基于核心素养的初中信息科技物联网项目式学习实践 论文

2022年安徽省中小学教育教学论文评选基于核心素养的初中信息科技物联网项目式学习实践摘要：在最新颁布的《义务教育课程方案和课程标准（2022）年版》文件中，初联网应用环境、数据传输、处理等基本原理与功能进行理解、探究的目标。关键词：核心素养，项目式教学，物联网，信息科技。引言：新颁布的《义务教育课程方案和课程标准（2022）年版》对于教学内容明网的了解不够深入，最新版义务教育课程方案和课程标准要求加强信息科技学科实践，信息科技学科中的核心素养。项目式学习（ProjectBasedLearning简称PBL学习）是一种以学生为主体，学生在教师的引导下通过具体的学习项目，主动发现和探索现实世界的问题。项目的完成能够促进学生对2022年新版课程标准中“物联网”模块专题知识的高度集成内化和关联。一、项目的缘由1．项目背景行体温监测、安康码、行程码的查验等等。如今疫情的影响仍在继续，出门佩戴口罩、12022年安徽省中小学教育教学论文评选防护已经成为常态，但生活中仍有必要的接触不可避免，如快递、外卖等。智能疫情门禁项目的教学和制作。2．疫情门禁项目调查研究,明确目标与需求标：经过师生共同讨论，提出利用开源硬件和物联网技术制作一种智能家居门禁设备，当有人来访时，完成体温监测和安康码识别，通过物联网告知主人，开门后，播报欢迎提升了对于信息的敏感度，锻炼了对于信息的分析判断能力。3．信息科技第四学段物联网实践与探索的要求和目标用的特点，能在信息科技与其他学科的学习中，有效利用基本物联网设备与平台；4．智能疫情门禁项目设计思路经过学生不断的沟通与讨论，最终确定以扫码模块和温度传感器识别安康码和体温，传感器将采集的数据传输保存至连接的开源硬件ArduinoPython程序通过串口读取安康码和体温数据，使用谷歌公司的ChromeDriver技术将安康码传输到物联网平台实现检测,物联网平台将安康码的判断结果返回给计算机Python程序；程序判断体温是否正常，当体温正常并且安康码为绿码时，Python程序利用物联网平台发送消息到手机APP上提示有人来访，手机APP通过物联网云平台发送开门指令。开门后发出利用音箱发出欢迎声，自动打开LED灯光，并使用光敏传感器自动调节亮度。22022年安徽省中小学教育教学论文评选二、项目学习的设计与实施1．智能疫情门禁项目驱动的防护呢？如何实现体温测量?如何实现安康码的检测呢？当体温或安康码异常时该如何示警处理呢？为此设计了七个任务。2．智能疫情门禁项目任务细化与实施（1）任务一：平台及硬软件确定选择据设计思路，学生有学习Microbit的基础，决定采用性价比较高的开源硬件Arduino及2Arduino主板，及舵机、扫码和体温检测传感器、喇叭、LED灯等配件。（2）任务二：安康码和体温的采集、传输使用低功耗的红外测温传感器DAA模块检测体温，使用二维码扫描模块采集安康码。中的安康码，并将结果分成绿码、红码、黄码的情况进行反馈。在此过程中引导学生使用米思齐软件进行Arduino编程，主要是对采集的体测和安康码的数据进行处，设计好对应端口，方便后续安装高度。为保险起见，在Arduino编程中加入体温的判断，以免误操作导致开门。（3）任务三：安康码和体温的识别与判断经过认真的分析研究，最终确定使用ChromeDriver技术将安康码传输到物联网平台，利用Python程序一直读取通过开源硬件Arduino传感器采集的安康码和体温数据，使用ChromeDriver技术将安康码传输到物联网平台，通过物联网平台实现安康码的检测，并反馈结果至Python程序；（4）任务四：如何实现手机远程开门及体测和安康码的异常情况处理32022年安徽省中小学教育教学论文评选Python程序通过物联网平台发送提示消息有到手机APP，并接收手机APP通过物联网发送的开门指令并发送到Arduino。