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初中物联网编程课程分层教学探索

如今，世界上有海量的物品已接入物联网，这些物品在社会与生活中的各个领域发挥着各自的作用，互联网由此向更宽广的空间拓展和延伸。生活中各种各样的物品都可以被感知和识别，物品与物品之间也可以相互联系和交流……现在物联网作为新一代信息技术的重要组成部分，正深刻改变着人们的生活方式和社会发展模式。在初中阶段开设物联网编程课程，不仅能够帮助学生掌握前沿科技知识，还能培养他们的逻辑思维、创新能力和问题解决能力。然而，传统教学模式往往难以满足不同学生的个性化需求，导致教学效果不佳。因此，探索分层教学模式在初中物联网编程课程中的应用具有重要的现实意义。本文中，我们结合实际教学案例对分层教学模式的应用展开探讨。

一、物联网编程课程现状与分层教学

1.物联网编程课程教学现状

随着物联网技术的快速发展，越来越多的学校和教育机构开始将物联网编程课程纳入其课程体系中。这反映了物联网技术在教育领域的重要性日益提升，以及对学生信息技术素养和创新能力培养的需求。各国政府和教育部门也积极出台相关政策，支持物联网编程教育的发展。例如，一些国家将编程教育纳入基础教育体系，鼓励学生在早期就开始接触和学习物联网编程。

2.分层教学概述

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010—2020年）》提出“注重因材施教。关注学生不同特点和个性差异，发展每一个学生的优势潜能，推进分层教学……教学管理制度改革”。[1]

分层教学是指根据学生的知识基础、学习能力及兴趣等因素，将学生分为不同的层次或组别，针对不同层次的学生制定不同的教学目标、教学内容和教学方法，以实现因材施教、提高教学效果的目的。在物联网编程课程中实施分层教学，可以更有效地满足不同学生的需求，促进每个学生的全面发展。

二、物联网编程课程分层教学的实践

（一）分析学情、科学分组

初中有些学生在校外培训的培训机构已经学习了编程，有一定的编程基础，一般使用的是Python编程语言和图形化编程（Scratch、编程猫、MakeCode），有少数学生还参加过省市及的编程比赛，并取得一定的成绩。

在课前对学生的实际情况做了问卷调查，通过调查得知，他们或多或少都接触过一些物联网物品，但对其中的奥妙知之甚少，初中的学生活泼好动，对新事物充满好奇与期待，也乐于用新技术来解决生活中的一些实际问题，但是初中生的抽象逻辑思维发展不稳定，仍要以具体形象思维为主，而且他们的注意力不易集中，所以在教学中要尊重学生个性，充分发挥他们的积极主动性，让学生通过观察—思考—实验—验证等环节，发觉物联网的神奇魅力，初步建立计算思维。

根据调查结果得知班上学生编程水平不同，笔者将班上学生分为A组编程相对强的（熟悉Python编程语言）、B组编程相对平平的（能使用图形化编程）、C组编程几乎不懂的，然后以三个小组学生的整个学习过程为切入点，对教学目标、教学内容、分层教学计划、教学活动评价等进行探究，做到因材施教，让每个学生都能动手搭建硬件并且会编程，在编程中获得乐趣和成就感，实现个人成长。

（二）深度研习教材，做到因材施教

《传感器的应用》出自浙江教育出版社七年级下册第二单元第7课，本节课属于实践创新板块，需要学生使用Python编程或者图形化编程MakeCode编写程序，让学生能够利用技术初步体验传感器的数据采集方法。在不同情境下传感器采集数据的过程，帮助学生进一步理解传感器的工作原理和过程。通过深度研习教材和考虑学生编程水平，本节课通过“魔术导入，激发兴趣”“合作探究，学习新知”“探索新知，总结提升”“实验拓展，设计应用”四个教学环节，让学生学会观察魔术中奥秘、根据验连接图作搭建硬件作品、自学课本编程、分享评价作品，在交流互动中反馈学习成果。

(三）落实分层教学，满足学生成长需求

1.明确教学内容

这一节课的教学内容包括两个部分，即传感器的选择和传感器的应用。指导学生熟悉传感器的类别及功能用途，逐步了解传感器结构与运行原理，以及通过传感器的应用和串口数据的呈现，体会传感器的数据获取与呈现。

2.设置课程教学目标

本课教学目标具体包括：①指导学生掌握传感器的选择，熟悉传感器的类别及功能；②了解主控板的具体应用功能及特点；③熟练设计声音传感器、主控板等，然后对其进行组装、搭建、连线、程序设计、功能调试、结果验证等；

3.设计分层教学计划

本课的教学设计中，结合学生的实际情况制订分层教学计划。

（1）需要对教学目标进行分层

C组：①熟悉传感器的类别及功能，并进行组内讨论与研究；②逐步设计传感器的数据获取与呈现，并尝试进行成品搭建；③逐步掌握无限循环“如果为……否则……”功能模块。

B组：前3条与C组相同，另外，需要编写程序，并