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以核心素养为导向的初中信息科技跨学科项目式教学设计
摘要:本文探讨了以核心素养为导向的初中信息科技跨学科项目式教学方法,旨在通过跨学科整合与项目式学习相结合,提升学生的信息素养、计算思维、数字化学习与创新能力及信息社会责任等核心素养。此外,本文还分析了跨学科项目式教学的意义与设计原则,提出了具体的教学实施策略,并结合实际案例展示了该方法的应用效果。研究结果表明,该方法能够有效促进学生在信息科技领域的全面发展,为培养适应未来社会需求的人才提供有力支持。
关键词:核心素养;初中信息科技;跨学科项目式教学;计算思维;数字化学习与创新
引言
在信息技术快速发展的今天,发展学生信息科技核心素养已经成为教育领域中的一项重要工作。以核心素养为导向的教育改革需要教师在传授知识的同时,重视对学生综合能力以及社会适应能力的培养。初中信息科技课程是学生信息素养与创新能力培养的重要方式,必须不断地探索出适应学生成长需要的新型教学方法。跨学科项目式教学是一种创新性教学模式,它通过对不同学科知识与技能的融合,利用项目这一载体使学生能够在解决现实问题的过程中获得学习与发展,为核心素养信息科技人才培养提供新的思路。
一、跨学科项目式教学的含义及设计原则
跨学科项目式教学注重各学科之间的相互交叉、相互融合,其目的是通过综合多学科知识来解决实际问题,发展学生的综合能力、创新思维等。将跨学科项目式教学引入信息科技课程,有利于突破学科壁垒,推动学生充分理解和运用信息技术。在跨学科项目式教学活动设计中,要遵循如下原则:第一,以学生为本,注重学生的兴趣与需要;第二,突出实践性与探究性,使学生在动手中学习,学会操作[1]。
二、基于核心素养指导下初中信息科技跨学科项目式教学的方法
(一)明确项目主题
在明确初中信息科技跨学科项目式教学这一项目上,本文选取了“物联网”为出发点,目的在于通过这一前沿科技领域来引导学生对信息技术和现实世界深度融合进行探究,发展他们的信息素养、创新思维和跨学科整合能力。物联网是下一代信息技术的一个重要组成部分,它涉及到传感器、网络通信和数据处理等诸多技术领域,具有广阔的应用场景,例如智能家居、智能交通、环境监测等,这些都为跨学科项目式教学的开展提供了大量材料与广阔探索空间[2]。“物联网”主题项目可设计成“智能家居系统的设计和实现”项目,本项目要求学生既要掌握物联网基本概念、原理,又要懂得智能家居系统组成、功能和设计原则。通过该项目的开展,学生们将会学到如何把物联网技术运用到现实当中去,在提升生活质量的同时,培养自身的实践能力以及创新意识。如学生可设计和实现基于物联网的智能照明系统,该系统可根据环境光线强度来自动调整灯光亮度,或者通过手机APP遥控灯光开关进行智能化管理。
(二)建立跨学科的项目团队
在“物联网”跨学科项目式教学过程中,建立高效、合作的项目团队,是保证项目顺利实施的关键所在。项目团队主要由信息科技教师、物理教师、数学教师和学生代表组成,由多个学科的成员参与,负责该项目的策划、执行和评估[3]。
信息科技教师是该项目的主导人员,需要承担物联网技术引入、编程指导和数据处理教学任务,物理教师能够帮助学生了解传感器工作原理、电路设计以及其他物理基础知识。数学教师有能力协助学生解决物联网系统中的数据分析、算法优化等数学问题。学生代表的职责是确保团队成员间的有效沟通和合作,以保证项目能够按照预定计划顺利推进。在团队组建过程中,教师要充分考虑到学生的专长与兴趣,促使学生依据自身优势来选择合适的人物与任务。比如善于编程的同学就能承担物联网系统软件开发工作;有兴趣学习电子电路的同学,可承担硬件设计和构建工作;擅长数据分析的同学,则能承担数据处理和可视化展示任务。团队成员通过明确分工和合作,可以发挥自身优势共同促进项目推进。
以“智能家居系统的设计和实现”这一项目为背景,团队可以被细分为软件开发团队、硬件设计团队以及数据分析团队等几个子团队。软件开发组完成了手机APP与物联网平台通信程序的开发,硬件设计组对智能照明系统电路及传感器网络进行了设计与构建,数据分析组的主要职责是搜集和分析系统的运行数据,以便为系统优化提供科学依据。各个团队需要保持紧密的交流与合作,以保证项目顺利进行并取得预期结果。
(三)开展项目学习
在“物联网”跨学科项目式教学实施环节中,教师要引导学生以探究式与合作式的学习模式深刻认识与把握物联网技术的核心概念与应用技能。
以“智能家居系统的设计和实现”这一项目为背景,我们可以将项目的学习过程划分为几个主要阶段:
需求分析及计划:项目启动前,教师需要组织学生进行智能家居系统需求调查分析,确定功能需求及性能指标。学生可通过问卷调查和访谈的形式搜集用户的意见,从而为系统设计奠定基础。以此为基础,学生可编制项目计划并确定每个阶段任务及时间节点。
技术学习和准备工作:项目学习期间,老师需要向学生提供物联网技术学习所需的资源,例如教材、教程和在线课程。学生既可通过自主学习也可通过小组合作学习获得物联网技术基础知识、编程技能和硬件设计搭建方法。同时,教师也需要指导学生理解智能家居系统相关的标准与规范,保证系统设计符合安全性。
成果展示及评价:项目学习完成之后,学生需要展示并评价其结果。其中包括项目报告、系统演示和用户反馈。学生在展示与评价中既能分享经验与收获,又能从中得到启发与启迪。教师在教学过程中需要客观全面地评价学生所取得的成绩,在肯定其付出与成就的同时,也要指出其中的问题与不足,从而对其后续学习与成长起到引导作用。
结束语
综上所述,基于核心素养指导下的初中信息科技跨学科项目式教学,是激发学生学习兴趣与探究欲望的高效教学模式,促进学生信息素养、计算思维、数字化学习和创新能力以及信息社会责任核心素养的发展。展望未来,随着信息技术的持续进步和教育改革的不断深化,跨学科的项目式教学模式将在信息科技课程设计中起到更为关键的作用。与此同时,还需对这一教学模式的具体实施策略及评价机制进行不断的探究与完善,从而保证其能更好地为学生全面发展以及未来社会需求服务。
参考文献:
[1]薛红心.探究新时期初中信息科技教学模式的创新研究[J].学苑教育,2023(27):46-48.
[2]李生海.任务驱动法在初中信息科技教学中的应用[J].中学课程辅导,2023(27):69-71.
[3]朱孔昌.人工智能在初中信息科技教学中的实践应用[J].中小学电教(教学),2023(09):25-27.