当安康码或体温异常时手机APP可以通过指令直接不开门。为此，要设计一个APP，经过研究分析，决定使用图像化编程软件WxbitAppinventor进行手机App编程和界面设计。该软件采用图像化编程界面，本项目所需要的界面比较简单，主要是消息框和按钮。（4）任务五：实现开门、欢迎声等功能手机APP接收到Python程序通过物联网平台利用HTTP协议发送的提示消息时，出现开关门指令，通过物联网平台将开门指令发送到Python程序Python程序将开门指令发送到开源硬件Arduino上，通过Arduino编程实现舵机开门、LED灯亮、发出欢迎声。（5）任务六：功能调试Arduino主板，将Arduino主板串口连接到笔记本电脑，在电脑上运行Python程序，使计算机Python程序会显示体温等信息。安康码绿码、体温正常时，Arduino编程实现舵50秒可以实现功能。（6）任务七：外形的设计与安装，完成组装调试了草图并设计了硬件连接的位置，采用Laserbox配套软件进行结构规划设计后，使用Laserbox激光宝盒对3.5mm椴木进行激光切割后拼装完成。使用热融胶枪固定4在此过程中，面包板与Arduino主机的连接线容易断开连接，可采用胶布进行固定。温，当安康码为绿码、体温正常时，手机APP接受到有人来访，并发出开门指令后，功能。42022年安徽省中小学教育教学论文评选图1 本项目的整体流程介绍图2 本项目的Arduino程序流程52022年安徽省中小学教育教学论文评选三、智能疫情门禁项目展示与评价1．智能疫情门禁项目展示的地方，同学们进行相互评价。教师和同学一起评价。2．智能疫情门禁项目的评价设计了评价量表，请同学们小组内和互相评价。表1.项目过程评价表维度指标自评互评学习态度积极主动参与学习，有进取心学习目标明确，按时完成学习任务学习兴趣浓厚，求知欲强应用能力善于提出问题，发表意见，表述清楚能够理解学习内容的价值取向，有一定的创新能力能够自主经历信息过程，善于学习，发挥自己的特长合作意识能够与组内同学共同学习，共享资源，互相促进，共同进步积极参与讨论与探究，乐意帮助同学能够在小组学习中主动承担学习任务，找准自己的角色定位探究意识积极思考问题，提出解决问题的方法并实践，有创新意识勤于积累，善于探索，思维活跃，反应灵敏情感态度努力展示自己的能力，能清楚认识自我的优缺点遵守国家信息使用安全规范，明辨善恶基础知识能够胜任组内的角色，完成自己的任务（作品）62022年安徽省中小学教育教学论文评选四、智能疫情门禁项目实施的创新介绍及思考1．智能疫情门禁项目创新（1）安康码的准确识别本项目使用ChromeDriver技术实现了对安康码的准确识别,能够支持鉴别安康码是否为静态图片，安康码前期为动态更新，本项目目前仅支持皖事通APP实时更新，确保安全性。（2）有效提高了效率力和成本。（3）物联网远程控制本项目采用物联网技术实现体温和安康码监测结果与手机APP及门禁系统的关联，手机app可实现远程控制开关门。避免家中无人无法实现远程开门的情况，大大增强了实用性和便捷性。（4）智能家居的实现。自动调节灯光亮度，实现了智能家居，自动调节灯光，节约了能源。2．智能疫情门禁项目的思考（1）外形、结构的优化和改良。（2）安康码无法确认为来访人员本人导致的不确定性带来的隐患。（3）手机APP可显示图片或视频直接查看来访人员。五、初中信息科技核心素养的培养获取、传输处理、应用反馈等有了更深层次的感受，增强了对信息的洞察和判断能力。会责任的4个维度均有体现，学生在学习过程中，充分发挥了自己的能力，展现了自己72022年安徽省中小学教育教学论文评选的水平。通过信息的综合运用如感受传感器的信息获取等，对于信息的意识有了很大的提高。利用项目功能为导向，引导学生细化任务，认真思考，如何分解目标，一步一步以计算思维如ArduinoInventor、Laserbox用数字化的工具进行学习和创新，增强信息社会的责任感，以实现项目