中學信息技術課的物聯網知識教學探究

馮斌

蕭山區北干初級中學 （浙江省湖州市 313200）

1 引言

物聯網實現了物與物之間的聯系，它是對互聯網的進一步延伸與發展，目前已在我國智能家居、智能交通等方面展示出了強大的功能，極大提高了人們生產生活的便捷度。因此為了進一步培養信息技術人才，中學教師必須及時轉變自己的傳統教學觀念，利用多樣化手段實現物聯網知識在中學信息技術課程中的有效融入。

2 目前我國中學信息技術教學中存在的主要問題

2.1 教學方式單一

中學信息技術有關物聯網部分的授課難度較大，當前教學中形式也相對單一。相較于其他學科涵蓋知識而言，物聯網知識不僅更加抽象不易于學生理解，而且在新課標改革下，教師相關教學經驗相對缺乏，因此對教學形式的探索仍然在進行中。教學方式單一會嚴重影響學生學習積極性和獲得感，除了基礎知識的講解，教師在教學中應將生活中的案例融合到教學中，以便于學生理解，除此之外，還要在教學中多進行實驗設計，讓學生通過親身實踐獲取知識，將多種教學形式糅合使用，往往能夠收獲意想不到的教學效果。

2.2 教師的教學水平有所欠缺

當前中學信息技術物聯網課程教學中，部分教師的教學水平有待提升?，F階段教師考入編制內，并沒有明確的專業限制，導致各專業畢業生踴躍參與，但信息技術這門課程相對于其他學科來說專業性較強，因此在實際授課中不同教師進行教學所形成的教學效果具有很大參差。在這樣的教學背景下，實際教學質量的提升仍有很大難度。除此之外，部分教師在教學中態度不夠認真，僅僅是在課標要求下完成授課任務，對學生實際學習效果如何關注不到位。另外，由于中學生普遍叛逆又好動，如果教師課堂管理不夠嚴厲，實際教學中還要花費很多時間在維持紀律上，導致整體教學效果較差。

2.3 傳統信息技術實驗室的不完善

配套器材的引入在中學信息技術教學中具有重要影響，由于我國各地經濟總體上呈現出區域發展不平衡的趨勢，各地區中學院校的信息技術教學設施也具有較大差異，尤其是部分經濟欠發達地區以及地處偏遠位置的農村地區，由于信息技術實驗室建設不完善，嚴重的影響了正常課程的推進。

正常的機房設備主要包括教師機（服務器）、學生機、網絡設備等。目前，主要使用的計算機以臺式為主，機房通過電子教室軟件進行局域網教學。臺式計算機功能性發揮穩定，能夠很好地承擔計算機應用、程序設計、虛擬仿真等教學任務。但是隨著物聯網課程的融入以及中學信息技術教學不斷改良，傳統的教學器材已經不能滿足新課標要求下的其他實驗課程教學。

傳統機房的布局設置導致整體空間狹小，電腦桌板的阻隔，一方面不利于教師對學生學習狀態進行全面掌握，另一方面在開展小組協作、研討交流和展示活動時，不夠方便。同時電腦桌面僅顯示器、鼠標鍵盤等就占用了大量空間，在進行實驗學習時，桌面空間較小，不能擺放過多的東西，不利于學生進行科學探究型和硬件搭建類實驗操作，嚴重影響了實際教學進程的推進。

另外，當前機房中的硬件措施亟需更新，大部分臺式計算機功能性有限，如果要開展各類信息技術實驗還需要3D 打印機及其耗材、虛擬仿真系統、開源硬件等。部分實驗還要起具備無線網絡、筆記本電腦和平板電腦，因此，為順利推進課程授課，要對當前機房整體布局進行改造，對當前硬件設備進行替換，以滿足新課標下的實驗室建設標準。

3 物聯網知識與中學信息技術知識的有效融合手段

3.1 加強物聯網知識教學與實際生活的聯系

學生學習信息技術與物聯網的目的不僅是豐富自身專業知識儲備，還能使學生更好地與社會相聯系?；谶@一教學目的，中學信息技術教師應在日常教學過程中加強信息技術、物聯網與生活實際的聯系，并利用現實生活中的事物來對中學生進行相關知識理論的滲透，從而增加中學生對物聯網的理解能力，使其能快速掌握物聯網的基礎知識與技巧，提高學生理論聯系實際的能力。

在日常教學過程中，教師可利用手機、計算機等移動終端設備的力量來向學生發布任務、進行信息技術教學。比如，相關教師可創建微信公眾號平臺，并在該平臺上定時發布信息技術與物聯網的相關知識，并讓學生訂閱后利用課余時間自行觀看[1]。除此之外，還可在該平臺中設立留言板塊，邀請學生在每期內容學習結束之后，利用留言板塊發表自己的意見或建議，比如學習收獲、對信息技術和物聯網知識的相關疑問，或是對該平臺的建設意見等，教師可根據學生們的反饋情況采取具有針對性的策略，不斷解答中學生心中的疑惑，同時加強該平臺的規范管理與運營。

