江蘇南通市十里坊小學(xué)（226000）丁愷

綜合實踐活動具有較強的綜合性、實踐性和可操作性，教師在教學(xué)中要盡可能地給學(xué)生提供參與各項實踐操作和體驗的機會。受課堂教學(xué)空間的限制，教師有時無法基于實際再現(xiàn)真實的生活化情境，怎么辦呢？這時就可以充分運用信息技術(shù)，創(chuàng)設(shè)模擬的、參與性的教學(xué)情境。《綜合實踐活動指導(dǎo)綱要》明確指出：“要把信息技術(shù)有機地融入綜合實踐活動的內(nèi)容與實施過程之中。”信息技術(shù)改變了綜合實踐活動課程教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式和學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，可充分激發(fā)學(xué)生探索的欲望，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和創(chuàng)新意識。信息技術(shù)與綜合實踐活動的整合，有利于培養(yǎng)學(xué)生的探索精神、合作能力以及收集和利用信息解決實際問題的能力。那么，如何將信息技術(shù)有機地融入綜合實踐活動中呢？下面，以《水位報警與智能泄洪》一課的教學(xué)為例，談?wù)勛约旱奶剿骱退伎肌?/p>

一、聚焦問題

每年六、七月份是我國南方降雨的高峰期，俗稱梅雨季節(jié)。雨量過多會導(dǎo)致水庫、湖泊水位上升，洪澇災(zāi)害頻發(fā)。如何讓水庫、湖泊在到達(dá)警戒水位時及時給出警示并自動開閘泄洪呢？

在解決抗洪防汛問題的基礎(chǔ)上，為培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)知識處理實際問題、參與公共事務(wù)的能力，這節(jié)課教學(xué)進(jìn)行了一些學(xué)科整合的思考。以下是這一課的教學(xué)目標(biāo)。

科學(xué)目標(biāo)：了解洪水形成的原因以及預(yù)防應(yīng)對的方法，了解水庫泄洪的重要性，了解超聲波水位傳感器的工作原理。

技術(shù)目標(biāo)：完成水位報警智能泄洪裝置的設(shè)計圖，完成水位報警智能泄洪裝置的程序設(shè)計。

工程目標(biāo)：利用物聯(lián)網(wǎng)模塊完成水位報警智能泄洪裝置的搭建。

二、調(diào)查分析和活動體驗

梅雨季節(jié)降雨量過大會導(dǎo)致河流水位迅速上漲，如果不能及時泄洪，水量積聚過多，水壩很有可能被沖垮，對下游地區(qū)造成不可估量的損失。1998年6月，長江流域進(jìn)入梅雨季節(jié)后，各地暴雨、大暴雨、特大暴雨頻繁。當(dāng)年汛期，長江流域共出現(xiàn)74個暴雨日，其中大暴雨日64天，占暴雨日總數(shù)的86%；特大暴雨日18天，占暴雨日總數(shù)的24%。

持續(xù)的暴雨天氣，導(dǎo)致山洪暴發(fā)，江河洪水泛濫，堤防、圍院漫潰，局部地區(qū)出現(xiàn)山體滑坡、泥石流，給長江流域造成嚴(yán)重?fù)p失。據(jù)不完全統(tǒng)計，1998年的洪澇災(zāi)害受災(zāi)人口超過一億人，死亡1800多人，受災(zāi)農(nóng)作物1000多萬公頃，倒塌房屋430多萬間，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1500多億元。此次洪澇災(zāi)害的啟示是應(yīng)做到未雨綢繆，增強防洪意識，加大防洪設(shè)施建設(shè)。

三、教學(xué)過程

1.情境導(dǎo)入，追根溯源

師：（在學(xué)生看完視頻后）為什么日常生活中溫柔、安靜的水會變得如此可怕？

（學(xué)生小組討論、分析事件，教師對學(xué)生的回答進(jìn)行歸納總結(jié)，得出“水失去控制”這個結(jié)論）

師：水量控制好了，可以澆灌農(nóng)田，給我們提供生命之源，所以人們一直在尋找控制水的方法。相信大家都讀過大禹治水的故事，那春秋時期，楚國人孫叔敖在芍陂興修水利，并建造了一個設(shè)施來控制水。你們知道這個設(shè)施是什么嗎？

生：水庫。

（學(xué)生討論水庫的作用和原理）

師：同學(xué)們的討論非常熱烈，說得也很有道理。水庫可以通過開、關(guān)閘門來控制水（通過模型模擬開閘、關(guān)閘）?？墒且曨l中也有水庫，為什么沒有控制好水，反而演變成了洪災(zāi)呢？

生：因為沒有及時泄洪，潰壩后水溢了出來。

【評析】通過課前的調(diào)查分析和活動體驗，學(xué)生經(jīng)歷了一個從模擬情境到現(xiàn)實情境再到抽象設(shè)計控制設(shè)施的過程。在問題情境的發(fā)展變化過程中，學(xué)生運用多種感官體會和理解水庫泄洪的重要性，并進(jìn)行抽象概括。這樣教學(xué)激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深了學(xué)生對水庫作用的認(rèn)識，使學(xué)生明白用開、關(guān)閘門來控制水的想法來源于生活實際，從而為之后設(shè)計自動報警與智能泄洪裝置做好鋪墊。

