果。

【关键词】主题化教具 物联网教学 应用

【中图分类号】G64 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2016）36-0111-02

21世纪以来，互联网迅猛发展，学生对互联网的学习、娱乐、交流等功能有一定的体会。被视为互联网的应用扩展的物联网概念正式提出近十年历史，应用创新是物联网发展的核心，在于物体间的通信，以及相互间的在线互动，这是一项很难想象的技术进步，但正逐渐展现在我们眼前。学生或多或少地接触过物联网，如运用手机“我查查”比价等，却不知道这就是物联网的应用。“物联网”对学生而言，是一个全新的概念，概念的构建需要一步步累积，由表层到内涵逐步丰富，在了解其基本含义的基础上，才能理解其特征，领会其应用。

创想是小学高年级段的实践主题，旨在引导学生通过小组合作尝试用传感电子创意设计智能模块及组件、疯狂的毕加索、3D造型模块进行创意设计未来的设施，教室、客厅、游艺室……了解传感电子设备的工作原理，认识电子元件，完成拼装，创意搭建外包装，实现各项功能，初步形成物联网概念，在动手实践、合作探究过程中具有自主观察、自主质疑、自主探索、自主评价与处理信息的能力。拓展思维空间，树立创新意识、合作意识，提升科学素养，体验科技与艺术相结合的魅力。

如何在教学中达成预期的目标呢？尝试以教师创意作品——创想图书馆为抓手，立杆示意，融会贯通。

一、创想图书馆的设计

创想图书馆主要分为三部分：整体外观搭建、传感电子设备创意设计、疯狂毕加索设计与绘画。

1.整体外观凸显地域情怀

图书馆整体为轮船造型，源于生活在海边的孩子们对船那份别样情怀，给予学生生活的构建，更具有亲切感，更易于学生接受。这是运用3D造型模块进行搭建的。

2.传感设备贴合主题特点

根据图书馆的特点，选择了四种电子传感设备进行融合：

（1）Meme卡：这是用身份证号作为编码的身份标签，入馆、室、区的通行证，进馆刷卡，同时人流量计数器数字进一，便于统计和管理。

（2）红外线感应灯：图书馆内全部采用红外线感应灯，当需要查找图书、浏览阅读，范围内的灯自动打开，人离开后，灯自动关闭。

（3）迷你音箱：每一个书架上都有一个图书信息查询器，书架所有图书信息都在上面，通过听取图书概要，选择需要的图书。

（4）防盗报警器：闭馆了，防盗报警器开启，以策安全。

3.毕加索注重创意互动

疯狂的毕加索也是利用3D造型模块进行外观造型，将电子元件进行组装后，因为有轮子、水彩笔，触发红外线感应器，小车运行，画出圆形，在这个基础上再进行未来图书馆的创意绘画，是一个可互动的设备。

二、创想图书馆的使用

这件教具是一件综合性的示范作品，具有可反复拆卸、组装的特点，学生也可操作、使用，在学生物联网概念的形成过程中起到层层推进的作用。

1.情境激趣，初识物联

以一段学生在创想图书馆惬意阅读的情景短片作为开课，学生对短片中图书馆中强大的智能设备兴致勃勃，趁势而动，实物展现创想图书馆，请同学们亲自进行功能操作，对传感设备产生浓厚的兴趣。追问学生：生活中发现哪些地方还用到了传感设备？因为有直观的感知体验，学生结合生活经验举出许多身边的传感装置：自动洗手机、烘干机、烟雾报警器、停车场监控……认识到物联网中的“物”是智能的物，正是这样的电子传感器、电子标签、条形码、二维码等才使这些物拥有“理解、传输信息的能力”，从而成为智能的“物”，理解物联网的目的是为了方便识别、管理和控制。

2.拆件破馆，探寻物联

让学生亲手拆掉创想图书馆，这个“破坏”的过程，学生知道运用3D造型模块进行外观搭建时铆钉的连接、拆卸方法，开始一些“老实”孩子用手去掰离铆钉，没几下，小手就疼了，“偷懒”孩子见此低头到处找东西，试着用配备的扳手来起，自然轻松起下，得意之余发现这两种方法起下的铆钉是不一样的：前者分离，后者仍为一体，再要连接模块时，前者极易松离，后者一步到位，且十分稳固，再也没有“出力不讨好”的了，方法基本掌握；探究疯狂毕加索“三点成面”的基本原则，这是“毕加索”作画的基础，学生在拆装后自然懂得此法则的重要性。学生亲自经历了探究的过程，获得了方法，内化为技能。

在初步感知物联网后，学生对物联网的认识仅仅停留在概念层面，借助于“破坏”的过程，学生探知传感设备组装原理：感知—传输—处理，再将其与“人处理信息的过程”相类比，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工作原理。

3.智慧构建，展望物聯

出示套盒，30多种元件、配件，组成十几种电子设备，学生亦就欣然接受，信手拈来了。接下来小组设计“创想XXX”思路开阔、创意无限，纷纷以未来物联网工程师的身份大展身手。“创想我的教室”，拥有穿衣级别提示、智能监测预警、无线红外布防、远程控制电器等功能；“创想多功能桌椅”配备万向轮、感应锁小书柜、可翻折书板、红外坐姿提醒装置等；“创想会说话的小药箱”，语音说明所吃药品名称、数量、性质等，感应灯自动点亮……心中有蓝图，天地更广阔，基于智慧生活的构建，让学生在现有生活的基础上，创意未来生活，在展示、交流、辩论的后，学生深度感受“物联网”给人们生活带来的便捷。学生满怀憧憬，并朝着这个方向努力，立志将创意变为现实，创客的种子悄然萌发，着眼于学生的终身发展。

三、主题化教具的作用

1.借助主题化教具，创设一体化情境，实施浸润式教学。情境式教学是综合实践活动课程教学常用的教学手段，情境的创设引起学生的学习兴趣，提高学习主动性，增加学习趣味性。借助创想图书馆这一情境，由点及面展开教学，为抽象的物联网这一新生概念赋予具体情境，同时将这一情境贯穿于整节课，使得课堂教学结构更趋于完整，首尾呼应浑然一体，实现了浸润式教学。

2.依托主题化教具，设置多层次任务，“深度”走近物联网。本节课采用“思”“学”“践”“悟”这四个层次的任务引领学生逐步走近物联网，深入了解物联网，通过这四类不同层次的任务，从逻辑思维、语言表达、设计能力等多个角度对学生进行锻炼，使得学生走近物联网不仅仅是走马观花的观赏，而是更有深度的探索与创新。

主题化教具，让抽象变得具体，让复杂变得简单，让枯燥变得生动，期待着哪一天学生变成老师，让创意与精彩不断延伸。