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西山区碧鸡观音山中心学校开展综合实践学科教学融合信息技术应用典型案例 ——以《保护滇池远程合作学习》项目为例
发布时间:2023-08-30 15:40
信息来源:昆明市教育体育局

一、项目背景

滇池是我省九大高原湖泊中面积最大,最具有代表性的湖泊,被称为云南人的母亲湖。治理滇池一直是云南省委省政府和昆明市委市政府的重要工作之一。制订了《云南省滇池保护条例》《昆明市河道管理条例》等多项保护治理滇池规定,并逐年加大对滇池的治理力度,近年来取得了很好的成绩。

滇池母亲湖对于生活在其周边的人群具有非常深厚的情感联系。特别是对其独特水生生态系统的依恋,是形成浓厚乡情的重要成分。“共饮一江水”的情绪连接,可以让身在远处的人产生情感共鸣。滇池流域周边的群众对于保护滇池具有自发性,但在科学的态度和方法上面还一些所欠缺。对滇池流域及其周边的青少年进行保护滇池的科普教育是非常重要的,通过青少年可以影响到其家人及社区,唤起滇池周边群众保护滇池的意识,可以更好的发挥保护滇池的群众力量。

学校组织实施《保护滇池远程合作学习》项目,对青少年科学的传播保护滇池水生态环境的知识,有着很好的科普和教育意义:一是可以培养学生热爱家乡、热爱祖国的情怀;二是提升青少年环境保护意识和能力;三是积极宣传滇池保护法律法规和治理成效;四是提升学习能力,使学生学会学习,让学习走进生活,让生活成为学习;五是巩固滇池治理成果,通过让学生的学习带动和影响家庭、社区和社会,提升宣传教育效果。

习近平总书记指出,滇池是镶嵌在昆明的一颗宝石,要拿出咬定青山不放松的劲头,按照山水林田湖草是一个生命共同体的理念,再接再厉,把滇池治理工作做得更好。滇池,亦称昆明湖、昆明池、滇南泽、滇海。在昆明市西南,有盘龙江等河流注入,湖面海拔1886米,面积330平方千米,云南省最大的淡水湖,有高原明珠之称。平均水深5米,最深8米。湖水在西南海口洩出,称螳螂川,为长江上游干流金沙江支流普渡河上源。滇池形成于340万年前。由于高原湖泊的相对封闭性,保留了第三纪晚期古老的水生生物多样性。滇池有26种土著鱼类,其中11种是该湖的特有种;10余种特有的软体类贝类物种。这些物种构成滇池生态系统的关键部分;具有十分重要的全球环境价值。滇池已经是一个老龄化湖泊,加上人类活动,近几十年水质恶化严重。在各级政府大力投入治理后,滇池水质和生态环境有了很大的改善。滇池生态环境是高原湖泊生态环境的缩影,对其进行深入的了解和认识有助于少年儿童从生活经验出发,形成对生物多样性概念和环境保护理念的感性认知。

中国科学院昆明动物研究所在云南高原湖泊水生态修复和湖泊及其流域生态调查和水生生物保育方面做了很多工作。在滇池水生态恢复方面具有很好的科研基础和技术力量。通过科普活动,可以将科学研究前沿成果快速宣传到距离滇池最近的群体,发挥出更好的作用。

滇池是云南省最具有代表性的名片之一,可以成为一条连接不同区域不同学校的纽带,是一个非常适合利用现代信息技术如5 G直播、腾讯远程会议等开展远程合作学习的主题。既能体现对问题一致性的关注,又具有很好的区别性。滇池的认识和保护,是从党和政府到老百姓都非常关注的话题,能够让人产生更多的共鸣,是项目完成的重要基础之一。

新课标强调以教为中心转向以学为中心,从知识传授转向发展学生发展素养的重大转变。强调自主、合作、探究的能动学习方式在教学中的恰当应用。STAEM教育理念和PBL教学法和远程合作学习强调以真实问题进行探索。在真实问题中面对更为复杂的问题有助于学生建立良好的学习模式,变被动接受为主动探索,在构建知识的同时,培养学生思维逻辑、思辨能力、设计能力、动手能力和信息技术能力等。作为班级制学科教学的补充,对推进教学改革和培养创新人才具有非常重要的作用。从实际经验出发,改变传统教学方式,以项目式学习方式为主,采取任务驱动、研究性学习和做中学的方式,结合STEAM和创客教育理念,以学习者为中心,借助信息化手段,丰富资料获取方式,扩大交流范围,激发学生兴趣,主动学习和探索,最终形成以团队为单位的不同研究方向的,多种形式展现的学习成果。该活动的成果还可以作为科普材料提供其他学校的学生学习使用,在相互交流的过程中进一步加深传播者和学习者对知识的认知。甚至可以在后期拓展到其他高原湖泊流域的学校。该活动的开展对可以我省高原湖泊保护和生物多样性保护的科普教育工作提供案例和教育资源,对未成年人环保理念形成的早期干预,促进其深刻理解并践行将起到很好的作用。

