我要投稿   新闻热线:021-60850333

“校园生态池”:打造跨学科学习空间,激活教与学新生态丨黄浦区教育学院附属中山学校跨学科综合学习空间案例

时间:2025/8/29 19:10:18

来源:东方网教育频道 上海市教委教育技术装备中心        选稿:东方网教育频道 陈乐 秦嘉莹

编者按:2022年8月,上海市教育委员会等七部门印发《关于进一步促进本市义务教育学校建设的实施意见》,要求以培养学生素养为导向,优化学生学习空间和资源环境配置,提出“推进跨学科综合学习空间和普通教室建设”的要求,作为助推义务教育学校育人方式变革的重要抓手。本市义务教育学校学习空间的改造实践形成了一批优秀的案例,本公众号将陆续连载,以更好地交流和推广本市学校跨学科综合学习空间等建设的实践经验。

在黄浦区教育学院附属中山学校,一方约200平方米的“校园生态池”正悄然改变着教与学的方式。它不仅是独具特色的一幕校园景观,更是践行“自主实践,和谐发展”理念的文化承载。这个模块化设计的综合学习空间(人工淡水系统、水生动物栖息区、实验监测区),模拟自然生态,融合尖端技术,构建了一个动态、沉浸式的跨学科主题学习与实践平台,驱动学生科学素养、创新思维与社会责任感的全面成长。

“自主实践,和谐发展”的办学理念,一直是黄浦区教育学院附属中山学校坚守的教育初心。2022年上海市教委提出“推进跨学科综合学习空间建设”,学校抓住契机,打造“校园生态池”跨学科综合学习空间,将生态教育深度融入核心课程体系,在构建知识融合与能力提升的“活态实验室”的同时,培养具备科学素养、创新精神和社会责任的新时代公民。

WDCM上传图片

图1 校园生态池全景图

多功能生态空间

让学习变得有趣更有意义

“校园生态池”基于模块化设计理念,分为人工淡水系统、水生动物栖息区和实验监测区三大功能区域。

人工淡水系统又精心划分出挺水、沉水、浮叶植物区,模拟自然净化(根系吸附、微生物降解);

水生动物栖息区引入本土鱼类与底栖生物,构建完整食物链,维系生态平衡;

实验监测区部署了溶解氧传感器、pH计、电导率仪等先进传感器,实时捕获水质数据,直连计算机终端。

“校园生态池”深度融合信息化技术,构建“感知-分析-优化”的闭环系统。智能感知层每15分钟采集一次水温、溶解氧、浊度等12项指标;数据分析层让学生利用Python编程工具对历史数据建模;反馈优化层根据分析结果动态调整生态池运行参数,这种数据驱动的管理方式,不仅提高了生态池的运行效率,也为学生提供了实践数据分析和智能控制的机会。

“校园生态池”周围设置了互动式科普展板,学生通过AR技术扫描二维码即可观看淡水生态微课或跨学科项目视频;绿植墙采用垂直滴灌系统,种植净化空气植物,形成“科技与自然共生”的沉浸式学习场景。这种环境氛围的营造,让学生在学习过程中感受到科技的魅力和自然的美好,激发了他们对生态和科技的兴趣。

WDCM上传图片

图2 人工小型淡水生态系统

WDCM上传图片

图3 水生动物栖息区

WDCM上传图片

图4 实验数据监测区

多学科融合

培养解决实际问题的综合能力

依托“校园生态池”,学校开设了综合实践课程,包含“生命与水”“生活中的水”“地球上的水”三章,共30课时。学生通过水质检测、模拟湿地等实验,探究生物-环境联系,掌握测量技能,深化环保认知,实现知行合一。

学校还以“C-POTE模型”为框架,实现了多学科的深度融合。值得一提的是,学校“基于C-POTE模型的初中生物学跨学科主题学习设计与实施”经“2024年上海市青年教师教育教学研究课题立项遴选活动”的专家独立评审与集体讨论、学科评审组推荐与总评委集体投票,最终被准予立项。

比如,在“校园生态池的设计与改造”跨学科活动中,首先,学生基于小学《科学》、初中《生物学》关于生态系统各组成成分及其作用的认识,结合初中《化学》中水的净化等相关知识,通过《校园水域的环境问题》KWL评价表,对自己已有的知识水平进行评估。

随后,学生对校园池塘生态系统中的生物成分及水质等进行了全面的勘测,了解到校园水池现存的问题主要有“生物种类比较单一”“鱼儿有时会翻起白肚”“水质容易变脏、变臭”等。于是,教师设计了一系列情境问题作为导入,介绍项目任务、项目要求,根据要求明确程度自评表、小组任务检查表的填写情况,以此对学生进行评价。

接着,学生思考、整合运用化学中大气和溶液单元中的知识点,并进一步查阅资料了解测定水质的指标与方法。根据实际情况思考产生污染的原因并寻找解决方法,通过模拟实验验证理论的可行性,并初步将理论转化为设计方案和产品设计图。随后运用生物学知识分析生态池的要素,从合理性、可持续性、美观三个角度对生态池设计图进行进一步加工。

最后,学生思考所改进、设计的水池净化装置是否具有可行性、成本是否可控、其原理是否明确、是否环保等一系列问题。并通过实验验证设计方案的可行性,如通过化学实验探究,测定水质pH、TDS值,以及水中溶解氧含量,实验验证增加水中含氧量的方法的可行性。

围绕“校园生态池的设计与改造”的项目式学习,让学生在跨学科解决实际问题的过程中,提升了综合素养。

WDCM上传图片

图5 分析校园生态池生态系统的组成成分

WDCM上传图片

图6 认识生态池中的生物成分

WDCM上传图片

图7 分析生态池的环境监测数据

WDCM上传图片

图8 记录生态池中的生物数量

WDCM上传图片

图9 观察生态池中水的透明度

WDCM上传图片

图10 检测生态池中水的pH

WDCM上传图片

图11 检测生态池中水的TDS值

超越传统课堂

激荡教育创新的涟漪

学校的“校园生态池”,已经超越了传统课堂的边界。

通过生态池水质检测与数据分析,学生掌握了COD仪、TDS仪、pH计等专业设备操作技能,培养了解决真实情境中实际问题的能力和跨学科思维。他们将生态池改造目标与环境保护、可持续发展等理念相结合,进一步提升了环保意识,并在实践中培养社会责任。

同时,在“校园生态池”的学习,打破了学科壁垒,加强不同学科教师之间的交流和学习,通过联合教研的方式形成跨学科教研共同体,如生物学、化学、地理教师联合开发开展跨学科项目“校园生态池的设计与改造”的教学。这种跨学科教研共同体的形成,不仅提升了教师的专业素养,也为学校的教育教学改革提供了新的思路和方法。

“校园生态池”,这是一方融合科技与自然的智慧生态,一座激发探究与创新的实践熔炉,一个打破学科壁垒的无界空间。在这里,数据驱动决策,项目引领学习,责任源于实践,生动诠释了“赋能”跨学科学习的真谛,为培养面向未来的复合型人才提供了充满活力的“中山方案”。这一池活水,成为学校的跨学科主题学习与实践平台,正源源不断地激荡出教育创新的涟漪。