“还海三棱藨草一个家”综合实践活动中教育装备的应用与思考

贺月 徐晓君

1 同济大学附属新江湾城实验学校 上海 200433 2 上海市教育委员会教育技术装备中心 上海 200070

0 引言

科学使用教育技术装备有利于创设学科情境，将理论知识变得直观、丰富和有趣，从而大大提高教学效率[1]。有别于传统学科课程，综合实践活动不仅要培养学生的学习能力和应试技巧，还要培养学生的导向思维能力和正确的价值观，从而全面提升其综合素养，为今后的学习奠定扎实的基础[2]。基于此，综合实践活动的实施，需要改变传统的教学方式，在教学中加强教育技术装备的使用便显得尤为迫切[3]。

1 问题提出

不同于传统的学科课程，综合实践活动强调学生的自主参与，具有一定的开放性、自由性与灵活性[4]。综合实践活动的设计与实施倡导将课内外不同场域的资源有效结合，注重学生综合素质的培养[5]。在初中阶段，综合实践活动关注学生在动手、动脑过程中发现问题、分析问题并解决问题的科学素养，培养学生的审美能力、思维能力、实践能力和创新能力，使学生成为知识的共同建构者，努力让学生从学习者变为创造者[6]。

进入智能时代，教育技术装备已不能仅仅作为“教学仪器”来满足基本教学需求[7]。作为教育现代化的重要支撑，教育技术装备应在教学应用中发挥着有效优化教学环节，提升学习积极性等更深层次的效能[8-10]。2015 年，Nie 将多米诺骨牌应用到初中化学元素的学习中，并为这一方法申请了专利[11]。2018 年，湖北某中学将3D 打印技术引入跨学科课堂，深受学生的欢迎和喜爱[12]。2021 年，苟雪梅[13]将VR 技术应用到数学三视图的教学中，带领学生置身场景详细观察，提升空间想象思维能力。当国内中小学对教育技术装备的应用如火如荼地开展时，不难发现，不同区域在教育技术装备的数量和使用程度上存在着明显差异。比如很多地区在教育技术装备的使用方面缺乏科学性和专业性，还需要科学的标准指导。同时，其研究领域也主要局限在数学、英语和物理等基础学科课程，在综合实践活动中应用较少。

由此可见，如何科学使用教育技术装备，使之成为助力综合实践活动开展的有效手段和关键媒介，是亟待解决的问题。

2 应用分析

2.1 活动主题概述

“还海三棱藨草一个家”旨在贯彻落实《中小学综合实践活动课程指导纲要》中关于考察探究的理念。通过“还海三棱藨草一个家”主题活动，学生实地调查研究上海市杨浦区新江湾城湿地，主动获取知识，分析并解决问题。在活动过程中，学生运用实地观察、设备探测与数据分析等方法，形成理性思维、批判质疑和勇于探究的精神，通过自主设计、装配实验仪器，发展实践创新意识，提高创意实现能力。该活动在校本课程“探秘‘绿宝石’——新江湾城湿地”的“湿地对城市生态的作用”大单元中落实并实施。学生在前置课程中初步认识了海三棱藨草的特点、实地测量了新江湾城湿地的各项指标，了解了城市景观与自然景观间的差异，为本活动的有效实施夯实了基础。活动设计有着丰富的可数字化素材。课堂中，学生基于实地考察获得的信息，从海三棱藨草在全球变暖大背景下生存环境不断被“吞噬”入手，探究全球变暖及城市热岛效应的原理，设计实验以探究湿地对城市热岛的作用。

2.2 装备使用逻辑

学生通过自行组装并使用北斗定位仪在湿地各标志性点位完成定位工作，为进入湿地的整体考察和学习提供科学服务，更全面认识研究对象所处的地理环境。同时也巩固了关于经纬度的学科知识，为利用ArcGIS软件进行湿地地图绘制打下了基础。在此基础上，学生利用温度、湿度、O2浓度和CO2浓度传感器对湿地和校园（城市代表点）两个地点开展实际测量数据的对比，分析两地环境差异，初步归纳湿地对城市气候的作用。最后，学生在课堂上利用生态实验罐，结合传感器、远红外加热器、计算机，将科学现象可视化呈现（图1）。在模拟实验中获得一手数据，验证湿地对城市气候调节的作用，从而归纳出减缓全球变暖与城市热岛效应的具体措施，初步树立人地协调观。

