"AI 享田园 " 跨学科主题学习课程的评价研究：以《设计智能共生池》为例
课堂教学观察量表 太仓市镇洋小学
观察班级 |
五（5） |
执教老师 |
倪晨阳 |
观察对象 |
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观察者 |
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观察时间 |
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活动流程 |
观察内容 |
教的行为和学的表现 |
以学思教 |
环节一：情境再现 回顾旧知 环节二：设计实验，确认素材 环节三：动手操作，变量控制 环节四：观察记录，量表设计 |
A.经历英文歌曲的过程，准确观察，记录，分析 A1.理解植物生长需要适宜的环境条件，且不同栽培方式会影响植物生长状况。 A2.运用对比的方法，分析育才共生池在生长过程中的各项指标，进行合理推测和解释 A3.运用合理的构想、合适的活动实现控制变量的实验 B.跨学科主题学习的有效性 B1.田园跨学科主题学习任务的分解 B2.依托跨学科主题学习促进学生跨学科素养的形成 B3.推动科学技术与语文文字记录相互融合的有效方式 |
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填写说明：
1.教的行为和学的表现：教的行为主要记录教师的讲述、提问/追问、呈现、活动说明、活动参与、评价等行为，可具体化；学的表现主要记录学生学习活动中的语言、行为、神态、状态以及学习结果等，如果出现观察指标的表现，可用A1等符号表示，但有的仍需做些简单描述性记录（观察者明白即可）；特别要记录学生对重点的学习、难点的突破、小组合作、亮点、生成等；
2.以学思教：针对学的表现，反思教的行为，提出自己思考（成功启示、改进之策等）。
上课课题：设计智能共生池
太仓市镇洋小学 倪晨阳
一、课题简介
1.课题基本信息：
《"AI 享田园 " 跨学科主题学习课程的评价研究》；苏州市“十四五”规划2023立项课题（课题编号：2023/LX/01/005/03）；主持人：倪晨阳、徐亦心；单位：太仓市镇洋小学。
2.核心概念界定：
（1）做中学
本课题中的“做中学”借鉴了杜威和陶行知的教学理念，主张培养学生的自主性，学生要有思维能力；还主张培养学生的主观能动性和主动创造性，学生要有动手能力。“做中学”是学生在动手动脑相协调的过程中，理解知识、发现规律、形成经验，创造性解决问题的一种学习方式，是新时代学生学习能力的发展要求。
（2）小学生智能生活主题学习
智能生活教育具有明确的方向和实际的应用领域，具有一定的科学知识和理论的含量，与日常生活息息相关。主题学习是围绕结构化后的主题，在重过程的生成理解中实现课程主题意义建构的一种开放式学习方式，能为学生在展开深入理解核心问题时，提供一个明确的、且有意义的焦点，以维持兴趣、连接知识节点，实现学科知识、社会及自身的整合，从而培养学生的解决问题能力、高阶思维能力，促进学习结果的迁移。在小学阶段实践智能生活主题学习，是为了提升小学生对学习的内在兴趣，形成对未来教育的初步感受，促进适应新时代教育的适应能力。在学科、跨学科及社团活动中开发以“智能生活”为主题的学习素材，通过智能化的生活情境、智能化的教学手段开展的主题学习方式，旨在发展小学生的时代精神、科学精神、实践精神、创新精神。
（3）基于“做中学”的小学生智能生活主题学习研究
以“智能生活”为主题，基于学科、跨学科、社团活动三大载体，开发“智慧人生”、“数字社会”、“创意空间”三大主题资源；以“做中学”为理念，在组织主题学习中培养学生实践能力、创造思维、创新精神三大时代素养；以“实践育人”为目标，将操作、实践融入于智能生活主题学习的过程中，感受智能生活、实现个性发展。基于“做中学”的小学生智能生活主题学习研究，是学校的教学改革研究，也是学校的实践行动研究。
3.研究目标：
