青少年和儿童作为未来的主要力量，其气候变化意识和行动对于实现这些目标至关重要。将气候变化教育融入国民教育体系，特别是在学科教学中渗透、融合气候变化教育，成为当前教育界的紧要课题。
随着信息技术的快速发展，信息科技学科在教育体系和人才培养方面的独特价值与作用日益凸显。信息科技学科能为学生提供前沿的数字技术知识与应用，帮助其适应数字化时代的需求，培养学生的数字素养和创新能力，为教育体系和人才培养注入新的活力。
气候变化教育独具综合性、实践性和丰富性，横跨多个学科领域。《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》围绕数据、算法、网络、信息处理、信息安全和人工智能这六条逻辑主线，构建了完整而系统的全学段内容模块。每个模块均精心设计了跨学科主题活动，这为气候变化教育在信息科技教学中的深度融合提供了强大的支撑和有利条件。而信息科技学科凭借其跨学科融合、数据驱动和技术创新的独特特点，又为气候变化教育提供了丰富的资源和手段。
本文从“巧学”“慧用”和“智创”三个维度，探索信息科技学科教学与气候变化教育的融合实践，以实现气候变化教育的有效渗透和深入推进。
一 巧学：巧妙融合，助推气候变化教育的趣味科普
气候变化与日常生活紧密相连。于信息科技学科教学中融入气候变化教育，可巧妙地通过创设真实生活情境、增强互动参与、满足个性化学习等方式，使气象科普内容更加生动有趣、易于理解，同时又助益于提高学生的学习兴趣和学科核心素养，为推动气候变化教育科普事业的发展助力。
1.情境创设之巧
在信息科技课程中，情境创设的巧妙之处在于其能够将抽象的气候变化知识转化为具体、生动的场景，使学生身临其境地感受气候变化的影响。通过模拟气候变化带来的极端天气、生态系统变化等真实情境，学生能够直观地理解气候变化的严重性，并激发他们探索解决方案的兴趣。
譬如，利用虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术，可以为学生打造一个身临其境的学习环境。通过VR眼镜，学生可以进入一个模拟的气候变化场景中，亲身体验极端天气事件、海平面上升等气候变化带来的直接影响。这种沉浸式的学习方式不仅能够激发学生的学习兴趣，还能让他们更加直观地理解气候变化教育的重要性和紧迫性。
2.互动参与之巧
在气候变化教育的趣味科普中，互动参与不仅有助于提升学生的学习兴趣，还能深化他们对气候变化的理解。除了人与人之间的互动，信息技术支持的人机互动同样重要，它可以为学习增添更多趣味性和互动性，提升学生的参与度。
例如：学校信息科技社团依托独特的“太空舱火星农场”学习空间，创新性地开展了“智能种植”项目。此项目旨在模拟非自然甚至极端天气条件下，通过编程技术智能控制种植系统，以优化种植流程，探索对抗未来极端气候的创新策略。
“太空舱火星农场”学习空间的微控生态箱配备了各种传感器，为学生们提供了一个真实的智能种植探究环境。在这里，他们可以利用机器人技术和人工智能技术，对植物生长的每一个因素进行编程控制，可以通过触摸微控生态箱显示屏，观察记录植物的生长状态，并根据生长参数及时调整程序，通过人机交互，调整数据，不断优化植物生长的环境。
3.个性化学习之巧
针对学生的学习需求和学习特点，信息科技课程能便捷地提供个性化的学习资源和路径，方便学生根据自己的兴趣和需求，个性化地开展自主探究，学习气候变化知识。
例如：在“自制气象生活小贴士”项目活动中，基于校园气象站等平台，合理选用技术工具对数据进行收集、整理和可视化表达，个性化制作实用的“气象生活小贴士”，如穿衣贴士、运动贴士、安全贴士等，学生可以选择自己感兴趣的贴士主题，用数据说话，提高数据应用效能。
二 慧用：智慧应用，
实现气候变化教育的知行合一
气候变化教育强调学习者在亲身体验中发现和创造知识，在解决现实气候变化问题的过程中发展创新能力及批判能力。
信息科技课程与气候变化教育的融合之“慧”，在于其实践体验之深入、迁移应用之广泛和项目学习之全面。这种“慧”不仅推动了气候变化教育的知行合一，还培养了学生终身学习的能力和可持续发展的素质。
1.实践体验之慧
信息科技课程通过创新的教学方式，为学生提供了丰富的实践体验机会。学生可以通过实地考察、检测和分析环境数据等方式，亲身体验气候变化带来的现实影响。
这种实践体验不仅加深学生对气候变化问题的理解，还激发他们探究和解决问题的兴趣。这种亲身体验的“慧”，使气候变化教育更加生动、具体，更易于被学生接受和内化。