2.合作探究，巧妙解疑

師：是啊，連續(xù)多日暴雨加上又是深夜，沒有及時開閘泄洪，所以釀成了悲劇。那么，請同學(xué)們思考一下，水庫潰壩的主要原因是什么？

生1：沒能及時開閘泄洪。

師：為什么沒能及時開閘泄洪？

生2：因為當(dāng)時是晚上，沒能及時發(fā)出警報。

師：哦，所以難點在于如何及時發(fā)出警報。同學(xué)們能不能開動聰明的大腦，在小組內(nèi)討論一下，想一個好辦法來實現(xiàn)自動報警與智能泄洪呢？（出示課題1，學(xué)生小組討論）

生3：在警戒水位線下方開一個排水口，利用浮球浮板……

師：同學(xué)們想到的方案大多是利用機械原理。那么，能不能用傳感器設(shè)計一個智能裝置，讓它自主探測水位高度，判斷水位是否接近警戒水位，根據(jù)水位控制報警系統(tǒng)和閘門的開啟與關(guān)閉呢？

生4：可以。

師：那我們可以用哪種傳感器？哪種傳感器可以測量距離？

生5：超聲波傳感器。

師：好，那我們就來嘗試用超聲波傳感器來測量距離，巧妙地控制水位。（出示課題2）那么，超聲波傳感器又是如何測量距離的呢？

生6：發(fā)射一道超聲波，根據(jù)超聲波碰到水面返回的時間，就可以計算出距離。

師：很好，現(xiàn)在我們用超聲波傳感器測量水位。（出示超聲波模塊圖標(biāo)）那用什么來發(fā)出警報呢？

生7：蜂鳴器、報警燈。

師：（出示蜂鳴器、LED燈模塊圖標(biāo)）用什么來控制閘門的開啟和關(guān)閉呢？

生8：馬達(dá)、舵機。

師：（出示舵機模塊圖標(biāo)）還需要什么來指揮這些模塊運行呢？

生9：主控板。

師：（出示主控板模塊圖標(biāo)）有了這些模塊，你們能畫出設(shè)計圖將它們安裝在合適的位置嗎？

生10：可以。

師：好，請各小組閱讀“學(xué)案項目一”，組內(nèi)合作完成水庫智能報警泄洪裝置的設(shè)計圖。

（教師巡視指導(dǎo)，學(xué)生小組合作畫出設(shè)計圖）

師：看來，有不少小組已經(jīng)完成了設(shè)計。哪一組愿意和大家分享一下自己的設(shè)計？（有一組學(xué)生舉手）好，就請這一組同學(xué)。

（學(xué)生展示設(shè)計）

師：讓我們一起來看看這組同學(xué)的設(shè)計，大家一起幫他們找找設(shè)計漏洞。

（學(xué)生檢查設(shè)計圖中超聲波傳感器安裝的位置、面向的方向及舵機安裝的位置、報警器和主控板安裝的位置是否合理，先討論完善，然后展示）

【評析】通過對水庫潰壩原因的了解，教師讓學(xué)生想辦法讓水庫根據(jù)水位自動報警，從而實現(xiàn)智能泄洪，引發(fā)學(xué)生的求異思維，激起學(xué)生對水庫智能報警泄洪裝置設(shè)計的進(jìn)一步思考。這樣教學(xué)，讓學(xué)生明白超聲波傳感器安裝的位置、面向的方向以及舵機安裝的位置、報警器和主控板安裝的位置是否合理，需要結(jié)合具體設(shè)計對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化計算方能確定。

3.結(jié)合圖紙，完成搭建

師：現(xiàn)在設(shè)計圖已經(jīng)完成了，請各小組閱讀“學(xué)案項目二”，根據(jù)你們的設(shè)計圖，利用樂高積木塊和其他工具將各種模塊安裝到水庫模型上。要求組內(nèi)合作，注意安全。

（教師巡視指導(dǎo)，學(xué)生小組合作完成拼搭）

師：老師發(fā)現(xiàn)已經(jīng)有不少小組完成了搭建。哪一組愿意展示一下？

（學(xué)生展示匯報）

師：請其他小組仔細(xì)觀察，看看他們的作品有沒有需要改進(jìn)的地方。

（師生討論各個模塊安裝的位置是否合理）

【評析】通過對設(shè)計圖紙的進(jìn)一步完善，學(xué)生利用樂高積木塊和其他工具將各個模塊安裝到水庫模型上。有了動手制作的愿望，學(xué)生的思維聚焦在設(shè)計和制作的方法上。在學(xué)生交流的過程中，教師鼓勵學(xué)生充分發(fā)表見解，展示思維過程，然后通過師生交流及時提煉出最佳方案，使學(xué)生的思維在多種方法的交流與比較中向縱深發(fā)展。