通过本课题的研究，形成小学生智能生活主题学习模式，提升创新精神和实践能力；积累主题学习典型案例。构建主题学习框架；建设主题学习资源，发挥主题学习效能。全面提升学生综合素养，提高适应时代发展的能力。
4.研究主要内容：
（1）小学生实践能力调查研究
（2）智能生活与主题学习的文献研究
（3）基于“做中学”的小学生智能生活主题学习实施纲要研究
（4）基于“做中学”的学科“智慧人生”主题学习案例研究
（5）基于“做中学”的跨学科“数字社会”主题学习案例研究
（6）基于“做中学”的“创意空间”社团群开发案例研究
（7）基于“做中学”的小学生智能生活主题学习效能分析研究
（8）基于“做中学”的小学生智能生活主题学习资源建设研究
二、研究课说明
1.研究主题：“鱼菜共生”跨学科主题学习
2.需解决的问题：
（1）理解认识：引导学生初步认识“鱼菜共生”的农耕技术。
（2）发现规律：知道维持这一技术平衡的必备条件。
（3）形成经验：经历调查分析、合作交流、操作实践、小组展示的过程，综合运用各学科知识，合理地设计与完善“鱼菜共生”系统。
（4）解决问题：在参与主题学习活动的过程中，学会合理制定学习计划、合理选择学习工具，学会反思和评价学习过程。
3.本节课设计意图：
“鱼菜共生”是学校“AI享田园”实践项目的一大学习主题，它的技术原理简单，对于三年级学生来说已经具备理解和掌握“鱼菜共生”技术的知识储备。“鱼菜共生”系统可操作性强，学生在自主设计、实验、观察等活动中，能综合运用各学科所学知识解决问题。
4.理论、理念说明：
（1）元认知理论
元认知是对认知的认知。传统观点将认知活动人为地划分为知觉、记忆、思维、言语等范畴，在一定程度上割裂了这些现象之间的内在联系。而元认知研究则削弱了这种人为的分离，它强调传统认知范畴之间的相似性而非其区别，因此有助于传统认知领域的重新整合，有助于将个体作为一个完整的人来研究，而且，元认知研究在教育领域具有重要的实际意义。学生在主题式学习中，对自己的学习过程进行审视，了解自己的优势和不足；对学习内容进行思考，知道自己学的是什么，知识之间存在怎样的联系；对学习方法进行调整，如何优化策略，提高学习效率等。
（2）建构主义理论
建构主义理论强调：以学生为中心，强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识意义的主动建构。学生要用探索法和发现法去建构知识的意义。在建构意义的过程中要求学生主动去搜集和分析有关的信息资料，对所学的问题提出各种假设并努力加以验证。要善于把当前学习内容尽量与自己已有的知识经验联系起来，并对这种联系加以认真思考。联系和思考是意义建构的关键。在“做中学”的学习模式之下，学生以动手实践、手脑结合为主要学习方式，思考相关知识间的联系，构建完整的知识体系。
（3）主题教学理论
主题教学是在教师确立的主题框架中紧紧围绕学生、跟踪学生思维研究过程的教学，是开发学生个人基于实际而不是基于理论的探究思路。基本程序是：确立主题、构想研究阶段、创意设计阶段、实践研究阶段和展示交流。主题教学以培养综合学力为目的，以研究实际问题为课程方式，着重培养学生对原理与方法的掌握。学生实践能力的提高离不开主题教学的有效设计，通过主题教学，学生能获得自由且具有完整思考的自我体验。
（4）实用主义教育思想
杜威是实用主义教育思想的倡导者和主要代表。实用主义教育思想主张以儿童为中心，“经验”是实用主义教育思想的中心概念。杜威认为“一切学习来自经验”，他宣称，“教育即生活”，教育作为过程，即是“不断改组经验，重新组织经验”。他认为教师应当提供“经验的情境”，引导学生在参加各种活动过程中，提出问题，解决问题。在主题式学习的过程中，教师为学生提供了这样的“情境”，联系生活，制造吸引力，引起疑难，从而使学生得到启发,激发创造性的思维，以培养独立解决问题的能力。
5.研究方法：案例研究 课堂观察
三、相关过程设计及简单说明
活动一 数字化情境再现，串联前后课时
1.英乐在线
师生一起边观看镇洋小学AI享田园视频，一边唱英文歌《Catch a fish》。
2.知识点串联
