基于移动物联的小学综合实践活动模型设计与研究

    胡晓琴 陈舒琪 朱敬东

    

    综合实践活动是一门以学生的直接经验和兴趣为基础，选择与学生学习生活和社会生活密切相關的现实性、综合性、实践性问题为内容，采用研究性学习为主要学习方式，提升学生综合素质的综合性课程。作为一门强调以学生为中心的课程，综合实践活动具有整体性、实践性、开放性、生成性、自主性等特点。近年来，对综合实践活动与综合实践基地的探索越来越多，但是仍然存在着一些问题，如在课程实施过程中仍然以学科教学思维开展综合实践活动、信息技术在综合实践活动中的应用仍处于课程整合阶段、综合实践基地课程与学校课程脱节、课程评价形式单一等。根据综合实践活动实施现状，如何构建体验性、连续性、跨学科的小学综合实践课程，加强综合实践基地与学校课程之间的连接是笔者一直思考的问题。

    基于移动物联的小学综合实践活动空间与模型设计

    从广义上看，物联网是信息空间与物理空间的融合，可以在物与物、物与人、人与现实环境之间实现高效的信息交互。物联网不但带给学生直观的感受与体验，还为学校构建智慧教学环境、丰富实验教学、支持教学管理、拓展课外教学活动提供了有效支撑。学校可以利用传感器技术、射频识别技术等支撑课外研究性学习，开展物联网情境下的移动学习、泛在学习等，节省学生野外采集时间，拓展课外教学活动。

    1.综合实践活动空间设计

    基于移动物联的小学综合实践活动空间包括线下智慧生态创新实验室、综合实践活动基地和活动空间，以及线上智慧生态学习平台。

    （1）智慧生态创新实验室

    智慧生态创新实验室配备了智慧生态种植箱，学生可以在实验室开展线上线下相结合的小组学习。智慧生态种植箱以物联网传感技术、视频传感技术、自动控制技术为支撑，支持学生开展植物探究实验，观察植物生长。

    （2）综合实践活动基地物联网学习环境

    综合实践活动基地部署了多种传感器、直播系统、学生安全检测系统等，连接物联网学习平台，让学生能够远程观察综合实践活动基地农场大棚植物的生长状况，获取实验数据。

    （3）智慧生态教育学习平台

    学习平台支持学生开展线上知识学习与交流，同时学生还能够能通过平台随时随地观察学校智慧生态种植箱中植物幼苗的生长情况，获取植物生长环境的实时数据，实现对智慧生态种植箱实时远程操控。

    2.综合实践活动模型设计

    基于移动物联的连通性、智能性等特征，笔者设计了如下页图所示的综合实践活动模型，该模型将整个活动过程分为先导学习、实践探究、总结评价与拓展延伸四个阶段，在这四个阶段教师和学生的活动各不相同，而观察反思则伴随着师生活动贯穿其中。

    课程设计案例——以“黄瓜宝宝成长记”系列课程为例

    1.教学目标分析

    “黄瓜宝宝成长记”系列课程将多学科知识融入课程中，利用移动物联的智能性增强学生学习的体验性，实现了课程的连续性。通过本次活动让学生熟悉并了解黄瓜生长的条件和日常管理，掌握移动物联设备和学习终端的使用和利用移动物联设备探究观察学习的方法，促进学生科学探究能力、团队协作能力和信息素养等的提升。

    2.教学内容分析

    本次综合实践活动的内容为探究黄瓜的生长过程。观察对比校内与校外综合实践基地农场的黄瓜在不同环境下生长的差异，分析成因，得出结论。采用拟人手法将课程命名为“认识你真好”“黄瓜宝宝安家记”“黄瓜宝宝搬家记”“黄瓜宝宝夭折了”“黄瓜宝宝照料记”等，其中“黄瓜宝宝”照料记”为黄瓜生长不同阶段之间的衔接课程，需要多次开展。

    3.学情分析

    本活动的授课对象为小学四、五年级的学生，他们已经学习过2～3年的科学课程和信息技术课程，对简单的生物知识具有初步的认知，具备一定的信息素养和团队协作能力，但普遍对自然环境下的植物生长缺乏实践体验经历，他们好奇心重，对新事物和新技术都感兴趣，也乐于实践。

    4.教学环境和资源准备

    校内的智慧生态创新实践室、综合实践活动基地的物联网农场大棚、生态教育学习平台、智能学习终端、《智慧生态活动手册》、学习任务单、各类记录表等。

    5.综合实践活动课程设计

    （1）先导学习环节

    “认识你真好”一课为活动预热课程，活动目标有3个：①完成学习小组分组、认识小组成员、明确组内分工任务;②在教师的带领下，了解本学期即将开展研究的探究主题、探究流程以及内容;③了解并学会使用智慧生态教育学习平台以及智慧生态种植箱。

