中学信息技术课的物联网知识教学探究

2023-12-19冯斌

成长 2023年11期

冯斌

萧山区北干初级中学（浙江省湖州市 313200）

1 引言

物联网实现了物与物之间的联系，它是对互联网的进一步延伸与发展，目前已在我国智能家居、智能交通等方面展示出了强大的功能，极大提高了人们生产生活的便捷度。因此为了进一步培养信息技术人才，中学教师必须及时转变自己的传统教学观念，利用多样化手段实现物联网知识在中学信息技术课程中的有效融入。

2 目前我国中学信息技术教学中存在的主要问题

2.1 教学方式单一

中学信息技术有关物联网部分的授课难度较大，当前教学中形式也相对单一。相较于其他学科涵盖知识而言，物联网知识不仅更加抽象不易于学生理解，而且在新课标改革下，教师相关教学经验相对缺乏，因此对教学形式的探索仍然在进行中。教学方式单一会严重影响学生学习积极性和获得感，除了基础知识的讲解，教师在教学中应将生活中的案例融合到教学中，以便于学生理解，除此之外，还要在教学中多进行实验设计，让学生通过亲身实践获取知识，将多种教学形式糅合使用，往往能够收获意想不到的教学效果。

2.2 教师的教学水平有所欠缺

当前中学信息技术物联网课程教学中，部分教师的教学水平有待提升。现阶段教师考入编制内，并没有明确的专业限制，导致各专业毕业生踊跃参与，但信息技术这门课程相对于其他学科来说专业性较强，因此在实际授课中不同教师进行教学所形成的教学效果具有很大参差。在这样的教学背景下，实际教学质量的提升仍有很大难度。除此之外，部分教师在教学中态度不够认真，仅仅是在课标要求下完成授课任务，对学生实际学习效果如何关注不到位。另外，由于中学生普遍叛逆又好动，如果教师课堂管理不够严厉，实际教学中还要花费很多时间在维持纪律上，导致整体教学效果较差。

2.3 传统信息技术实验室的不完善

配套器材的引入在中学信息技术教学中具有重要影响，由于我国各地经济总体上呈现出区域发展不平衡的趋势，各地区中学院校的信息技术教学设施也具有较大差异，尤其是部分经济欠发达地区以及地处偏远位置的农村地区，由于信息技术实验室建设不完善，严重的影响了正常课程的推进。

正常的机房设备主要包括教师机（服务器）、学生机、网络设备等。目前，主要使用的计算机以台式为主，机房通过电子教室软件进行局域网教学。台式计算机功能性发挥稳定，能够很好地承担计算机应用、程序设计、虚拟仿真等教学任务。但是随着物联网课程的融入以及中学信息技术教学不断改良，传统的教学器材已经不能满足新课标要求下的其他实验课程教学。

传统机房的布局设置导致整体空间狭小，电脑桌板的阻隔，一方面不利于教师对学生学习状态进行全面掌握，另一方面在开展小组协作、研讨交流和展示活动时，不够方便。同时电脑桌面仅显示器、鼠标键盘等就占用了大量空间，在进行实验学习时，桌面空间较小，不能摆放过多的东西，不利于学生进行科学探究型和硬件搭建类实验操作，严重影响了实际教学进程的推进。

另外，当前机房中的硬件措施亟需更新，大部分台式计算机功能性有限，如果要开展各类信息技术实验还需要3D 打印机及其耗材、虚拟仿真系统、开源硬件等。部分实验还要起具备无线网络、笔记本电脑和平板电脑，因此，为顺利推进课程授课，要对当前机房整体布局进行改造，对当前硬件设备进行替换，以满足新课标下的实验室建设标准。

3 物联网知识与中学信息技术知识的有效融合手段

3.1 加强物联网知识教学与实际生活的联系

学生学习信息技术与物联网的目的不仅是丰富自身专业知识储备，还能使学生更好地与社会相联系。基于这一教学目的，中学信息技术教师应在日常教学过程中加强信息技术、物联网与生活实际的联系，并利用现实生活中的事物来对中学生进行相关知识理论的渗透，从而增加中学生对物联网的理解能力，使其能快速掌握物联网的基础知识与技巧，提高学生理论联系实际的能力。

在日常教学过程中，教师可利用手机、计算机等移动终端设备的力量来向学生发布任务、进行信息技术教学。比如，相关教师可创建微信公众号平台，并在该平台上定时发布信息技术与物联网的相关知识，并让学生订阅后利用课余时间自行观看[1]。除此之外，还可在该平台中设立留言板块，邀请学生在每期内容学习结束之后，利用留言板块发表自己的意见或建议，比如学习收获、对信息技术和物联网知识的相关疑问，或是对该平台的建设意见等，教师可根据学生们的反馈情况采取具有针对性的策略，不断解答中学生心中的疑惑，同时加强该平台的规范管理与运营。