这是哪里呢？没错这是镇洋小学AI享田园的鱼菜共生池。上一节课呢，我们已经一起了解了鱼菜共生池，那么什么是鱼菜共生池呢？他有什么样的特点谁能说一说？鱼菜共生池中有哪些成员组成呢？
【设计意图】通过一起唱英文歌的形式，活跃课堂气氛的同时，能对实际的共生池有一个明确而清晰的认识,通过回忆上节课所学习的共生池的定义，特点等，为下面设计智能共生池打下基础
活动二 数字构思：多维分析与推理，设计智能共生池的最佳方案
1. 小组讨论，确认素材
（1）鱼菜共生池真是一个丰富的小乐园，教师引导进入设计制作环节：这节课，我们就要把鱼菜共生池升级为智能共生池，那么，有的同学就有疑问了，什么是智能共生池呢？共生池中可以加入哪些智能设备呢？有同学知道吗？来说一说。
（2）学生举手发言，教师补充介绍相关智能设备：水温计，增氧泵，水位控制器，水质过滤器
（2）学生讨论：该怎样设计共生池呢，你会怎样设计共生池呢，你是否可以选择一些智能设施来保证生物的正常生活呢？
（5）小组增加相关设备
2.小组制定设计草图
（1）教师出示智能共生池设计草图探究记录单，讲解如何完成记录单，重点强调观看探究单第一行评价指引，明确探究评分要求，（在选择的材料❏内打“√”，（ ）里填数量，用“～”指示水位线，）并提出设计要求：
①考虑共生池环境稳定性
②注意动植物的种类与比例，生物数量不超过鱼菜共生池的容量。
③生物存活时间尽可能长。
④考虑美观，从艺术审美角度，确保观赏性。
完成探究单的同时，小组内自由撰写草图发言稿，选出一个发言人，描述本组的设计，各个小组之间进行竞选，最优者可以在希沃白板中进行草图绘制与KT板粘贴。
3．小组展示交流
（1）
学生活动：请几组同学到讲台展示设计方案，其他同学提出意见或借鉴修改。
教师活动：根据学生回答凝练观点，提出改进意见。
（2）修改设计草图
学生活动：根据刚刚讨论的结果，对自己的智能共生池进行思考，如何改善可以让智能共生池里的生物生活得更好。修改草图。
活动三：数字创作：绘制与粘贴，让思维跳跃
（1）指尖跳动
教师展示各种不同形式的共生池示范画
师生共同选出最优小组，请该组学生轮流在希沃白板完成板画绘制与粘贴
其余小组采用板贴与自由绘制的形式完成KT板。
教师巡视指导。
（2）艺术展
各小组以艺术展的形式展示作品。
【设计意图】鱼菜共生池设计图中所用材料采用的是不干胶贴纸（大小比例与实际类似），大大提高了学生设计鱼菜共生池的效率。最后进行有依据的设计制作活动，达成概念整合的效果。并融合美术，让学生发散思维，大胆创作，准备充分的实验材料供学生选择，让学生能根据设计图在课堂上完成制作。教师在制作鱼菜共生池时提供各种不同鱼菜共生池的照片，拓宽学生思路。在作品上粘贴标签并展示，提升学生的成就感，也方便后期记录。
活动四：数字实践：顺序比较与选择，理解“鱼菜共生”的制作原理
1.那么在建设智能鱼菜共生池时，我们应该怎样往池中放置呢？先往池中放什么呢？仔细思考，和你的小伙伴讨论讨论吧。
学生提出猜测：水→植物→动物或其他，让学生对自己的方案进行合理性解释选择最优方案。
学生投票讨论，老师追问：制作步骤可不可以调换？可不可以先放动物再放植物？
学生活动：学生思考并说出理由。
老师板书制作步骤：水，石子等非生物→各类设备→植物→动物。
2.小组两组合作，放置各类成员，教师巡视指导。
3.小组成果展示，与自己组的鱼菜共生池合影。
4.观察智能共生池，并为它取一个名字，贴上标签。
活动五 数字档案：明确方法与工具，开展“鱼菜共生”的实证观察
1.鱼菜共生池已经建设完成了，我们继续要做的是什么？
做好后续长期观察
（1）同学们打算用什么方法观察你们组的作品？说出你的理由。
（2）需要观察记录些什么？以什么样的形式进行记录？可以用放大镜观察，围观相机拍摄下植物的变化过程。通过写观察日记，设计观察记录表，拍照，画画等形势进行。
【设计意图】引导学生思考鱼菜共生池的建设顺序，帮助学生深入思考生物以及非生物起到的作用。准备充分的实验材料供学生选择，让学生能根据设计图在课堂上完成制作，拓宽学生思路。在作品上粘贴标签并展示，提升学生的成就感，也方便后期记录。
