在信息技术实践课中运用后“茶馆式”教学法初探

2014-08-15 00:45
中国教育信息化 2014年20期
关键词:红外线器件联网

顾 卫

(苏州市第二十四中学校,江苏 苏州215003)

被喻为继计算机、互联网和移动通信之后新一轮信息技术革命制高点与核心驱动力的物联网,现已悄然进入江苏省初中信息技术教材之中。如何教好这门实践性很强的新技术课程,引导学生从物联网的智能应用学习,走向应用智能创造,成为当前学校亟待解决的一个重要问题。

结合后“茶馆式”教学法“书中学、做中学”学习方式的启示,笔者在课堂教学中做了尝试,通过有主题的“读读、练练、议议、讲讲、做做”活动,收到了较好效果,下面将做一些简要介绍。

一、“读读、议议”,在问题讨论中点燃求知的欲望

物联网是什么?你能说说自己的亲历感受吗?

如今在人们的日常生活中,物联网的各类智能应用已相当普及,可真要让谁说出个子丑寅卯来,却并非易事。所以,在物联网课程刚引入课堂教学时,这个议题一摆出,就“难倒”不少人。

“什么是物联网呀,我好像没听说过,更没有用过哎!”很快就有学生在一边嚷嚷开了。

“是这样吗?”笔者参与了学生们的讨论,并提示道:“大家是不是都有张教育E卡通?你们出行时,是否只需持卡刷一下,就能免费乘坐公交、轨道交通?到校或离校回家时再刷一下,家长的手机是否就能及时收到你动向的短讯?可你有没想过这些是什么应用,有哪些技术被采纳了呢?”

在一席看似无厘头的议论后,学生们的思路慢慢展开了,课桌上新版的《初中信息技术(9年级)》教材也被翻阅个不停,有些学习小组渐渐试着回答议题,其中有一组的“见解”为大多数同学所认同:“我们认为,E卡通应算是电子标签的应用,是物物相连的互联网技术的智能化运作。”

“还有吗?再想想、找找,在校园中、在你的生活中还有哪些是物联网的智能应用?”笔者鼓励大家继续扩大范围议议。

有了老师的适度启发,加上教材、互联网的辅助,学生们的思想变活跃了,课堂上的学习气氛也热闹了,“叽叽喳喳”的讨论声响个不停,争辩声也此起彼伏。有的学生说,二代身份证、门禁卡算吧,小区周边安装的监控系统也是;也有的说,图书馆自助借还书系统应该算;还有些学生边记录边思考,写下了好多个应用的例子,如:进出银行的自动门、公交电子站牌、交通GPS导航、高速公路自动收费系统、住房烟雾报警、景区智能导游、电子读卡阅卷、倒车自动报警器……

真是不议不知道,说起来吓一跳,物联网的智能应用已成为学生生活的一个重要组成部分。那么,这些各式各样的物联网应用,其基本的工作机理又是怎样的呢?

随着议论的深入,学生们的注意力开始转向探索物联网为什么会有那么多智能功能,它又在应用上有什么秘诀?学生迫切想要知道其中答案的心情与求知技术奥秘的欲望很快就被激发出来。

二、“讲讲、做做”,在实验探究中认识智能应用的机理

物联网的应用如今可是不胜枚举,归结起来主要是三大特征:即感知物体、信息传输和智能应用,所采用的核心技术是传感器技术、RFID技术、M2M技术和云计算等等。

为此,笔者在讲物联网的工作原理时,始终围绕着物联网特征这个轴心,借助应用实例所制作的多媒体课件和实验教具,通过学生们的亲历来体验,一步步地展开、一层层地深入,使得在学校有限的实验条件下,逐渐将课堂中的教学过程,演变为“智能应用”的探究活动。

譬如,在讲解“智能楼道灯”这一课时,为增加学生的感性认识,笔者先将自制的简易教具——一盏貌似普通台灯的教具摆在了讲台上,并请学生A上来给全班做开、关灯的演示。可是,当他走向讲台还没有接近台灯时,灯就自动亮了,当他转身离开讲台后不远,灯又自己灭了,这是什么原因呢?

1.探因

学生A并没有触摸台灯上的任何器件,灯就实现了自动开、关,这让学生们对该现象产生了好奇的心理,猜测老师是否做了什么“手脚”,或与请上台的学生A之间有什么“默契”?为此,经大家提议,老师又随机请了学生B上去,重复刚才的过程,结果仍是一样。

两位学生操作的结果相同,导致了大家猜想是否有什么“机关”在起作用,从而启动了带着问题学习、大胆进行猜测、小心观察与求证的探索过程。

为了帮助大家查清原因,老师又邀请了学生C,一起上来协助老师一步步地将这盏灯逐一分解,并将卸下的部件摆放在桌上向学生一一展示,让学生们细细看、认真寻。终于大家在灯座前边的角落处发现了一个“猫着”的小器件,印证了刚才的猜想。

类似的例子还有吗?笔者播放了事先采编的科教录像:饭店洗手间智能烘手器、地铁站自动扶梯、卫生间感应水龙头,再次确认了是有一个器件存在,而且那个器件会对人体有感知。

2.辩析

这个小器件对人体什么信息会感知呢?是声音、体重、身高、外貌、体温、视网膜还是指纹?

