基于真实情境的小学线上综合性学习模式探索

【项目简介】

徐州云兴小学以理解生命，面向未来的“生长教育”为核心理念，通过建设“物联网+植物工厂”的学习场馆、课程体系、学习平台、评价方式，进行真实情境下指向儿童科学素养的未来学习样态实践探索，让学生在充满儿童气息的校园顺应自然地健康生长，焕发生命活力地幸福生长，朝向未来地卓越生长。学校充分发挥江苏省基础教育前瞻性教学改革实验项目“物联网+植物工厂：指向儿童科学素养的校本实践与探索”的辐射引领作用，不断深化学习空间、拓展学习边界、变革学习方式、重构师生关系，探索未来学习新样态，成果在多个地区得到推广和实践，获得2021年江苏省教学成果奖二等奖，为我国基础教育阶段提升学生科学素养提供了一种实践样本。

摘要：新冠肺炎疫情期间，学校化疫情之危为学习之机，通过指向真实情境的“物联网+植物工厂”居家课程的开发与实施，改变课程空间，变革教的路径，改善学的情境，把学科教学与德育、劳动教育、美育、体育有机融合，组织学生开展线上与线下混合学习，培养学生的自主学习能力、实践能力及创新精神等，取得了良好的育人成效。

关键词：线上课程;场馆学习;在线学习

中图分类号：G622.3 文献标志码：A 文章编号：1673-9094（2022）05A-0024-05

徐州市云兴小学是一所教育集团校，教育集团中有传统市区老校、现代化新建学校、涉农村小三种学校样态，三种学校均拥有课程实践场馆、自然体验园、中水、光伏发电体验系统等场馆学习实践基地。但是由于受疫情影响，学生不能到学校学习，无法利用指向真实情境的场馆课程基地开展学习。面对疫情带来的教育困境，学校尝试利用“疫情”课程资源，重构“物联网+植物工厂”的场馆课程体系，建构基于真实情境的线上“场馆学习”教学模型，以科学学习为切入点，逐步带动其他学科的有效融合与发展，促进线上教学的优化和学生科学核心素养的生成。

一、重构基于真实情境的线上课程体系

在常态化的学习中，学校把“物联网+植物工厂”场馆向学生开放，学生跨年级、跨班级自主选择学习伙伴，借助控制器、传感器、图像设备等技术设备，实时获取植物生长过程和环境信息，进行智能化地控制，再利用二维码技术进行植物搜索与展示。这一过程让学生“像科学家那样学科学”，学生在真实情境中持续观察、对比、分析、跟踪、记录、研究，提出问题、发现问题、解决问题，极大地提高了学习兴趣及科学素养。因疫情影响停学期间，学校把线上学习与场馆学习有机结合，重构“物联网+植物工厂”课程，进行基于真实情境的线上课程居家学习设计。

学校将科学学科与“物联网+植物工厂”相结合，确立了居家学习的三大学习模块，分别为“动植物的身体”“动植物的生长”“动植物与环境”。每一模块依据“身边的科学现象”“经典的科学原理”“前沿的科学话题”“有趣的科学实验”四个板块，设计了72个学习主题模块展开活动（见表1）。学校根据科学教材学习内容、场馆资源、不同年级学生的年龄特点及学习模块特点，安排课时量以及适合的学习对象，使不同层次的学生经过场馆学习都能获得个性化的发展。

二、探索基于“物联网+植物工厂”真实情境的小学线上综合性学习模式

综合性学习是基于“物联网+植物工厂”真实情境的必选学习方式。我们从疫情居家学生的学习需求出发，结合真实场景，融合多学科学习要求，设计丰富而生动的项目学习主题，激发学生的学习兴趣，培养学生分析问题、探究问题、解决问题的能力，进而提高学生的能力与素养（见表2）。

通过在居家学习期间开展的、基于“物联网+植物工厂”真实情境的项目学习，我们逐步探索形成了“适时情境—提出问题—实践探究—类比辨析—研究报告—思维连续”的小学线上综合性学习模型（如图1）。

开展小学线上综合性学习，第一步要設置适时情境，让学生通过云监控系统进入“物联网+植物工厂”，在老师的引导下提出问题、主动观察，激发学生主动思考的意识。

第二步要引导学生提出和聚焦问题，明确学习目标，并结合科学学科内容及植物工厂的资源，确定研究主题。学生可以在学习平台发布关于“物联网+植物工厂”的相关问题，同学们自由选择待研究的问题，自发打破年级界限结成学习伙伴，通过云监控进入学习空间开展研究。如学生在植物工厂发现几株小麦 ，提出“小麦种子是不是直接撒在土地上就可以生长了呢？”“平时在面包店里看到包装上写着小麦面包，是不是小麦只能做面包？”“为什么小麦在成熟后会‘弯腰’呢？”等问题，在老师的帮助下形成“种植小麦”综合性学习主题。

第三步是开展综合性学习，这是整个学习过程中的核心环节，学生分小组设计研究方案、亲历实验过程、获取真实研究成果。在“种植小麦”的综合性学习中，学生先是挑选饱满、没有受过伤的种子;然后深翻土层，整地;接着将种子均匀地撒在沟中，用土掩种;最后在种植的土地上浇适量的水，使土壤湿润。在校时，学生每天会对小麦进行观察和记录。居家学习期间，学生尝试在家种植小麦。一位家长这样记录孩子的种植经历：儿子的小麦已经进入收获的季节，麦穗已经被小鸟啄干净了，惨不忍睹，麦子一粒都没有了。小鸟完胜，咱的稻草人怎么就没起作用呢？