二、项目建设目标

(一)通过活动的开展,使滇池流域不同区域的学生深入学习和了解滇池,以远程合作学习方式对滇池流域的不同区域生态环境进行比对,建立其生物多样性的概念和对滇池整体性的感性认知。

(二)对保护滇池的法律法规、政策措施和科学理论进行学习宣传,并提出自己的方案,加深对其保护滇池的主人翁意识,并促使其学习向行为的转化。

(三)在具备获取第一手资料的滇池保护区域指导学生形成自己的学习成果——《保护滇池远程合作学习综合实践手册》。以儿童视角进行阐述,通过远程交流,形成与“作者”的直接对话,给其他区域的学生学习提供帮助,并在交流中进一步完善其成果,相互讨论中加深对知识的理解和认知。

(四)新课改强调学科素养的培养和跨学科学习。在真实情境中以问题为中心的探究式、任务式学习,对于培养学生学科素养,探究能力、迁移能力和批判精神具有很好的作用。学会怎样学习,以什么样的方式去学习与学习知识本身同样重要,甚至可以起到事半功倍的效果。在本项目中,把PBL、STEAM、创客教育、远程合作学习、研究性学习等理念融入学习过程,帮助老师进行实践,以提升教师综合实践活动设计能力,促进学与教关系的转变。通过做中学、探索性学习等方法进一步培养学生创新能力和科学素养,帮助其建立初步的科学研究框架理念,培养其发现问题和解决问题的能力。

(五)为不同区域和学校设计不同的活动方案。培训学校教师,使其具备项目科普知识和远程合作学习理论与实施技术。让学生观察、探索身边的滇池,并以多种方式进行展示,开展远程合作学习活动不少于10期,形成对滇池的整体认识以及保护滇池的方法措施,将成果物化为保护滇池的系列手册。形成高原湖泊保护的远程合作科普模式,并进行推广。

三、过程与成果

项目活动将围绕滇池水质检测、水生态观测、湖滨生态调查、生物多样性、滇池保护与利用、污水处理等内容,根据学生兴趣不同,结合参与单位的科研基础,设计不同主题的活动方案,并匹配出远程合作学习团队,在深入沟通和相互促进中,制作并完善研究学习成果,形成系列保护滇池科普手册。形成的项目活动模式可以推广到其他高原湖泊,产生更大的社会效益。

(一)拓展项目范围

该项目获得立项后,项目学校西山区碧鸡观音山中心学校积极宣传,扩大了项目参与范围,具体为西山区:西山区教育科研信息培训中心、昆明市西山区碧鸡观音山中心学校(富善分校)、昆明市滇池度假区实验学校、昆明市西山区芳草地国际学校、西山区艾薇实验幼儿园;五华区:五华区基础教育发展研究院、昆明市五华区龙翔小学、昆明市五华区春城小学、昆明市五华区瓦恭小学;科学技术支持:中国科学院昆明动物研究所、云南省动物学会。

项目形成了区域教研部门引领,多所学校共同参与,科研单位专业支持的教育、科学携手,学校、家庭共育的立体结构,扩大了项目受益面及影响力,为开展远程合作学习提供了保障,为项目成果的推广打下基础。

(二)确定项目班级

项目牵头学校与其他成员单位积极商讨,为体现项目普及与普适性,保障项目模式的拓展性,项目学生不以选拔过的兴趣小组为基础。在广泛征求意见的基础上,决定每个学校选择1个五年级班级作为项目班级。项目班级任教老师和全体学生全员参与。

(三)组建项目团队

为有机整合教育部门和学校力量,敦促共同体单位之间协同共进,保障项目工作顺利开展,在项目单位的充分讨论下,建立了5类项目组,即由校领导为主要成员的项目策划组,以分管领导为主的项目培训组,以项目班级科任老师组成的项目学科组,以项目班级班主任为主的项目联系人组,以及国家级教育专家和中国科学院昆明动物研究所科研专家组成的项目专家组。