4.結(jié)合實際，設(shè)計程序

師：現(xiàn)在各組同學(xué)已經(jīng)將自己設(shè)計的智能報警泄洪裝置安裝在水庫模型上了，這個裝置開始發(fā)揮作用了嗎？

生11：沒有。

師：為什么呢？

生12：因為還沒有編寫程序。

師：那你們準(zhǔn)備如何設(shè)計這段程序呢？這段程序要控制各個模塊做什么？老師這里有一張表格（如下表），請同學(xué)們思考一下如何填寫。

（學(xué)生填寫表格）

超聲波模塊測量水位高度三種模塊之間的關(guān)系舵機模塊水位過高時開閘水位恢復(fù)后關(guān)閘超聲波模塊測量的水位高度決定舵機模塊和報警模塊的開啟與關(guān)閉報警模塊或蜂鳴器模塊水位過高時開啟報警水位恢復(fù)后關(guān)閉

【評析】在綜合實踐活動中運用信息技術(shù)完成水位報警智能泄洪裝置，在學(xué)生看來是一件很有吸引力的事。水位升高就會進(jìn)行智能報警，這是一件多么神奇的事情！學(xué)生邊玩邊主動地思考，在一次次驗證中經(jīng)歷建模的過程，在新知的生長點上逐步深入，有層次、有梯度地突破了學(xué)習(xí)難點。

5.總結(jié)回顧，品味收獲

師：今天，同學(xué)們通過積極思考、合作探究，完成了水位報警智能泄洪裝置的圖紙設(shè)計與模型搭建，最后還完成了智能程序的設(shè)計，老師為你們感到驕傲！老師希望同學(xué)們在今后的學(xué)習(xí)中都能像今天這節(jié)課一樣，善于思考，積極合作，勇于探究，解決遇到的每一個問題。

【評析】這個環(huán)節(jié)，教師組織學(xué)生在回顧交流中分享收獲、總結(jié)方法，在思維碰撞中質(zhì)疑問難，在興趣的驅(qū)動下主動參與信息技術(shù)和綜合實踐活動整合的學(xué)習(xí)活動。這樣教學(xué)，既拓寬了學(xué)生的知識視野，增強學(xué)生的學(xué)習(xí)信心，又將課堂教學(xué)向課外延伸，使學(xué)生習(xí)得更豐富的知識。

四、教學(xué)反思

通過對教學(xué)案例的探索與思考，筆者認(rèn)為信息技術(shù)可以為學(xué)生的綜合實踐活動提供豐富的資源。首先，綜合實踐活動是一門集生活性、知識性、參與性、自主性、探究性于一體的全新課程。開展綜合實踐活動需要收集大量的資料，收集資料的途徑雖然有很多，但更高效、方便的資料收集途徑是利用信息技術(shù)進(jìn)行的。其次，信息技術(shù)可以通過文字、圖像、音頻、視頻等方式，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)生動、直觀、形象的教學(xué)情境。這樣可撥動學(xué)生的心弦，激發(fā)學(xué)生探究的興趣，引發(fā)學(xué)生的聯(lián)想，喚醒長時記憶中有關(guān)的知識、表象或經(jīng)驗，達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果。第三，信息技術(shù)與綜合實踐活動的有效整合，有助于培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和實踐能力。綜合實踐活動強調(diào)學(xué)生的自主參與、積極探究，而信息技術(shù)作為學(xué)生獲得信息、探索問題、解決問題的手段，為學(xué)生探究、理解和構(gòu)建知識系統(tǒng)提供了平臺。信息技術(shù)改變了綜合實踐活動課程教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式和學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，有助于激發(fā)學(xué)生探索的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和創(chuàng)新意識。

另外，小學(xué)綜合實踐活動以活動為主要開展形式，貫穿課前、課中和課后，能最大限度地發(fā)揮學(xué)生的自主性，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，發(fā)展學(xué)生獨特的個性，使學(xué)生的核心素養(yǎng)在活動中不斷得到提高。

如《水位報警與智能泄洪》一課是比較好的以現(xiàn)代信息技術(shù)為載體，與大家分享學(xué)習(xí)成果的成功案例，既讓學(xué)生獲得探究成功的喜悅，又分享了學(xué)習(xí)資源，激發(fā)了學(xué)生的自豪感。利用信息技術(shù)拓展延伸課程知識，讓課內(nèi)、課外無縫鏈接，能使學(xué)生的核心素養(yǎng)在綜合實踐活動過程中不知不覺地得到發(fā)展，再學(xué)習(xí)、再創(chuàng)造的能力得到提升。

總之，信息技術(shù)與綜合實踐活動的整合，教師應(yīng)從課程目標(biāo)出發(fā)，充分挖掘信息技術(shù)的多種功能，將信息技術(shù)真正地融入綜合實踐活動教學(xué)中。在這個過程中，教師要以學(xué)生的心理發(fā)展為線索，從學(xué)生的實際發(fā)展需求出發(fā)，不斷優(yōu)化教學(xué)過程，提高教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的信息技術(shù)應(yīng)用意識，提高學(xué)生的核心素養(yǎng)。