為了能進一步調動中學生對信息技術和物聯網的積極性，教師還可在班級內開展“平臺管理輪換制”，每期內容都指派一名同學在平臺進行更新，這樣不僅能拓展教師與學生的交流空間，還能在一定程度上減輕教師的教學負擔，提高學生們的獨立思考能力與動手實踐能力，從而讓中學生真正體會到先進信息技術的重要作用與影響。

3.2 多樣化教學模式的展開

1.小組合作學習

理論知識的學習遠不能支撐中學生信息技術素養的發展，因此中學信息技術教師還應在課堂上適當增加中學生的實際操作環節，比如可利用小組合作教學的方式來讓中學生自行探究信息技術與物聯網的內在聯系。需要注意的是，教師在分組前應先明確班級內學生的個性特征和學習習慣，通常情況下，男生對信息技術的感興趣程度和敏感度要略高于女生，因此為了確保分組的公平性，教師不僅應確保同組人員的學習思維方式和發展特征相一致，還應確保每組之間的男女性別比例趨于一致，分組結束后可根據具體教學任務的內容開展“任務驅動+分組探究”的新型小組教學模式。

比如，教師可在課前先為每個小組發放不同的任務，A 組同學研究物聯網的概念與意義，B 組同學尋找市面上具有特色的智能家居，C 組同學明確物聯網的實現原理，這三組同學在收集好相關資料后交給D 組同學，協助D 組同學完成相應的電子課件，并將該電子課件發給教師。教師可利用學生們自制的課件進行信息技術與物聯網的教學，每一部分都找相應的組內同學進行講解，然后在講解結束之后帶領同學們進行相關的實驗操作，加深學生們對物聯網的印象。

這樣的分工合作使得各個小組能在協調合作的基礎上順利完成自己的任務，不僅能有效實現物聯網與實際生活的有效結合，還能激發中學生對信息技術與物聯網的學習興趣和積極性[2]。與此同時，教師能針對教學內容的不同合理利用小組合作模式進行教學，也在一定程度上反映出教師的教學水平，有利于促進學生對信息技術的進一步理解。

2.物聯網的有效利用

為了促進物聯網在中學信息技術中的有效融合，教師可將物聯網技術帶到日常課堂中來，為學生實地展示物聯網功能的強大。

首先，教師應在充分利用教學環境和具體教學內容的基礎上，對所需使用的設備進行調試，然后將手機的相關APP 與互動課堂相連，并利用手機操控教室內的教學設備進行課前回顧，并在此基礎之上引入以天貓精靈為主的先進智能家居。然后再利用手機的相關功能為同學展示這些智能家居的性能、特點等。其次，教師可利用手機的投屏顯示與屏幕同步功能，向學生演示APP 下載、智能設備互聯、硬件配置等環節的具體操作過程；為了進一步激發中學生對信息技術和物聯網的熱情，教師還可利用語音命令實現對智能設備的控制，并利用手機對這一操作流程進行全流程記錄，在手機自動生成微視頻后上傳到相應平臺中去；最后，教師可利用天貓精靈等物聯網智能設備的強大功能開課堂內開展游戲活動，從而實現將復雜的物聯網知識轉化為易懂知識對學生進行滲透，學生可在教師實踐和游戲過程中加深對信息技術以及物聯網的了解程度，從而充分感受到人工智能與物聯網的獨特魅力。

3.營造物聯網學習的良好氛圍

中學教師在日常教學過程中，應充分利用物聯網來為學生營造一個良好的學習氛圍，并在此基礎上合理設問，抓住中學生的心理特征，使學生在潛移默化中提高對信息技術和物聯網的理解，不斷增強自己的獨立思考能力。

比如，教師可利用小米智能家居來對學生進行物聯網傳感器的演示。首先應將辦公室的監控系統與班級內的互動式白板相連接，然后利用手機的智能家居對辦公室內的空氣凈化器、電水壺等進行遠程控制。這樣一來，學生們的積極性就會被調動出來，教師可趁機對學生進行提問，比如“同學們家里的電器能這樣控制嗎”“你認為老師使用了什么方法完成了這些電器的自動化操作”等，然后先讓同學們自己思考，然后在進行小組討論。討論時間過后隨機找幾位小組成員代表對相關問題進行回答，學生回答結束后還可邀請其他同學進行評價或補充，教師還可在此期間對學生進行傳感器、物聯網等知識的有效滲透與講解，從而簡化物聯網理論的理解難度，方便中學生對物聯網的進一步理解與掌握。

為了增強信息技術教學的氛圍感，在日常教學結束后，教師還可隨機找一名同學到講臺上進行演示。演示內容可根據學生的意愿和其實際水平決定，比如可要求對信息技術掌握較好的同學進行視頻加工操作的演示，而對于那些敏感程度較低、動手實踐能力較弱的同學來說，切不可操之過急，教師應對這類同學進行積極鼓勵，并要求其從簡單操作做起。不僅如此，在這類學生操作結束之后，教師應鼓動全班同學積極鼓掌，對該同學的進步進行公開表揚和祝賀。這樣不僅能使班級內的信息技術教學氛圍變得更加濃厚，還能在一定程度上增強學生的自信心，在激發學生探索欲和求知欲的同時提高中學信息技術教學的效率與質量[3]。