项目7所学校86位项目学科教师(不含策划组和培训组)参加,共涉及10个学科。组建了共计47个学习共同体小组,共计251名学生。

1  项目参与的学校及人数

参与项目的学校名称

参与项目人数

西山艾薇幼儿园

26

五华区春城小学

38

西山芳草地国际学校

16

西山区观音山中心学校

32

西山区观音山中心学校富善小学

33

昆明市滇池度假区实验学校

42

昆明市五华区瓦恭小学

21

五华区龙翔小学

43

总计

251

(四)项目任务分解

在教研机构、科学研究机构的协同合作下,项目组对项目进行了分层、分步设计,细化了项目任务。项目分为共同任务与学校特色任务。共同任务为项目主干任务,也是示范性活动,原则由项目策划组设计,统一组织协调实施。选择项目中具有共通性的问题,拓展数据点,帮助形成更为宽广的思维模式,促成合作学习。根据实施情况,将任务书分成了三个阶段(详见附件2-4)。

策划组从项目主旨中提炼出水循环、水质、水生态、湖泊近岸生态等概念,以帮助学生建立山水林田湖草沙一体化的生态多样化理念,建立保护生态就要保护生物多样性的生态理念,并结合实践活动进行践行,从思想和行为上都对保护滇池做出有益的探索。这几项任务需要协调好科学技术支持力量与学校的协同合作,将科研科考工作中的科学精神、科学方法作为科学实践的重要内容融入活动,让学生感受和学习专家思考的方式方法,与学生能力相匹配。经研讨,确定了三次集体任务,一是水质和水循环科学实践活动,二是水下机器人观察和自然笔记主题实践活动,三是观鸟和环境DNA科学实践活动。这三项任务为必选项目,项目组为学校提供设备和科学技术,利用5G等信息技术条件,实现多点远程合作,共享实验数据,拓展学生观测视野,提升实践活动的科技含量和科学意义。

学校特色任务的设计主要从目标出发,将任务设计的主动性还给学校,培养项目教师跨学科项目化学习设计与实施能力。学校灵活安排项目班级和小组活动,以期体现出各项目校不同特色。项目组只对学生活动的形式、内容、作品提出统一要求。细化为5个“一”:一个故事、一个问题、一个作品、一篇作文、一次交流。用“一个故事”增进学生与家庭、社区间的交流,向长辈了解其与滇池的故事,让滇池的过去与现在联系起来,将父母的童年与学生的童年联系起来,增加学生的对滇池认识的时间维度,加深学生对滇池情感链接,也将项目主旨辐射到其家庭和社区。用“一个问题”将保护滇池的学习实践与现实生活结合在一起。引导学生在真实情景中产生兴趣,发现问题,并将解决这个问题作为小组活动的主题。“一个作品”,可以是一幅画、一张照片、一个音频作品或者是一个视频作品。其目的是引导学生在真实自然环境中学习观察的方法,学习捕捉大自然的信息,去发掘自然之美,将感性与理性认知统一在真实情境中,减少割裂的学科知识与生活实际的脱节所形成的思维障碍。作为一次艺术形式的表达与展示,多角度培养学生的表达能力。“一篇作文”既是对学习实践活动的总结,也是对学习思考的升华。可以是中文作文也可以是英文作文。“一次交流”是让学生在向他人展示自己的时候学习自我表达和对别人的理解接纳,在思维碰撞中形成读者意识,从方法维度对学生的表达能力进行提升。前面的4个“一”是对最后这个“一”的铺垫,是为其打下基础,而最后1个一又为新的故事和新的问题提供了前提。将5个一形成的链条循环起来,可以将滇池远程合作学习持续开展下去。将其作为保护滇池远程合作学习的基础模式,提升了项目可推广性。

(五)组织项目培训

项目教师的能力是项目实施成败的关键。2022年4月义务教育阶段新课标出台,在目标中提出核心素养的要求,对学科实践活动和跨学科实践活动也提出了具体的要求。为帮助教师及时转变观念,紧跟新课标理念,提升教师教学活动设计和实施能力,项目组根据教师需求,邀请了多位国家级、省内外学科和科学领域专家,利用信息技术便捷高效的特点,通过5G直播、腾讯会议等线上线下组织了多次教师培训或学科教研活动,弥补教师在跨学科活动中的能力短板,帮助教师尽快落实新课标要求,将项目目标落实到位。

(六)建立项目机制

为协调多方多校通力合作,项目策划组以组建共同体的形式,将各方有机联系起来。建立了以生生、师生、师师三形态的学习共同体为核心,教研、科研、技术部门为支撑的项目运行机制。