    在“黄瓜宝宝安家记”的教学中，教师通过播放《种子的萌发》微视频激发学生的探究兴趣，引出本期探究主题——培育种子。再以“小小实验家”为活动主线，通过“提出小组实验假设——制订实验计划——实施实验计划——收集数据”的流程开展育苗活动。每个小组通过阅读智慧生态学习平台上教师提供的相关背景知识了解种子培育的必要条件，讨论提出小组实验假设“水培箱育苗好”还是“土培箱育苗好”。问题生成后，各小组制订实验计划并在智慧生态种植箱中开展育苗活动，同时通过学习平台获取当前种植环境数据，包括环境和土壤的温度、湿度、光照、二氧化碳等数据。

    同时，综合实践基地的教师会在移动物联环境的智慧农场大棚同期种植黄瓜苗，便于后续利用平台开展对比研究。

    （2）实践探究环节

    “黄瓜宝宝搬家记”环节是整个活动的重要环节之一，分为学校课程与综合实践基地课程两个部分。在学校的创新实践室，学生通过观察探究，发现黄瓜苗已经长大，原来的穴盘已不再适合它的生长，讨论得出必须移栽的结论。然后围绕“黄瓜幼苗的移栽步骤和注意事项”开展自主学习，设计移栽定植方案，安排实施分工，准备移栽工具。

    在所有学生到达综合实践活动基地后，基地学校的教师播放移栽定植的微视频，学生讨论了黄瓜移栽定植的步骤、要素、分工，之后进入实践环节。测量员负责测量土地的长和宽，测量幼苗的行距和株距，计算幼苗的数量，并绘制移栽定植方案;另外两个小组成员负责拉线、整地、挖坑、移栽、填土、浇水等操作;记录员负责记录数据和拍照，并将照片上传到智慧生态学习平台的“晒一晒”栏目中。

    回到学校后，学生继续通过物联网观察他们亲自移栽的黄瓜苗的生长，可以将发现的问题或者现象以照片或者文字的形式发表在智慧生态教育学习平台的“说一说”栏目中供师生讨论交流，或各小组以一周为期限将数据观察记录表和黄瓜生长的图片拍照并上传到“晒一晒”栏目交流分享。

    （3）总结评价环节

    在对比观察的过程中，学生发现有的黄瓜宝宝茁壮成长甚至开花结果，而有的黄瓜宝宝却出现了黄叶、无力、不爬藤甚至死亡的情况。因此，笔者设计了“黄瓜宝宝夭折了”这个案例，旨在帮助学生总结和分析夭折的原因，并可以形成下一个综合实践探究主题，形成课程闭环。教师要及时解答学习平台上“说一说”中的问题，并对“晒一晒”中的作品和文字进行阶段性点评和成果展示，可开展“最佳移植小组”“最佳绘制能手”等评选活动。

    （4）拓展延伸环节

    黄瓜生长需要时间，在此期间教师可以在适当的时间开展日常观察课程。学生通过物联网学习平台可以直接获取智慧生态种植箱、综合实践基地农场大棚的实时环境数据以及植物生长的实际情况。基于这一特点，笔者设计了“黄瓜宝宝照料记”，引导小组观察活动，让学生学会如何做科学观察、画统计图等多项技能，其中主要包括绘制折线统计图、撰写观察日记、绘制“我眼中的黄瓜宝宝”三项内容。同时，鼓励学生在观察过程中及时记录自己的所思所想，学会发现问题和解决问题，培养自主探究的能力。

    结束语

    开展基于移动物联的小学综合实践活动是解决当前综合实践活动课程与学校学科课程衔接不畅、学生数据采集困难等问题的有效途径之一，同时也顺应了信息时代下教育与信息技术不断融合创新的要求。物联网打破了综合实践基地与学校、学校與学生家庭之间的限制，让学生能够随时随地获取数据、进行研究性学习以及开展线上交流活动，既实现了对学生知识与技能的培养，又提升了学生的综合素质。在未来的教学实践中，教师应当充分发挥物联网智慧学习环境的作用，促使学生提高探究学习的积极性以及团队协作与独立思考的能力，实现全面发展。

    作者简介：胡晓琴（1981—），女，工作单位为江苏省苏州市吴中区教育技术中心，研究方向为教育信息化;陈舒琪（1995—），汉，女，浙江杭州人，浙江工业大学教育科学与技术学院研究生，研究方向为信息技术教育;朱敬东（1966—），汉，男，福建漳州人，浙江工业大学教师教学发展中心常务副主任，教授，研究方向为信息技术教育。

    基金项目：全国教育信息技术研究重点课题“基于移动物联的中小学生综合实践活动设计与研究”（立项号：162723207）阶段性研究成果。