初中信息科技跨学科主题项目的设计与实施

摘要：本文以学生核心素养发展为核心，以“在线数字气象站”项目为实证研究对象，深入剖析其设计与实施过程，旨在探索一条通过实践活动提升学生信息科技核心素养的新路径，进而有效提升学生的核心素养。

关键词：初中；信息科技；跨学科；项目式学习

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2025）06-0061-03

《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）提出要加强课程实施的情境性和实践性来促进学习方式的变革，在面向初中生开展的“在线数字气象站”实践活动中，以“物联网实践与探索”为核心知识设计的具有基础性、实践性和综合性的项目式主题学习活动，兼顾“互联网应用与创新”和“人工智能与智慧社会”内容模块，涉及信息科技、数学、物理、地理、艺术等知识。通过“在线数字气象站”实践活动，学生会接触到多个学科领域，从而更容易理解物联网的概念，明白不同学科是如何相互联系与支持的。同时，通过实践活动学生也能感受到互联网和物联网给人们的生活、学习和工作方式带来的改变。因此，笔者在教学实践中开展了以“在线数字气象站”项目为实证研究对象的研究，旨在探索提升学生信息科技素养的新路径。

创设项目模式，重塑教学环境

1.基于真实情境，确定项目主题

新课标视域下的“在线数字气象站”实践活动，可以采用项目式学习方式，着眼于体验真实的问题场景，让学生对学习的过程感到有意义。本项目分为五个阶段，分别是：①项目设计，带领学生设计调查问卷，分析项目需求，设计作品功能；②技术呈现，指导学生利用器材获取并分析天气信息；③功能实现，带领学生体验在线数字气象站的搭建；④造型美化，引导学生将掌控板和外观设计相结合，合理选材，突出美感；⑤展示分享，辅助学生编写文稿汇报项目作品。

在第二阶段技术呈现课时，学生可以利用测温仪完成校园气温的一周监测，在测温的过程中，学生会遇到新的问题，教师要带领学生梳理问题，激发学生的探究欲望。这样通过体验真实的问题场景，让学生对学习的过程感到有意义，进而提升学生的问题解决能力。

2.利用数字化工具，改变学习方式

教师使用万彩动画大师制作微课，内容包含物联网原理讲解、Mind+程序编写、掌控板及相应传感器连接等实验过程内容。学生利用微课展开自主学习、合理安排学习进度，利用Mind+软件、Easy IoT物联网平台，亲手搭建校园“在线数字气象站”，感受物联网技术的独特魅力。

基于项目学习，践行实践探究

在“在线数字气象站”的项目活动中，笔者带领学生尝试运用所掌握的原理和知识开展研究、设计和实践操作，最终将项目成果应用到真实生活中。具体教学流程如下图所示。

1.聚焦问题，确定需求

通过问卷调查，快速收集学生对在线数字气象站的需求：省时、高效、记录简单。采用小组合作的方式，让学生在相互交流中明确需求、完善方案；也可以让学生快速熟悉所有的数字化工具和设备。小组群策群力结合实际经验梳理需求，可以将需求考虑得更加全面完善。

2.调查研究，学习支持

师生共同思考、规划：如何利用手中的物联网实验器材等学习资源和已有的知识，以及相关的生活经验去建构知识体系，实现需求？

学生通过“在线数学气象站”项目学习平台完成相关的知识学习与项目规划。在理解了物联网三层逻辑结构（感知层、网络层、应用层）后，利用项目手册和学习平台，理清整个项目实施过程及其逻辑思路。

教师引导学生思考“我们要干什么？应该以什么样的思路去实现它”，带领学生全盘分析物联网的三层逻辑结构，并且完成检查机制的构建。

3.设计制作，测试优化

实践探究一：气象数据分析，学习资源推送。学生首先思考“在线数字气象站”项目需要用到哪些气象知识，如何获取天气信息，以及如何设计相应程序。然后，学生对照项目学习平台和学习手册自主学习，了解物联网概念，学习物联网相关知识和逻辑结构，利用动画理解物联网传输协议。在这个过程中，教师引导学生思考实施本项目的最终目的是什么，能完成什么功能、达到什么效果，以及如何更好地去实现。

实践探究二：操作模拟实验，个性学习指导。本探究环节需要关注学生思维的培养，学生在实践中进行问题分解。例如，当学生在物联网平台寻找发送的文本信息时，鼓励学生根据物联网的三层逻辑结构，完成检测机制的构建，当程序检查调试出现问题时，师生一起分析原因，推测出现的问题及解决方案。

实践探究三：学习平台共享，平台多维互动。学生观察物联网平台与掌控板互联反馈检测到的气象数据，理解数据收集与存储的实际问题，更加直观地了解基于物联网平台完成系统数据的可视化。

学生在平台中搜索、选取所需的拓展知识和课外资源进行个性化学习，在问卷星完成问卷调查，在学习手册上记录自己的观点、提出建议、互动交流。最后，召开项目总结分享会，展示学生绘制的项目总结的思维导图，从项目设计（如上页表1）、实施、评价等维度进行总结评价，让他们亲身体验物联实时记录、反馈控制的过程。

展示项目成果，进行反思优化

1.展示交流，扩充创意

在项目实施过程中，学生可观看、学习相关微课内容，下载、修改程序模块，在彼此作品交流和欣赏中迭代生成更加优秀的作品。

2.评价提升，反思复盘

根据活动的不同阶段，为学生提供评价量规，“学习评价表”（如表2）中的项目作品考查的是学生能否发现技术点，“学习表现”考查能否针对问题自主探究、学习相关技术点以及和同学之间的互动交流。“作品分享陈述表”（如表3）考查的是学生对项目的梳理、反思与探讨。鼓励学生在小组的项目探究过程中及时通过图片、视频进行记录，保留本小组完整的实践记录，对项目实践过程中的学习习惯、学习模式以及可改进之处，有更为直接的反思与评价。

结语

本研究证实了“在线数字气象站”项目在提升学生信息素养方面的有效性，并指出了教育实践中可以采纳的具体策略。例如，在实践环节，教师要引导学生学习如何一起工作、优势互补、理解团队等，这将有助于他们取得更大的成功。

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