(七)细化项目管理

为保障项目各方积极参与,落实项目任务目标,项目组协商各成员单位,从项目计划、活动设计、活动记录、培训申请等方面提前约定,细化管理。制定了《保护滇池远程合作学习项目实施方案》《保护滇池远程合作学习项目任务书》《保护滇池远程合作学习项目任务分解表》等计划,设计了《项目活动设计表》《项目活动导学案》《教研活动记录表》《小组活动记录表》《培训申请表》《成果费用报销申请表》等表格,保障项目运行顺畅。

(八)规范项目宣传

按照省科技厅要求,项目组给所有学校制作了“云南省科技厅科普活动进校园”横幅,和“云南省科技厅2022年度科学技术普及专项保护滇池远程合作学习项目学校”牌匾,规范学校对项目活动的宣传。项目引起了社会各界的广泛关注,先后被学习强国、今日头条、云南网、云报、都市时报、中华之声、云上西山等媒体报道。

四、应用效果

(一)形成校园科普远程合作活动机制

形成了跨区多校联动的校园科普远程合作活动机制。科技、教研、信息技术三种技术力量支撑的师生、师师、生生三种形态的学习共同体。在项目中,三种力量有机结合,给项目提供有力支撑。班级内学生形成任务小组,共同确定探究问题,开展小组内部的合作交流,和与其他小组的外部合作交流,形成组内与组间的生生合作学习共同体。小组指导教师指导小组活动,同时作为班级科任老师,指导全班同学在该学科的学习和活动,再通过学科项目组与其他学校老师一起,对学生进行学科指导,形成师生合作的学习共同体。学科教师跨校建立学科教研组,同时与班级其他任课教师组成校内跨学科教研组,形成师师合作的学习共同体。在此机制中项目运转得到较好保障。


(二)形成促进自主、合作、探究的任务驱动式远程合作学习活动科普模式

远程合作学习符合项目式学习方式要求,能够充分体现自主、合作、探究学习。项目根据活动设计方法,在实践中总结出5个一任务驱动模式。并总结出远程合作学习要素。该模式可操作性强,具有较好的推广意义。


远程合作学习要素:

1.基于真实问题——保护滇池水生生态系统。

2.自主——体现以学为主,尊重学生学生兴趣,各小组在项目大主题内选择自己感兴趣的内容,找准问题(强调是问题,而不是方向,基于真实问题有利于找准问题,也因为真实问题的复杂性,呈现出跨学科需求的特点)。

3.合作——校内小组合作与跨校结对远程合作,还体现出师生合作和教师间的合作。

4.探究——真实性问题具有开放性,利于学生深入探究,而不是寻找标准答案。不同地域不同学校对同一个问题或者相似问题的解决相互学习交流,有利于开拓思路,深入探究。

5.跨学科——真实问题一定是跨学科的,根据问题、学生兴趣和能力、教师能力和实施条件可能会以某一学科为主但解决问题的过程必将呈现跨学科的特点。因此需要多个学科教师资源。

6.实践——在参观、资料查找、家长访谈的基础上,自己动手获取第一手资料,在此基础上,进一步深入对问题的理解和探究。

7.任务式学习——以任务为引领,充分发挥学生的学习的积极性,体现做中学和实践意义。

8.强调信息技术——跨区域远程合作的实践依赖信息技术,户外实践的联动融入5G+教育,探究成果的创新性体现信息技术。

(三)搭建项目空间,充分体现信息技术优势

新媒体在科学普及中不可或缺,且扮演了越来越重要的角色。项目以远程合作学习为基本形态,需要充分运用信息技术,打破时空限制,以达成远程合作者之间的沟通交流。项目开展期间,时逢新冠病毒肆虐,外出和聚集活动均受到限制。为保证质量开展好项目工作,项目组充分运用信息技术,保障了活动的有效开展,促进了跨校交流沟通。

除了依托5G技术进行户外直播等实时交互、运用视频会议系统开展线上培训和远程研讨,空间的搭建给项目提供了资源存储、成果展示和项目宣传的阵地。西山区教育科研信息培训中心在云上西山平台为项目免费搭建了项目空间,为所有项目学校和项目教师开通了空间。


(四)教师科普实践活动设计和实施能力得到发展

项目教师积极开展科普实践活动,活动设计和实施能力得到锻炼和提高。项目为进一步提高教师科普活动设计能力,减轻教师负担,结合新课标要求,多次开展培训,邀请专家亲临指导,提供学习交流平台,帮助老师提高科普实践活动设计和实施能力。经理论学习和实践操作,老师们收获满满,也帮助学生策划组织了丰富多彩的实践活动。