2.3 活动案例分析

2.3.1 开展户外实践

在户外实践活动过程中，教师提前规划好采样路线，在标志性点位记录好对应的坐标，并设计好采集哪些种类的指标数据以及需使用的相应装备。

1）湿地打卡任务：每个活动小组提前获得15个湿地标志性点位的经纬度信息，学生携带北斗定位仪自行寻找并打卡。这一环节的设置增加了活动趣味性和参与感。

2）指标测定任务：各小组分别携带温度、湿度、O2浓度和CO2浓度传感器对标志性点位进行指标数据测量。湿地测定任务结束后，学生继续携带上述传感器在校园范围的3 个点位完成数据采集工作，为后期湿地和城市的指标对比提供依据。

3）植物寻宝任务：学生同步利用形色APP，观察和记录植物的花、叶、果，以完成任务单方式了解自己感兴趣的植物。一来加深学生对湿地环境的认识，二来为后续课程制作植物名片做好铺垫。

2.3.2 课堂活动开展

教师展示海三棱藨草，讲述崇明东滩的海三棱藨草逐渐减少，家园逐渐被海水吞噬这一真实现状。通过创设情境，引出话题，引导学生思考海三棱藨草为什么“背井离乡，流落街头”，并以5 个任务为线索推进实施课堂活动。

【条分缕析我最行】（任务1）（图2）和【圈圈画画我来选】（任务2）（图3）梳理全球变暖的因果逻辑，构建自然要素的联系，引导学生形成自然环境整体性的思维——地球表面组成环境的大气、水、岩石、地形、生物和土壤等地理环境要素相互联系、相互制约和相互渗透。最后，将视野聚焦于人类活动区域，并提出“城市热岛”的概念与主题。

图3 【圈圈画画我来选】立体示意图

【我的数据我说话】（任务3）和【我的环境我来选】（任务4）则基于上述活动推进展开。学生对比分析之前获得的数据，提出问题并交流解决问题的思路。通过回忆湿地见闻，学生挑选适当的材料组建城市和湿地生态实验罐（各2 组），并比较、归纳出不同环境的要素特征。

【模拟实验来佐证】（任务5）是重点活动。基于任务3 中数据可能出现与预设不符的情况，在分析可能原因后，学生进一步学习解决问题的方法——建模实验。各小组利用任务4 中组装好的生态实验罐分别模拟城市与湿地，并采集温度、湿度、O2浓度和CO2浓度等数据。分析计算机处理后得出的不同环境的差异，梳理出湿地对城市热岛效应及全球变暖的影响。学生依托教育技术装备支持下的建模与科学现象可视化等实践，体会到湿地对城市的气候调节作用。

任务1 与任务2 聚焦科学问题的发现与提出，以引发学生兴趣，梳理活动目标，推动活动发展，明确研究方向。任务3 和任务4 聚焦科学现象的分析与探究，以引导学生初步分析户外数据，并结合考察见闻构建实验环境，从而寻找解决问题的方法。任务5 的建模环节充分调动了学生的积极性，通过仪器组装、传感器识别与分配、科学读数等教育技术装备的一系列科学使用，引导学生在科学的规则意识指导下，获取科学知识，培养科学态度，提升科学能力。

3 反思展望

教师在传统的学科课堂教学中，往往会忽略教育技术装备的作用。这样很容易导致学生不能将所学知识与真实生活结合起来，用学科知识解决生活问题的意识会逐渐淡薄。在综合实践活动课程中，教师要基于教育技术装备开放程度高、可数字化内容丰富等特征，使其成为课程设计与实施中的重中之重和亮点。

当然，教师和装备企业也需要制定装备使用预案，进行装备优化思考。比如，应努力开放教学中使用到的装备，以便学生根据活动需求进行重复实验。比如企业要着力提升装备的集成化和智能化程度，做到一部仪器能测量多个指标，并充分利用互联网、虚拟技术以提升体验的整体感。

总之，教育技术装备在综合实践活动中的科学应用将会带来更加丰富多样的学习体验和活动资源，激发学生的学习兴趣和创造能力，培养其实践能力和创新思维。当然，我们也要注意教育技术装备的合理使用，平衡好技术与教育之间的关系，以确保装备技术应用能促进学习的真正发生和素养的真实提高。