信息技术与综合实践活动整合的探索思考

丁恺

[摘 要]信息技术与综合实践活动的整合，可以有效提高课程的综合性和实践性，培养学生的实际操作能力。随着课程改革的不断深入，教师要着重培养学生对社会生活的积极态度和参与综合实践活动的兴趣，通过精心设计程序，研究交流展示成果，使学生在不知不觉中了解信息技术，提高学生运用信息技术解决实际问题的能力，从而达到让学生快乐、自主地学习和探究的目标。

[关键词]信息技术;综合实践活动;整合

[中图分类号] G43 [文献标识码] A [文章编号] 1007-9068（2022）18-0062-03

综合实践活动具有较强的综合性、实践性和可操作性，教师在教学中要尽可能地给学生提供参与各项实践操作和体验的机会。受课堂教学空间的限制，教师有时无法基于实际再现真实的生活化情境，怎么办呢？这时就可以充分运用信息技术，创设模拟的、参与性的教学情境。《综合实践活动指导纲要》明确指出：“要把信息技术有机地融入综合实践活动的内容与实施过程之中。”信息技术改变了综合实践活动课程教学内容的呈现方式和学生的学习方式，可充分激发学生探索的欲望，培养学生的探究精神和创新意识。信息技术与综合实践活动的整合，有利于培养学生的探索精神、合作能力以及收集和利用信息解决实际问题的能力。那么，如何将信息技术有机地融入综合实践活动中呢？下面，以《水位报警与智能泄洪》一课的教学为例，谈谈自己的探索和思考。

一、聚焦问题

每年六、七月份是我国南方降雨的高峰期，俗称梅雨季节。雨量过多会导致水库、湖泊水位上升，洪涝灾害频发。如何让水库、湖泊在到达警戒水位时及时给出警示并自动开闸泄洪呢？

在解决抗洪防汛问题的基础上，为培养学生应用物联网知识处理实际问题、参与公共事务的能力，这节课教学进行了一些学科整合的思考。以下是这一课的教学目标。

科学目标：了解洪水形成的原因以及预防应对的方法，了解水库泄洪的重要性，了解超声波水位传感器的工作原理。

技术目标：完成水位报警智能泄洪装置的设计图，完成水位报警智能泄洪装置的程序设计。

工程目标：利用物联网模块完成水位报警智能泄洪装置的搭建。

二、调查分析和活动体验

梅雨季节降雨量过大会导致河流水位迅速上涨，如果不能及时泄洪，水量积聚过多，水坝很有可能被冲垮，对下游地区造成不可估量的损失。1998年6月，长江流域进入梅雨季节后，各地暴雨、大暴雨、特大暴雨频繁。当年汛期，长江流域共出现74个暴雨日，其中大暴雨日64天，占暴雨日总数的86%;特大暴雨日18天，占暴雨日总数的24%。

持续的暴雨天气，导致山洪暴发，江河洪水泛滥，堤防、围院漫溃，局部地区出现山体滑坡、泥石流，给长江流域造成严重损失。据不完全统计，1998年的洪涝灾害受灾人口超过一亿人，死亡1800多人，受灾农作物1000多万公顷，倒塌房屋430多万间，直接经济损失达1500多亿元。此次洪涝灾害的启示是应做到未雨绸缪，增强防洪意识，加大防洪设施建设。

三、教学过程

1.情境导入，追根溯源

师：（在学生看完视频后）为什么日常生活中温柔、安静的水会变得如此可怕？

（学生小组讨论、分析事件，教师对学生的回答进行归纳总结，得出“水失去控制”这个结论）

师：水量控制好了，可以浇灌农田，给我们提供生命之源，所以人们一直在寻找控制水的方法。相信大家都读过大禹治水的故事，那春秋时期，楚国人孙叔敖在芍陂兴修水利，并建造了一个设施来控制水。你们知道这个设施是什么吗？