回顾刚才的实验经过,演示一段该课程所附的物联网原理多媒体课件,讲一下笔者对该实验所做的分析,使同学们明白了,原来是人体发出的红外线在起作用。小器件内部安置了红外线传感器,所以人体发出的红外线能被它感知到,这里所说的小器件又叫做红外线感应开关。

3.归纳

由学生们自己再一次回溯以上实验过程并细析老师的讲解,一个过程小结便形成了。当学生A(B)走近台灯时,灯座前的红外线传感器便感知到了人体发出的红外线信息,然后通过红外线感应开关器件中的信息传输,最终实现对这盏灯的供电进行控制,达到了灯的智能应用。

4.拓展

笔者又取出了另一盏自制的“智能楼道灯”——一个小台灯,当把教室的窗帘拉上、照明灯关闭后,这盏灯竟然自已亮了,这又是什么信息被感知了呢?

学生们有了之前的“经验”,很快就找到了答案,它与光线强弱有关,当灯周围光亮暗淡时,灯座前的光线传感器便感知到了,通过信息传输,实现了对这盏灯的自动控制。

显然,从“人—感知—灯”到“光亮—感知—灯”,笔者让学生们从个性到共性,从红外传感器到光线传感器,认识到了物联网的基本体系架构和三大特征间的关系,了解到了传感器技术的各类应用形式。

还有吗?学生们不断翻看着书、自学着物联网知识辅导课件,注意力开始由教材转向应用,更多地关注起“智能应用”中的一些技术指标。如红外线传感器能探测多远、角度为多少?温度传感器可测的温度范围又会有多宽、精度如何等等。探究的层次与范围越来越广、越来越深,物联网的学习在不知不觉中步向了“深水区”。

三、“练练,想想”,从参与实践的思考中学会应用

通过物联网技术学习后再次进行“社会实践调查”,学生们的眼光要专业多了。同时,他们也在调查中发现了一些以往不太注意到的“智能应用”,进而拓展了眼界,体验到了物联网应用的新趋势。

有的学生问我:“我们能不能自己也构建个智能应用?”

“当然可以啦!你们有什么好主意吗?”笔者答道。为此,笔者主办了“应用智能金点子奖”主题活动,鼓励学生们主动去研究、想象、创造。在活动课上,笔者让学生将自己或小组事先准备好的设想,尽可能地制成多媒体电子稿(WORD、PPT、FLASH或网页等等),然后上台讲给大家听、展示给大家看,让全班一起为他们的创意“把脉”当参谋。

例如,有个小组的学生提出“应用红外线传感器给教室用电当好安全节电管家”的构思:当教室中有人时,有电;无人时,供电自动切断,以解决平时经常出现的同学们放学离校后,教室中照明、净水机、电教设备,甚至空调、吊扇忘记关掉的现象,这既浪费了电能,又给学校的安全带来了隐患。

“这确实是个好点子,大家有什么要补充的意见吗?”当笔者赞许地说道后,学生们七嘴八舌地议论开了,有同学说,“如果加上个时间设定,那就更好了。”原因是有些劳技课、体育课、音乐课等,是不在教室中上的,虽此时教室中无人,但若电源被切断的话,就显得有点太频繁了,所以建议改进一下,再叠加一个可设定时间的装置,让白天学习时间段,能保持教室中持续供电。

在物联网知识的教学中,笔者运用后“茶馆式”教学法获得了初步体验,这其中包含了教与学两个方面,对教者通过腾出更多的时间与学生开展互动,可将教的重点、难点变得透明,让学生学后能记得更牢、学得更活、会应用;

对学者则有了自己阅读、思考、交流的空间,可将学习注意力放在自己还不知、尚不会的知识点上。通过“读、练、议、讲、做”活动,不同层次的学生在其中也都有了参与讨论的机会和探究的收获。

从学生们积极参与“应用智能”主题实践活动中也可以看到,物联网的知识学习,给学生带来更多的是才智发挥与想象的天地,而后“茶馆式”教学法给老师带来的却是教学活动开展可借鉴的思路。这两者合力,将使我们的教育变得更加智慧、学生的潜能获得更充分的发挥。

[1]张人利.后“茶馆式”教学[M].上海:上海教育出版社,2012(12).

[2]江苏省中小学教学研究室.初中信息技术(9年级)[M].江苏:江苏科学技术出版社,2013(7).

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