(五)学生科学素养提升

项目以培养学生科学素质为出发点,针对学生实践能力不足的问题,以做中学的思想为指引,为学生设计了重操作实践的活动方案。学生在实践过程中主动发现问题,分析问题,寻找解决的办法,学习了更多的科技知识,树立了以科学的态度和方法解决问题的思路。感受到了科学家们开拓思维、精益求精、不断进取、实事求是的科学精神。




(六)形成丰富成果

1.保护滇池远程合作学习综合实践宣传册


2.《小海鸥》MV


3.保护滇池闯关游戏



4.水下观察小视频


五、经验总结

(一)项目创新点

以往的青少年滇池保护科普工作以知识讲授、实验观摩、参观考察等方式为主,学生的深度参与存在不足,形成的认知层次不够。引入PBL、做中学、远程合作学习、STEAM、创客教育等多种理念,改变单向知识传输的模式,调动学生学习的主动性,让其在真实问题和情境中发现问题,自主探究,分析问题,解决问题,既能让学生深入学习保护滇池的知识、政策和方法,还能从中学会以科学态度和方法分析和解决问题,提升其多种能力和科学素养。本项目不以现成的教材或者资料进行知识传授型的科普教育,而是将学生置身于真实情景中,以问题为导向,在做中学,结合教育技术、PBL、STEAM、远程合作学习、创客教育等多种理念,帮助学生构建知识体系,培养动手能力,学习科学研究方法,培养创新意识,最终形成自己制作的科普手册。将目标的重点放在学习的过程与方法中,让项目的成果成为新的起点,引导更多的学习者参与其中。

(二)实施经验

1.减轻教师负担。新课标明确提出要开展跨学科主题学习,加强学科间的联动,加强学科间的相互联系,带动课程综合化实施,强化实践性要求,强化课程协同育人功能。以项目式学习开展的主题学习。学习、思考和实践是高质量学习、深度学习的基础。跨学科实践活动以培养可迁移的能力为核心,对学科课程的学习有很好的促进作用。项目也着力于引导老师将项目式学习的内容与学科教学内容进行有机整合,减少重复性,割裂性的学习。引导教师将项目活动与课程教学从内容到方式进行融合,将新课标10%学科实践和跨学科实践活动落实到位,既能提高学生学习成效,又能减轻教师负担。

2.降低教师对科技的引入的畏难情绪。老师因为自身对科技的畏难情绪,会导致项目探究不能达到更深的层次,难以实现真实探究。引入外力支持是非常重要的。新课标提出要“强化教研、科研的专业支持”“充分利用高等学校、科研院所、学术团体等机构的专业力量,开展相关的基础研究、国际比较研究等,为课程改革提供指导”。项目得到中科院昆明动物研究所和云南省动物学会的大力支持,作为成员单位,参与了教师培训、活动策划、实验器材提供、技术指导、技术支持等,为项目的顺利实施提供了坚实的基础。增加对科研的了解,对科学精神的理解和科学方法的学习,可以帮助老师转变教学方式,使探究落到实处。

3.提升教师跨学科教学能力。项目活动设计要求教师具有跨学科教学的能力。教师在跨学科教学方面仍处于探索阶段。项目以教研小组形式,建立了校内跨学科项目组和跨校学科项目组,促进教师跨学科教学能力提升,增加项目学科教学支持力量。

4.加强小组间合作。项目教师在合作学习组织方面具有很好的经验,组织本班小组的合作交流效率较高。由于疫情影响,开展活动的时间不够,因此在跨校小组合作方面还开展的不够。项目即将结束,但结束也是新的开始,项目组计划将组织项目小组成果交流活动,进一步促进跨校小组间的交流合作。

(三)存在问题及下一步计划

因受到疫情的影响,科学探究活动成效体现的还不充分。例如水质和水循环活动,从肉眼观察加pH试纸检测都观察记录到便携水质分析仪分析数据再提升到专业水质分析报告的科学性、精确性不断提升,为孩子拓展视野,认识科学技术和感受科学精神做出了引导。但是由于活动次数单一,范围也较为局限,还不能从数据中分析出有意思的问题。如果项目能够持续多年,让更多学校、多届学生轮换参与,将能让孩子们从多年多地的数据中感受到更多的信息,也能初步体验科学研究的迭代更新,提升活动的科学研究意义,使其成为一项有生命力的活动。

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