生：水库。

（学生讨论水库的作用和原理）

师：同学们的讨论非常热烈，说得也很有道理。水库可以通过开、关闸门来控制水（通过模型模拟开闸、关闸）。可是视频中也有水库，为什么没有控制好水，反而演变成了洪灾呢？

生：因为没有及时泄洪，溃坝后水溢了出来。

【评析】通过课前的调查分析和活动体验，学生经历了一个从模拟情境到现实情境再到抽象设计控制设施的过程。在问题情境的发展变化过程中，学生运用多种感官体会和理解水库泄洪的重要性，并进行抽象概括。这样教学激发了学生的学习兴趣，加深了学生对水库作用的认识，使学生明白用开、关闸门来控制水的想法来源于生活实际，从而为之后设计自动报警与智能泄洪装置做好铺垫。

2.合作探究，巧妙解疑

师：是啊，连续多日暴雨加上又是深夜，沒有及时开闸泄洪，所以酿成了悲剧。那么，请同学们思考一下，水库溃坝的主要原因是什么？

生1：没能及时开闸泄洪。

师：为什么没能及时开闸泄洪？

生2：因为当时是晚上，没能及时发出警报。

师：哦，所以难点在于如何及时发出警报。同学们能不能开动聪明的大脑，在小组内讨论一下，想一个好办法来实现自动报警与智能泄洪呢？（出示课题1，学生小组讨论）

生3：在警戒水位线下方开一个排水口，利用浮球浮板……

师：同学们想到的方案大多是利用机械原理。那么，能不能用传感器设计一个智能装置，让它自主探测水位高度，判断水位是否接近警戒水位，根据水位控制报警系统和闸门的开启与关闭呢？

生4：可以。

师：那我们可以用哪种传感器？哪种传感器可以测量距离？

生5：超声波传感器。

师：好，那我们就来尝试用超声波传感器来测量距离，巧妙地控制水位。（出示课题2）那么，超声波传感器又是如何测量距离的呢？

生6：发射一道超声波，根据超声波碰到水面返回的时间，就可以计算出距离。

师：很好，现在我们用超声波传感器测量水位。（出示超声波模块图标）那用什么来发出警报呢？

生7：蜂鸣器、报警灯。

师：（出示蜂鸣器、LED灯模块图标）用什么来控制闸门的开启和关闭呢？

生8：马达、舵机。

师：（出示舵机模块图标）还需要什么来指挥这些模块运行呢？

生9：主控板。

师：（出示主控板模块图标）有了这些模块，你们能画出设计图将它们安装在合适的位置吗？

生10：可以。

师：好，请各小组阅读“学案项目一”，组内合作完成水库智能报警泄洪装置的设计图。

（教师巡视指导，学生小组合作画出设计图）

师：看来，有不少小组已经完成了设计。哪一组愿意和大家分享一下自己的设计？（有一组学生举手）好，就请这一組同学。

（学生展示设计）

师：让我们一起来看看这组同学的设计，大家一起帮他们找找设计漏洞。

（学生检查设计图中超声波传感器安装的位置、面向的方向及舵机安装的位置、报警器和主控板安装的位置是否合理，先讨论完善，然后展示）

【评析】通过对水库溃坝原因的了解，教师让学生想办法让水库根据水位自动报警，从而实现智能泄洪，引发学生的求异思维，激起学生对水库智能报警泄洪装置设计的进一步思考。这样教学，让学生明白超声波传感器安装的位置、面向的方向以及舵机安装的位置、报警器和主控板安装的位置是否合理，需要结合具体设计对相关数据进行优化计算方能确定。

3.结合图纸，完成搭建

师：现在设计图已经完成了，请各小组阅读“学案项目二”，根据你们的设计图，利用乐高积木块和其他工具将各种模块安装到水库模型上。要求组内合作，注意安全。

（教师巡视指导，学生小组合作完成拼搭）

师：老师发现已经有不少小组完成了搭建。哪一组愿意展示一下？

（学生展示汇报）

师：请其他小组仔细观察，看看他们的作品有没有需要改进的地方。

（师生讨论各个模块安装的位置是否合理）

【评析】通过对设计图纸的进一步完善，学生利用乐高积木块和其他工具将各个模块安装到水库模型上。有了动手制作的愿望，学生的思维聚焦在设计和制作的方法上。在学生交流的过程中，教师鼓励学生充分发表见解，展示思维过程，然后通过师生交流及时提炼出最佳方案，使学生的思维在多种方法的交流与比较中向纵深发展。