为了能进一步调动中学生对信息技术和物联网的积极性，教师还可在班级内开展“平台管理轮换制”，每期内容都指派一名同学在平台进行更新，这样不仅能拓展教师与学生的交流空间，还能在一定程度上减轻教师的教学负担，提高学生们的独立思考能力与动手实践能力，从而让中学生真正体会到先进信息技术的重要作用与影响。

3.2 多样化教学模式的展开

1.小组合作学习

理论知识的学习远不能支撑中学生信息技术素养的发展，因此中学信息技术教师还应在课堂上适当增加中学生的实际操作环节，比如可利用小组合作教学的方式来让中学生自行探究信息技术与物联网的内在联系。需要注意的是，教师在分组前应先明确班级内学生的个性特征和学习习惯，通常情况下，男生对信息技术的感兴趣程度和敏感度要略高于女生，因此为了确保分组的公平性，教师不仅应确保同组人员的学习思维方式和发展特征相一致，还应确保每组之间的男女性别比例趋于一致，分组结束后可根据具体教学任务的内容开展“任务驱动+分组探究”的新型小组教学模式。

比如，教师可在课前先为每个小组发放不同的任务，A 组同学研究物联网的概念与意义，B 组同学寻找市面上具有特色的智能家居，C 组同学明确物联网的实现原理，这三组同学在收集好相关资料后交给D 组同学，协助D 组同学完成相应的电子课件，并将该电子课件发给教师。教师可利用学生们自制的课件进行信息技术与物联网的教学，每一部分都找相应的组内同学进行讲解，然后在讲解结束之后带领同学们进行相关的实验操作，加深学生们对物联网的印象。

这样的分工合作使得各个小组能在协调合作的基础上顺利完成自己的任务，不仅能有效实现物联网与实际生活的有效结合，还能激发中学生对信息技术与物联网的学习兴趣和积极性[2]。与此同时，教师能针对教学内容的不同合理利用小组合作模式进行教学，也在一定程度上反映出教师的教学水平，有利于促进学生对信息技术的进一步理解。

2.物联网的有效利用

为了促进物联网在中学信息技术中的有效融合，教师可将物联网技术带到日常课堂中来，为学生实地展示物联网功能的强大。

首先，教师应在充分利用教学环境和具体教学内容的基础上，对所需使用的设备进行调试，然后将手机的相关APP 与互动课堂相连，并利用手机操控教室内的教学设备进行课前回顾，并在此基础之上引入以天猫精灵为主的先进智能家居。然后再利用手机的相关功能为同学展示这些智能家居的性能、特点等。其次，教师可利用手机的投屏显示与屏幕同步功能，向学生演示APP 下载、智能设备互联、硬件配置等环节的具体操作过程；为了进一步激发中学生对信息技术和物联网的热情，教师还可利用语音命令实现对智能设备的控制，并利用手机对这一操作流程进行全流程记录，在手机自动生成微视频后上传到相应平台中去；最后，教师可利用天猫精灵等物联网智能设备的强大功能开课堂内开展游戏活动，从而实现将复杂的物联网知识转化为易懂知识对学生进行渗透，学生可在教师实践和游戏过程中加深对信息技术以及物联网的了解程度，从而充分感受到人工智能与物联网的独特魅力。

3.营造物联网学习的良好氛围

中学教师在日常教学过程中，应充分利用物联网来为学生营造一个良好的学习氛围，并在此基础上合理设问，抓住中学生的心理特征，使学生在潜移默化中提高对信息技术和物联网的理解，不断增强自己的独立思考能力。

比如，教师可利用小米智能家居来对学生进行物联网传感器的演示。首先应将办公室的监控系统与班级内的互动式白板相连接，然后利用手机的智能家居对办公室内的空气净化器、电水壶等进行远程控制。这样一来，学生们的积极性就会被调动出来，教师可趁机对学生进行提问，比如“同学们家里的电器能这样控制吗”“你认为老师使用了什么方法完成了这些电器的自动化操作”等，然后先让同学们自己思考，然后在进行小组讨论。讨论时间过后随机找几位小组成员代表对相关问题进行回答，学生回答结束后还可邀请其他同学进行评价或补充，教师还可在此期间对学生进行传感器、物联网等知识的有效渗透与讲解，从而简化物联网理论的理解难度，方便中学生对物联网的进一步理解与掌握。

