【教学案例】探寻四季更替的奥秘

1.选定单元主题，确定大概念群

根据大概念的层级结构，结合《义务教育科学课程标准（2022年版）》，美国《K-12人工智能教学指南》和教材的核心内容，本研究构建了“探寻四季更替的奥秘”大概念层级体系（如图所示）： 南宫体育.

首先，从哲学视角分析，哲学概念是对人与世界之间关系的根本看法，态度和主张，而四季更替的根本原因是物质运动 南宫体育，故确定哲学概念“世界是物质的，物质是运动的”。

接着，从课程标准的跨学科大概念和学科大概念中提取与本主题紧密贴合的大概念，如四季的形成与地球公转有关，故选取“宇宙中的地球”这一大概念，学生观察地球公转 南宫体育，制作模型是一个感知表达的过程，故引入人工智能领域的大概念“感知，表示和社会影响”。

随后，从5～6年级学科核心学习内容和学业要求中凝练大概念 南宫体育，如地球公转是万有引力的作用，故选取“物质的运动与相互作用”这一大概念，四季更替的主要原因是地球围绕太阳公转，故凝练“地球围绕太阳公转”这一核心概念，同时，围绕核心概念组织各学科具体知识，如围绕“力是改变物体运动状态的原因”这一核心概念，考虑运动力学涉及概念，故选取“万有引力，公转速度，公转周期，公转方向”等小概念。

最后，经专家多轮讨论 南宫体育，确定该案例从大概念到核心概念再到小概念的层级体系。

2.编写学习目标，整合教学内容

结合“为什么一年有四季”这一基本问题和核心素养培养的相关要求，本案例的“KUDB”目标制定如下： 南宫体育.

“知道”方面，能够描述一年四季的典型特点与主要现象 南宫体育，知道地球围绕太阳公转的周期和方向，掌握AI编程知识.

“理解”方面 南宫体育，理解四季的形成与地球公转有关，理解AI程序之间的逻辑关系.

“行为”方面，观看地球公转的视频，掌握其运转规律 南宫体育，利用编程软件制作地球公转的模型.

“态度”方面，了解四季变化与我们的生活密切相关，通过观察、交流与编程等活动，让学生产生进一步探究四季更替成因的兴趣，感受人工智能对生活的影响。

教师在大概念的引领下统整教学内容，重组跨学科知识，厘清所涉大概念、核心概念、具体概念等包含的运动力学、四季更替、可视化编程、社会影响等学习内容，最终形成“探索四季更替的奥秘”主题单元，并通过设置系列情境任务，激发学生探究实践的兴趣。学生则围绕这一主题开展学习探究，结合已有经验，重组知识结构，形成深度且持续的理解。

3.设计学习活动，开展多元评价

设计教学活动时，要以现实生活为背景，围绕主要问题和核心任务，将教学流程的四个环节按照问题解决逻辑分解为若干个子活动，各子活动环环相扣，构成前后关联的课时“活动链”。

围绕本案例的核心任务“探索四季更替的奥秘”，四个教学环节可分解为8个子活动：

①播放四季更替视频，总结规律；

②检索搜集资料，思考四季更替原因；

③通过智能交互设备，直观感受四季更替成因和地球公转的过程；

④设计地球公转模型制作项目表，梳理制作过程；

⑤利用素材和可视化编程软件，制作地球公转模型；

⑥测试运行代码，发现并解决漏洞问题；

⑦汇报展示作品，完成自评互评；

⑧提交反思报告，梳理概念图。

8个子活动既相互独立又相互依存，保证大概念教学的有效开展。

此外，在教学活动实施过程中提供必要的支架，智能推送相关编程知识、参考案例、汇报提纲、概念图的基本架构等，为学生完成相应活动提供帮助。教学评一体化要求教学活动设计与评价紧密联系，以证据为导向，兼顾过程与结果，以便全面获取学生的学习信息。教师根据收集的思维导图、阶段性成果、模型制作项目表、概念图、反思报告等梳理学生的具体表现，并结合智能技术的数据分析结果对学生进行综合评价。教师在学生互评环节上传评价量表，内容包含作品效果、编程设计、创新程度、展示汇报、团队协作五个评价指标和评价要求、指标权重等。最后，教师进行总结性评价，学生及时反思提升。

4.教学反思

本案例依托跨学科真实情境，以大概念为核心，采用教学评一体化的方式，强调培养学生真实情境下的复杂问题解决能力。从理论层面来讲，大概念的层级结构提供了清晰的教学架构，教学目标在KUDB模式的指导下设定得更为贴合核心素养的培养要求，主题教学实现了对学科知识的全面覆盖并能准确把握教学内容，活动链式设计环环相扣，智能技术支持的多元化评价能精准地反映学生对学习中重要内容的理解和掌握程度。而在具体的教学实施过程中，本次主题活动的学习目标不再停留于知识的掌握，而是要求学生将所学知识内化并迁移运用于真实问题解决。学生按照系列跨学科情境任务，在分析问题、ng体育官网入口地址探究、制作模型、测试优化的过程中调用先验知识构建自己的知识体系，并经历一个习得大概念、理解大概念、运用大概念的过程，将所学知识由一个点发展为一个网络体系，从而迁移至多情境中应用。另外，案例主题与生活实际联系密切，让学生真正体会到了学有所用。