例如，在“‘数’说气象俗语”综合活动课中，针对“大暑小暑不是暑，立秋处暑正当暑”这条俗语的准确与否，教学过程如下：
首先，提出假设，“大暑小暑不是暑，立秋处暑正当暑”这条俗语是科学的，并选择数据对比验证。其次，确定数据，以“对比一组数据还是多组数据？”引发学生思考，认识到多组数据的对比更具规律性。再次，选择合适的工具，通过可视化图表呈现对比结果，使之更直观清晰。最后，分析验证，得出结论。
除了2021年以外，上海地区近十年的小暑与立秋节气数据都符合俗语规律（如图1），学生们得出的判断结果是：这条俗语具有较强的科学性。
图1 上海地区近十年小暑与立秋节气当天最高气温对比图
而对“大寒不寒，春分不暖”这条俗语，学生通过数据验证，发现规律性并不明显，甚至不符合规律（如图2）。学生提出质疑：从数据上来看，该俗语确实不符合规律，难道古人流传下来的智慧不科学？
图2 上海地区近十年大寒与春分节气气温对比图
对此，教师巧妙引导学生深入剖析这些俗语背后的潜在原因，尤其是其中涉及的复杂全球气候变化因素。
气象俗语是古人多年积累的智慧成果，地方性色彩浓厚。受到全球气候变化的影响，当下在应用气象俗语的时候，要综合传统的俗语内容和科学的气象预测，辩证地应用气象俗语指导生产生活。同时也要鼓励学生学会从科学的视角辩证地看待问题，帮助学生更深入地理解气候变化的规律和影响。
通过该活动的实践体验，学生在产生认知冲突、解决认知冲突的过程中，浸润式培养辩证、思辨等高阶思维，更深入地理解复杂的气候变化。
2.迁移应用之慧
信息科技课程注重培养学生的迁移应用能力。在气候变化教育中，学生将所学的知识和技能应用到实际生活中。
这种迁移应用的“慧”，不仅巩固了学生对知识的理解，还提高了他们的创新能力和实践能力。学生能够将所学应用于现实问题，实现了知识的有效转化与价值的最大化。
例如，“自制气象生活小贴士”项目活动，引导学生认识到数据在信息生活中的重要价值。学生根据数据呈现制作生活小贴士，通过分享、展示，将学习、劳动成果价值最大化。
其一，丰富活动体验，培育学生学习力。借助校本气象特色资源及图形化编程平台开展丰富的体验活动，依托校园电视台展示成果，激发学生探究热情和学习动力，丰富学生的学习体验，在真实的生活情境中，为学生提供机会去创想、创新乃至创造，培育学生学习力。
其二，聚焦思维培养，提升问题解决能力。遵循小学生的思维特点，借助思维导图等图示工具帮助学生将隐性的思考过程显性表达，培养思维习惯。通过活动内容、形式上的创新，让学生有更多机会去实践探索，将碎片化的认知借助项目中问题的解决和产品应用得以整合，同时有机会锻炼设计思维、创造思维，让知识习得、思维发展同步实现。学习力和问题解决能力的提升，也最终都能帮助学生学会迁移应用，提升综合能力。
3.项目学习之慧
信息科技课程与气候变化教育的融合，为学生提供了项目学习的平台。通过围绕具体的项目主题，学生进行跨学科的学习和实践。
学生在项目中不仅学习了知识，还学会如何与他人合作、如何分析和解决问题，以及如何创新性地思考和行动。这种全面能力的提升，为学生未来的可持续发展奠定了坚实的基础。
例如，在经历“自制气象生活小贴士”项目学习后，部分同学会举一反三、灵活应用，在科技节气象科普展中，结合数据可视化的展板进行展示分享。有同学探索气候变化与穿衣的科技课题，撰写气候变化研究报告《考虑气象因素的上海市小学生校服穿着建议》，并结合可视化的展板，将26 ℃穿衣法结合校服在校园推广（如图3），将气候变化探索成果智慧地应用于日常生活，让学习变得非常有意义。
通过这些实践活动，学生经历完整的数字化项目学习，学会了如何将所学知识转化为实际行动，实现知行合一。
图3 学生实践的“气候变化与穿衣”的科技课题
三 智创：面向未来，
引领气候变化教育的智慧创新
在应对未来气候变化的教育之路上，仅停留于普及知识是远远不够的。需要从小加强学生的问题解决意识，帮助他们构建应对气候变化的必备素养。
“智创”作为这一融合的核心，旨在通过智慧创新的方式，在应对气候变化教育中，通过信息科技手段，以创新性的思维和方法来解决问题。
1.学科融合之智
气候变化教育涉及多个学科领域，信息科技课程与气候变化教育的融合，巧妙地将这些学科知识进行整合，形成了一个全面、深入的气候变化教育知识体系。
通过跨学科的学习，学生能够更好地理解气候变化问题的复杂性和综合性，并学会从多个角度思考问题。这种学科融合不仅丰富了教学内容，还培养了学生的综合素质和创新能力。