第四步要指导学生收集并整理信息，类比对照实验数据，交流辨析。在实践探究环节之后，学生们都已形成了一定的思路和方法，学生之间及时交流各自的经验和做法，进行反思碰撞，可以促进学生思考的深度与广度。如“种植小麦”主题，学生通过自然种植园、植物工厂种植小麦的对照实验，发现植物工厂的小麦长势不如自然种植园的小麦，并且逐步枯死，而自然种植园的小麦亩产量偏低。一系列“为什么”激发了学生的深度思考：因为种植小麦的地点在两栋教学楼之间，光照不足;种植密度大，没有特定的肥料，且是套种在花园里的，因此产量偏低。

小学线上综合性学习的第五步是修订预设方案，巩固学习所得，形成实验报告。

第六步“思维连续”是综合性学習的最后环节，通过多层反馈评价，产生新问题，及时调整指向，确保思维连续。评价的内容涉及各个层面，力求最大程度展示学生的参与情况，激发思维的连续性，为下一步学习提供指导。例如麦粒被小鸟吃掉的学生，开始形成下一个学习主题：如何发挥稻草人作用，保护小麦宝？得出“小麦亩产量低”结论的学生，形成新的研究主题：小麦种植中，我们该如何去提高亩产量？如何最大化地利用土地？

三、开展基于实时数据的线上课程评价

为了更好地开展学生的学习研究活动，学校开发了“小学生科学学习行为跟踪系统”，成功申请了国家计算机软件著作权。教师和学生分成不同的实验小组，在平台上发布实验任务，实验小组成员参与到实验中，记录学习过程，交流互动，点赞分享。在这个平台上，老师和学生们发布500多个学习项目，学校几千名学生参与了这些项目的学习。

（一）基于分类理论的评价

我们借鉴美国著名课程教学理论家比格斯（J·B·Biggs）“可观察的学习成果结构”建立的SOLO分类理论，通过“小学生学习行为跟踪系统”平台，从前结构层次、单点结构层次、多点结构层次、关联结构层次和抽象拓展层次，对学生的学习过程进行行为跟踪[1]。教师、学生在平台上根据研究的主题、重点、方向，建立实验组，自主结成学习伙伴，通过云监控调取植物工厂、自然种植园的植物进行居家学习研究，并通过平台发布观察记录、实验报告、照片、视频、思考等。实验结束后，每个实验组长对实验项目达成效果进行总结，教师根据项目选题、完成程度、小组合作、展示方式，从科学态度、科学的表达与应用、科学理解能力、信息技术素养四个维度，从“巧观察”“好问题”“善思考”“有规划”“会合作”“有研究”等方面进行评比，对项目进行评价。

有的教师联系语文学科，从12册语文教材中选择与植物工厂密切契合的内容，如“人与自然”“我与自然”“自然之美”“留心观察”“田园生活”“科普”“四季之美”“触摸自然”“保护环境”“科学精神”“习作单元（观察）”“综合性学习”等，结合语文学习要素，开发设计了“探索树之家”综合性学习。这个学习主题，三年级“关注有新鲜感的词语和句子”，四年级“体会文章准确生动的表达，感受作者连续细致的观察”，五年级“体会景物的静态美和动态美”，六年级重在“体会用具体事例说明观点的方法”，在学习过程中，不断丰富学生的言语经验与语感，提升学生的阅读与理解能力，形成适合学生的学习方法与策略。教师通过线上学习的交流，平台研究成果展示，关注学生语文素养、语文能力地提升。

（二）基于素养的表现性评价

我们根据“中国学生发展核心素养”18个素养要点以及《义务教育小学科学课程标准》中明确的科学学科核心素养，结合学校的育人目标，构建了指向科学态度、科学的表达与应用、科学理解能力、信息技术素养4个一级指标，12个二级素养指标，21个三级素养指标的“小学生科学素养结构评价模型”（见表3），作为表现性评价的标准[2]。

如“小麦生长”的系列课程主题，我们以线上混龄教学的方式，打破年级、班级界限，打破学科的壁垒，融合科学、语文、数学、综合实践、劳动技术等课程，建立了线上研究小组这样的学习共同体，不同年级、不同班级学生完成了“小麦出苗因素研究”“植物工厂与自然种植园小麦生长对比”“小麦生虫的有效破解”“小麦亩产量研究”“亩产量偏低的研究”“小麦的经济账”“麦秆的工艺设计”等一系列研究子课题。学生们以实事求是、重视科学实证的严谨态度，丰富的学习成果，努力展示学习的过程;教师则以不同年级、不同学科的素养指标为评价依据，对不同年级的学习进行等级评价。

疫情背景下以学生为中心的“物联网+植物工厂”居家课程是基于真实情境的“线上+线下”混合式学习，是基于场馆的深度学习、基于新一代信息技术的智慧学习、基于学科融合的跨界学习以及基于学习方式变革的未来学习。我们关注场馆课程的课程形态、采用真实性学习的学习样态、依托智慧课堂的课堂运行、主题融合的综合性学习、素养导向的评价反馈，实现了学习方法、教学模式的双重变革，为学生提供了更有质量、有意义的教学活动，培养了学生面向未来的学习能力，也使得课程更具生命的活力。

参考文献：

[1]蔡永红. SOLO 分类理论及其在教学中的应用[J]. 教师教育研究，2006（1）：36.

[2]赵莉.“物联网+植物工厂”：基于真实情境的真实学习[J].江苏教育研究，2020（4A）：18.

责任编辑：颜莹

*本文系2018年江苏省基础教育前瞻性教学改革实验项目“物联网+植物工厂：指向儿童科学素养的校本实践与探索”研究成果之一。

收稿日期：2022-03-11

作者简介：赵莉，徐州市云兴小学校长，高级教师。