4.结合实际，设计程序

师：现在各组同学已经将自己设计的智能报警泄洪装置安装在水库模型上了，这个装置开始发挥作用了吗？

生11：没有。

师：为什么呢？

生12：因为还没有编写程序。

师：那你们准备如何设计这段程序呢？这段程序要控制各个模块做什么？老师这里有一张表格（如下表），请同学们思考一下如何填写。

（学生填写表格）

【评析】在综合实践活动中运用信息技术完成水位报警智能泄洪装置，在学生看来是一件很有吸引力的事。水位升高就会进行智能报警，这是一件多么神奇的事情！学生边玩边主动地思考，在一次次验证中经历建模的过程，在新知的生长点上逐步深入，有层次、有梯度地突破了学习难点。

5.总结回顾，品味收获

师：今天，同学们通过积极思考、合作探究，完成了水位报警智能泄洪装置的图纸设计与模型搭建，最后还完成了智能程序的设计，老师为你们感到骄傲！老师希望同学们在今后的学习中都能像今天这节课一样，善于思考，积极合作，勇于探究，解决遇到的每一个问题。

【评析】这个环节，教师组织学生在回顾交流中分享收获、总结方法，在思维碰撞中质疑问难，在兴趣的驱动下主动参与信息技术和综合实践活动整合的学习活动。这样教学，既拓宽了学生的知识视野，增强学生的学习信心，又将课堂教学向课外延伸，使学生习得更丰富的知识。

四、教学反思

通过对教学案例的探索与思考，笔者认为信息技术可以为学生的综合实践活动提供丰富的资源。首先，综合实践活动是一门集生活性、知识性、参与性、自主性、探究性于一体的全新课程。开展综合实践活动需要收集大量的资料，收集资料的途径虽然有很多，但更高效、方便的资料收集途径是利用信息技术进行的。其次，信息技术可以通过文字、图像、音频、视频等方式，为学生创设生动、直观、形象的教学情境。这样可拨动学生的心弦，激发学生探究的兴趣，引发学生的联想，唤醒长时记忆中有关的知识、表象或经验，达到事半功倍的教学效果。第三，信息技术与综合实践活动的有效整合，有助于培养学生的探究精神和实践能力。综合实践活动强调学生的自主参与、积极探究，而信息技术作为学生获得信息、探索问题、解决问题的手段，为学生探究、理解和构建知识系统提供了平台。信息技术改变了综合实践活动课程教学内容的呈现方式和学生的学习方式，有助于激发学生探索的兴趣，培养学生的探究精神和创新意识。

另外，小学综合实践活动以活动为主要开展形式，贯穿课前、课中和课后，能最大限度地发挥学生的自主性，进一步培养学生的创新能力，发展学生独特的个性，使学生的核心素养在活动中不断得到提高。

如《水位报警与智能泄洪》一课是比较好的以现代信息技术为载体，与大家分享学习成果的成功案例，既让学生获得探究成功的喜悦，又分享了学习资源，激发了学生的自豪感。利用信息技术拓展延伸课程知识，让课内、课外无缝链接，能使学生的核心素养在综合实践活动过程中不知不觉地得到发展，再学习、再创造的能力得到提升。

总之，信息技术与综合实践活动的整合，教师应从课程目标出发，充分挖掘信息技术的多种功能，将信息技术真正地融入综合实践活动教学中。在这个过程中，教师要以学生的心理发展为线索，从学生的实际发展需求出发，不断优化教学过程，提高教学质量，培养学生的信息技术应用意识，提高学生的核心素养。

（责编 杜 华）