例如，二十四节气作为农耕文化瑰宝，是先人智慧的结晶。在信息科技学科“在线学习与生活”板块中，笔者设计了“二十四节气演说家”的单元活动，引导学生在线收集、整理与节气相关的信息，并通过团队协作深入探索其中蕴含的智慧，全面了解气候变化的影响，最后借助思维导图完成二十四节气的演说分享。
这一教学方式之“智”在于融合语文、自然、信息科技多个学科，完成二十四节气演说的目标任务，并将气候变化知识学习有机渗透，让知识贴近生活实际，引导学生认识气候变化的重要性，及其与日常生活的紧密关系。
学生在线收集、整理节气信息，小组分工、协作，探寻二十四节气里的中华智慧，结合农事、饮食、习俗等多个维度，了解气候变化的相关知识。
2.问题导向之智
在信息科技课程中，采用问题导向的教学范式能够引导学生主动思考和探索气候变化问题。通过将核心问题分解、细化，并生成问题链及其对应的问题解决方案，学生能够层层递进地理解复杂问题的各个方面，并逐步掌握解决问题所需的各学科知识。
这种教学方法的智慧之处在于，它能够帮助学生建立清晰的思维框架，培养他们的独立思考能力和问题解决能力，也让学习变得更加有趣和有意义。
例如，学生在探索二十四节气过程中，提出“古人流传下来的气象俗语科学吗？”的质疑，教师敏锐地捕捉到这个有价值的课堂生成资源，并设计了“‘数’说气象俗语”综合活动。
以“古人流传下来的气象俗语科学吗？”作为活动的核心问题，问题分解得出“什么方法验证？”“需要什么数据？”“使用什么工具？”“得出什么结论？”的问题链。对应问题链，建构活动串（如图4）。这种以问题为驱动的学习方式，能够培养学生的独立思考能力和解决问题能力。
图4 “数”说气象俗语“问题—活动”设计图
3.真实探究之智
信息科技课程可以提供真实的或仿真的学习环境，为学生创设亲身体验、实践探索的机会，引导学生通过实际的调查、实验和探究，深入了解气候变化的原理、影响以及可能的解决方案。
例如，“智能种植”项目的“太空舱火星农场”，就为学生开展真实探究提供了学习空间，搭建了“智创”试验田。
该项目融合信息科技、自然科学和劳动教育等，深入分析影响植物成长的关键因素，并选取南瓜、樱桃萝卜、矮牵牛、矮番茄、草莓等多种植物作为研究对象。
在项目启动之初，提出核心问题：“如何利用FarmBot机器人生态箱模拟极端环境，实现植物的智能种植？”引导学生深入思考，并进一步分解问题，如“哪些种子适合在太空舱生态箱内种植？”“太空环境下影响植物生长的要素有哪些？”“如何通过机器人及人工智能技术调控植物的生长？”等，以此激发学生强烈的探索欲望。
随后，根据植物生长的六大要素——光、温、湿、水、气、肥，结合六维编程的核心任务（如图5），精心设计了跨学科的教学单元。
图5 “智能种植”项目六维编程图示
例如，在光照控制的学习中，学生们学会了根据植物的高度调节光照板的高低；在温度控制的学习中，学生们能够根据生态箱内的温度合理启用加热扇或风扇；在肥料控制的学习中，学生们不仅学会了根据植物的生长状态决定是否配制肥料，还掌握了使用专业土壤检测仪测量植物当前pH值的方法。学生根据植物生长所需的六大因素，在电脑上使用Mixly软件编写程序，将程序传输给生态箱，实现对植物生长的编程控制。
这片“试错”的智能化实验田不仅让学生们在实践中学习、探索，更为他们未来面对和积极应对气候变化问题提供了宝贵的思路和经验，有效培养了学生应对未来复杂问题的解决能力。
四 结 语
如今，信息科技在气候变化教育中的角色日益凸显，通过巧学、慧用、智创的教学模式，有助于提升气候变化教育的实效性。这种教学模式不仅增强了学生的环保意识和创新能力，还巧妙地将气候变化教育与多学科整合，从而提升了学生跨学科的问题解决能力。这种教育模式不仅启发学生未来面对气候变化时的治理方向，也为学生能创造未来美好世界打开了一扇窗。
通过完整的项目学习经历，学生们的学习力、问题解决能力和创新能力均得以显著提升。他们开始更加关注气候变化问题，并主动围绕日常生活，如衣食住行等，开展相关的科技课题研究。这种主动学习、积极探索的态度，正是教育的宝贵成果。
然而，气候变化教育并非学校一己之力所能完成。我们坚信，家校社三方的紧密合作，是形成气候变化教育合力的关键。我们需要共同为学生打造一个立体的气候变化教育空间，让他们与真实世界建立更紧密的联系，全面参与、切身体验，从而发挥他们的创造力和解决问题的能力。
未来，将继续深化信息科技与气候变化教育的融合，培养更多有责任感和行动力的未来公民，共同守护地球，为未来贡献智慧和力量。
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