《青铜文物收藏环境——监测方案设计》

《青铜文物收藏环境——监测方案设计》 项目介绍： 文物的存在承载着人类的物质与精神文明成果，具有较高的文化传承能力与科学研究价值。随着现今科学技术的发展，对博物馆开展文物保护工作提出了更高的要求。未来，我们将身处物理空间与数字空间并存的数字化社会，物联网是使之成为可能的新型信息基础设施之一。 基于新《课程标准》，依据《物联网实践与探索》课程内容， 设计了《青铜文物收藏环境监测系统》学习项目。旨在设计并实现一个具有“感知—采集—传输—反馈—控制”完整功能的物联系统原型。本项目共有 5 个课时，本节课监测方案设计是项目第1 课时。 第一课时教学设计 一、《课程标准》要求及教学内容分析 1. 《青铜文物环境监测系统》项目以“成果”为导向，以素养提升为目标，以《信息科技》新课程标准对课程教学实施的建议为依据，立足“真实生活情境”，选择“物联网探索与实践” 课题，开发信息科技与博物馆课程融合项目。 2. 本课学生结合博物馆的参观经历，认识青铜文物，感知收藏环境，分析环境变化，产生环境监测与调控需求。 在需求与信息科技之间发现关联，形成“青铜文物馆藏环境智慧监测”设计思路，形成项目第一课的初步成果，为后继“物联网探索与实践”提供实验方案。 二、学情分析 本课授课对象为八年级学生： 1. 学习本课前，学生大部分免费参观过宜昌博物馆，对青铜器有了解，对馆藏文物产生好奇。 2. 学生对铜锈化学成分、防锈常识普遍缺乏认知。对项目式学习中使用到的硬件没有接触过，有陌生感。 3. 学生对项目中使用到的硬件充满好奇，有强烈的动手操作欲望；初涉项目式学习，项目问题的提出、需求的分析、问题解决的工具与思路等需要过程引导和集体智慧。 三、教学目标 【信息意识】能准确判断青铜文物收藏环境的主要因素及最佳指标； 【计算思维】能分析环境指标变化，做出变化假设，设计调控思路； 【数字化学习与创新】认识传感器和掌控板的功能，会正确使用硬件，感知文物收藏环境变化； 【信息社会责任】主动参与设计并分享展示，为青铜文物的保护收藏贡献智慧方案。 四、重点难点 教学重点：准确判断青铜文物收藏环境的主要因素及最佳指标； 认识传感器和掌控板的功能，会正确使用硬件，感知文物收藏环境变化。 教学难点：针对环境指标设计调控思路。 五、设计思想 本项目围绕理解物联网的基本原理，创新应用的设计和实现而展开。结合宜昌市伍家岗区博物课程创立、研究，设计简易物联网原型——青铜文物收藏环境监测系统。利用物联网“大场景” “小应用”的特点，使模拟世界中的万物对学生而言更真实，尽可能为学生提供体验和实践的机会。 整个过程分为三个阶段：主题的提出与论证、主题的研究与项目实践、交流与评价。第一课时学生分组围绕主题提出解决方案，从学生身边的博物馆——青铜文物认识开始，带领学生认识青铜文物，判断青铜文物保护的最佳环境指标，分析原因，选择感知设备，设计方案，完成小组建立与分工。第一课时作为主题的提出是至关重要的，为后续课时的顺利进行提供支持与依据。 六、教学策略与手段 本节课以形成青铜文物馆藏环境智慧监测方案为成果，从分析影响青铜文物生锈的环境因素，到认识环境监测设备，再到设计调控思路，讨论智慧方案，层层递进，顺利完成本节课的学习内容。学生在“分析问题”→“解决问题”→“提出假设”→“形成方案”的过程中发展计算思维。 教学工具：希沃课件、导学单、自我评价表、小组评价表、青铜器仿品、常用传感器、掌控板 教法：对比观察、问题驱动、实物讲授学法：自主探究、组内讨论、组间交流七、课前准备 1．学生的学习准备：分 6 个小组，每个小组选出组长（负责组织组内成员参与小组活动） 2．教师的教学准备：多媒体教学课件、学习资源。 3．教学环境的设计与布置；录播教室 4．教学用具的设计和准备：物联网实验器材（青铜器仿品、掌控板、传感器） 八、课时建议 本节课教学内容安排为 1 课时。 九、教学过程 （一）问题导入，明确学习主题。 教师活动： 提出问题—同学们看到的青铜器与博物馆中的有什么不同？ 学生活动： 学生观察青铜器和铜钱实物，并与博物馆中青铜文物图片对比观 察，回答教师提问。 设计意图： 通过品像对比，发现差异，激发好奇心，提出质疑，引发思考。在观察与对比的过程中，激活学生对铜币文物的认知，感受古代文明，增强文化自信。 （二）自主探究，产生监测需求 教师活动： 提问—我们看到的文物与博物馆中的展品为什么会有颜色差别呢？ 学生活动： 带着问题自主学习《青铜器文献资料》，完成本节课的第一个学习任务 设计意图： 通过思辨问题，产生青铜器文物环境监测需求。 （三）学习新知，认识硬件设备 教师活动： 通过实物及演示实验引导学生了解项目中使用的硬件设备—传感器及掌控板的功能 学生活动：