3.3 加強信息技術教師的教學能力與水平

為進一步將物聯網知識更好地進行普及，在新課改過程中，還要提升任課教師教學水平。首先，應及時轉變當前教學理念。在新時代發展背景下，社會發生了巨大變革，教師不能以其自身成長的背景進行授課，綜合考慮學生現有基礎，全面提高當前教學質量，在基礎教學完成之后，還要準備部分案例引導學生進行分析，使其鉆研能力、思辨能力不斷增強。

另外需要注意的是，在實際教學中要將學生作為教學的主體，使其主動進行思考和提問，而不是全面對學生進行僵硬的知識灌注。其次，應不斷提高自己的專業素養。以此為基準，學校應建立定期不定期的培訓課程，無償為信息技術教師提供學習課程，同時還可以組織全體任課教師到各地高?；蛘邫C構進行交流學習，全面提高教師專業素養。除了學校培訓，教師還應自己進行學習，利用互聯網的手段，搜集各種教學資源，借鑒經驗，并以整體學生學習現狀為基礎，打造對應的高效教學課堂。

3.4 建設完善的信息技術實驗室

1.合理規劃信息技術實驗室的空間

中學的信息技術課一般都在機房內進行，而傳統機房雖能與中學階段的相關教學任務相匹配，機房空間的不合理規劃使得一些實踐性的課程無法得到有效展開，比如電腦桌之間的擋板會對學生之間的交流產生一定的阻礙，桌面設備的不合理擺放也使以硬件搭建為主的相關實踐無法順利進行，因此相關學校應提高機房對中學信息技術教學的重視程度，并盡快對現有信息技術實驗室的空間布局進行合理調整。

中學信息技術應擺脫傳統縱向設計模式，按照性能和教學內容的不同進行劃分建造。比如，為了滿足硬件搭建實踐活動的需要，一個信息技術實驗室內應分別包括準備室、實踐教室、展示區。準備室的作用就是存放各類硬件設備和實驗器材，實踐教室就是學生學習信息技術的主陣地，而展示區主要用來展現學生的實踐成果[4]?；谛抡n標的要求，為了滿足項目式信息技術教學的需要，相關機房或實驗室內部應設有大面積操作臺，該操作臺至少要保證3-4 人的同時作業，這樣才能在極大程度上滿足中學生信息技術實踐的需要。為了進一步激發中學生對信息技術與物聯網學習的熱情，學校相關負責人還可將優秀學生作品放入展示區進行展示，并邀請優秀成品的制作者在下一節信息技術時間課開始前進行講話，與其他學生分享自己對信息技術與物聯網的理解，從而增強中學生的自信心與成就感，為教師的教學工作掃清障礙。

與此同時，相關負責人在建造信息技術實驗室時還應將安全問題作為重點考慮對性。由于信息技術實驗室所需設備較多，用電量也較大，因此長期使用過程中可能會出現眾多安全隱患，這就需要相關負責人嚴格落實安全檢查，從設備采購到安裝再到投入使用環節定期進行安全排查，不僅要保證用電安全，還要確保設備的可操作性和穩定性，為中學生的信息技術時間提供良好的技術支撐。

2.為教學工作配備高性能設備

中學信息技術實驗室不僅應配備多媒體等基礎性教學設備，還應在學?？山邮芊秶鷥缺M可能引進新型設備[5]。在此環節中，學校相關負責人應以中學生的教學任務與內容需求為主，然后再對校本課程、STEM 教育等進行考量。由于這一部分會消耗大量資金，因此除了進行采購外，相關負責人還可將已淘汰設備進行重新利用，比如可借助傳統計算機的力量來實現“計算機與局域網組建”這一部分的實踐。

除此之外，軟件建設也是中學信息技術實驗室的重點任務之一，主要包括四個方面。一是要在日常教學過程中增設數字化教學平臺，學?；蚪處熆衫梦锫摼W進行網站自建，該平臺的建設和使用能充分彰顯學校的教學特色，為中學生的學習提供幫助；二是利用云盤等設備對相關學習資源進行存儲，還可在此基礎上增加對信息采集工具的使用，這樣能有效增加教師與學生之間、學生與學生之間的良性互動，從而促進學生對信息技術與物聯網知識的理解與具體應用；三是要加快虛擬平臺的建設。由于眾多實際因素的限制，許多信息技術類實驗無法在課堂上進行實際操作，因此教師可利用虛擬教學平臺向學生進行模擬演示，盡最大可能給予學生良好實踐體驗；四是要推進信息技術實驗教學系統的建設與完善。

4 結束語

綜上所述，在中學信息技術課程中融入物聯網知識的教學已成為社會共識，因此教師應對物聯網知識進行深入了解，在熟練把握其與信息技術的關系下，對中學生進行合理教育。這樣才能充分發揮中學生的主觀能動性，培養和鍛煉其信息技術思維與能力。