为了增强信息技术教学的氛围感，在日常教学结束后，教师还可随机找一名同学到讲台上进行演示。演示内容可根据学生的意愿和其实际水平决定，比如可要求对信息技术掌握较好的同学进行视频加工操作的演示，而对于那些敏感程度较低、动手实践能力较弱的同学来说，切不可操之过急，教师应对这类同学进行积极鼓励，并要求其从简单操作做起。不仅如此，在这类学生操作结束之后，教师应鼓动全班同学积极鼓掌，对该同学的进步进行公开表扬和祝贺。这样不仅能使班级内的信息技术教学氛围变得更加浓厚，还能在一定程度上增强学生的自信心，在激发学生探索欲和求知欲的同时提高中学信息技术教学的效率与质量[3]。

3.3 加强信息技术教师的教学能力与水平

为进一步将物联网知识更好地进行普及，在新课改过程中，还要提升任课教师教学水平。首先，应及时转变当前教学理念。在新时代发展背景下，社会发生了巨大变革，教师不能以其自身成长的背景进行授课，综合考虑学生现有基础，全面提高当前教学质量，在基础教学完成之后，还要准备部分案例引导学生进行分析，使其钻研能力、思辨能力不断增强。

另外需要注意的是，在实际教学中要将学生作为教学的主体，使其主动进行思考和提问，而不是全面对学生进行僵硬的知识灌注。其次，应不断提高自己的专业素养。以此为基准，学校应建立定期不定期的培训课程，无偿为信息技术教师提供学习课程，同时还可以组织全体任课教师到各地高校或者机构进行交流学习，全面提高教师专业素养。除了学校培训，教师还应自己进行学习，利用互联网的手段，搜集各种教学资源，借鉴经验，并以整体学生学习现状为基础，打造对应的高效教学课堂。

3.4 建设完善的信息技术实验室

1.合理规划信息技术实验室的空间

中学的信息技术课一般都在机房内进行，而传统机房虽能与中学阶段的相关教学任务相匹配，机房空间的不合理规划使得一些实践性的课程无法得到有效展开，比如电脑桌之间的挡板会对学生之间的交流产生一定的阻碍，桌面设备的不合理摆放也使以硬件搭建为主的相关实践无法顺利进行，因此相关学校应提高机房对中学信息技术教学的重视程度，并尽快对现有信息技术实验室的空间布局进行合理调整。

中学信息技术应摆脱传统纵向设计模式，按照性能和教学内容的不同进行划分建造。比如，为了满足硬件搭建实践活动的需要，一个信息技术实验室内应分别包括准备室、实践教室、展示区。准备室的作用就是存放各类硬件设备和实验器材，实践教室就是学生学习信息技术的主阵地，而展示区主要用来展现学生的实践成果[4]。基于新课标的要求，为了满足项目式信息技术教学的需要，相关机房或实验室内部应设有大面积操作台，该操作台至少要保证3-4 人的同时作业，这样才能在极大程度上满足中学生信息技术实践的需要。为了进一步激发中学生对信息技术与物联网学习的热情，学校相关负责人还可将优秀学生作品放入展示区进行展示，并邀请优秀成品的制作者在下一节信息技术时间课开始前进行讲话，与其他学生分享自己对信息技术与物联网的理解，从而增强中学生的自信心与成就感，为教师的教学工作扫清障碍。

与此同时，相关负责人在建造信息技术实验室时还应将安全问题作为重点考虑对性。由于信息技术实验室所需设备较多，用电量也较大，因此长期使用过程中可能会出现众多安全隐患，这就需要相关负责人严格落实安全检查，从设备采购到安装再到投入使用环节定期进行安全排查，不仅要保证用电安全，还要确保设备的可操作性和稳定性，为中学生的信息技术时间提供良好的技术支撑。

2.为教学工作配备高性能设备

中学信息技术实验室不仅应配备多媒体等基础性教学设备，还应在学校可接受范围内尽可能引进新型设备[5]。在此环节中，学校相关负责人应以中学生的教学任务与内容需求为主，然后再对校本课程、STEM 教育等进行考量。由于这一部分会消耗大量资金，因此除了进行采购外，相关负责人还可将已淘汰设备进行重新利用，比如可借助传统计算机的力量来实现“计算机与局域网组建”这一部分的实践。

除此之外，软件建设也是中学信息技术实验室的重点任务之一，主要包括四个方面。一是要在日常教学过程中增设数字化教学平台，学校或教师可利用物联网进行网站自建，该平台的建设和使用能充分彰显学校的教学特色，为中学生的学习提供帮助；二是利用云盘等设备对相关学习资源进行存储，还可在此基础上增加对信息采集工具的使用，这样能有效增加教师与学生之间、学生与学生之间的良性互动，从而促进学生对信息技术与物联网知识的理解与具体应用；三是要加快虚拟平台的建设。由于众多实际因素的限制，许多信息技术类实验无法在课堂上进行实际操作，因此教师可利用虚拟教学平台向学生进行模拟演示，尽最大可能给予学生良好实践体验；四是要推进信息技术实验教学系统的建设与完善。