初中生物学“跨学科实践”学习主题的教学探究

摘    要：跨学科实践能力是未来人才的必备能力。培养学生的跨学科实践能力，是新时代中国特色社会主义发展的需要，也是创新型人才培养的重要组成部分。《义务教育生物学课程标准（2022年版）》新增的“生物学与社会·跨学科实践”学习主题为义务教育阶段发展学生的跨学科实践能力提供了遵循、指明了方向。在具体实践中，教师应紧紧把握课程标准，围绕学习体系确定核心教学内容，然后在精准分析学情的基础上，遵循教学设计程序和实施原则，依据学习流程和评价标准来开展教学，从而有效地发展学生的跨学科实践能力，满足社会对人才的需求和时代的需要。

关键词：“跨学科实践”学习主题；初中生物学；核心教学内容

创新型人才是中国未来开辟发展新领域新赛道的黄金钥匙，是塑造发展新动能新优势的内源驱动，更是新时代中国特色社会主义发展的不竭人才源泉［1］。培养创新型人才是社会对人才的需求，也是时代发展的需要。《义务教育生物学课程标准（2022年版）》（以下简称“《义教生物学课标》”）指出，跨学科实践是扩展视野、增强本领的重要途径，探究实践是创新型人才的重要标志。因而，培养学生跨学科探究实践能力，是创新型人才培养的重要组成部分。《义教生物学课标》要求学生通过初中生物学学科的学习，能初步具有科学探究和跨学科实践能力，并优化了课程内容结构，增设了“生物学与社会·跨学科实践”，强化了实践性要求。下面，笔者基于文本分析法对《义教生物学课标》提出的“生物学与社会·跨学科实践”学习主题（以下简称“‘跨学科实践’学习主题”）进行分析，并在围绕学习体系确定核心教学内容的基础上进行教学实践。

一、围绕学习体系确定核心教学内容

“跨学科实践”学习主题涵盖模型制作、植物栽培和动物饲养、发酵食品制作三类活动，其内容要求学生掌握三项重要概念（详见《义教生物学课标》第28～30页）。针对三项重要概念，《义教生物学课标》分别设置了可选择的项目。教师要围绕这一学习体系确定核心教学内容。

（一）模型制作类跨学科实践活动核心教学内容的确定

《义教生物学课标》给出了三个可供选择的模型制作类跨学科实践活动项目，即“可调节的眼球成像模型”“模拟吸烟有害健康的实验装置”“能较长时间维持平衡的生态瓶”，并给出了每个项目的教学内容。笔者将其核心教学内容梳理如下。

对“可调节的眼球成像模型”项目，要求引导学生：调查班级的近视率，发现近视现象；针对此现象，从提出保护眼健康方法的角度出发，依据学科知识和方法，选取适当材料和工艺来制作可调节的眼球成像模型，并对成像原理、近视眼、远视眼的形成及矫正完成演示；撰写调查报告，提出保护眼健康的方法。这些核心教学内容都指向“在真实情境中解决问题”理念的践行。

对“模拟吸烟有害健康的实验装置”项目，要求引导学生：运用多学科的知识和方法，自制模拟香烟烟雾对呼吸道黏膜危害的实验装置，并以此为科学证据向公众宣讲吸烟有害健康。

对“能较长时间维持平衡的生态瓶”项目，要求引导学生：在学习时需满足五方面条件，即明确水生生态系统组成，应用跨学科的概念，选择的材料要简单易得且透明，制作的生态瓶要包含水、塘泥、不同水生生物等成分，制作的生态瓶要能够维持较长的时间。

（二）植物栽培和动物饲养类跨学科实践活动核心教学内容的确定

《义教生物学课标》给出了五个可供选择的植物栽培和动物饲养类跨学科实践活动项目，即“探究栽培一种植物所需的物理和化学环境条件”“探究植物无土栽培条件的控制”“探究影响扦插植物成活的生物和非生物因素”“饲养家蚕，收集我国养蚕的历史资料”“制作水族箱，饲养热带鱼”，并给出了每个项目的教学内容。笔者将其核心教学内容梳理如下。

对“探究栽培一种植物所需的物理和化学环境条件”项目，要求引导学生：选择适合栽培的植物，根据植物特性确定栽培条件、选择合适土壤，在栽培植物的过程中做到定期浇水，适时施肥、松土，并观察植物生长发育的过程，以表格的形式记录植物生长发育的各种变化等信息，进而完成交流分享。

对“探究植物无土栽培条件的控制”项目，要求引导学生：选择适合无土栽培的植物，根据植物特性确定无土栽培的条件和选择营养液，自己选择或设计无土栽培的装置，完成栽培；在无土栽培过程中定期补水、更换营养液、通气，并观察植物生长发育的过程，以表格的形式记录植物生长发育的各种变化等信息，进而完成交流分享。

对“探究影响扦插植物成活的生物和非生物因素”项目，要求引导学生：根据植物生长发育的条件及相关生物学、技术概念选择适合扦插的植物和培养基，依据技术要领、操作规范完成扦插繁殖，采用一定的方式完成观察、记录和交流。

对“饲养家蚕，收集我国养蚕的历史资料”项目，要求引导（有条件的）学生：在饲养家蚕前充分了解家蚕的生活史、生活习性、食性、环境条件，并据此选择生活中简单易得的材料，设计并制作饲养装置；采取一定的方式观察和记录家蚕生长发育的过程，同时收集我国养蚕的历史资料。

对“制作水族箱，饲养热带鱼”项目，要求引导（有条件的）学生：依据所选择的热带鱼的生活史、生活习性、食性、环境条件等，选取生活中简单易得的材料，设计并制作饲养装置，完成饲养；在饲养过程中，及时观察和记录热带鱼生长发育的过程。

（三）发酵食品制作类跨学科实践活动核心教学内容的确定

《义教生物学课标》给出了三个可供选择的发酵食品制作类跨学科实践活动项目，即“收集当地面包酵母菌种，比较发酵效果”“设计简单装置，制作酸奶”“制作泡菜，探究影响泡菜亚硝酸盐浓度的因素”，并给出了每个项目的教学内容。笔者将其核心教学内容梳理如下。

对“收集当地面包酵母菌种，比较发酵效果”项目，要求引导学生：在了解酵母菌相关知识的基础上，以面粉和酵母粉为原料，选择特定的厨具，采用一定的操作程序来制作馒头或面包；选取不同酵母菌，根据制作效果，比较不同酵母菌种的发酵效果。

对“设计简单装置，制作酸奶”项目，要求引导学生：在了解蛋白质在不同酸度环境中的状态和乳酸菌相关知识的基础上，以牛奶和乳酸菌（或酸奶）为原料，选择恰当的容器，采用一定的操作规范和程序制作酸奶；根据制作效果，利用跨学科知识来测定并分析酸奶的酸度和甜度，进而确定适宜的酸度和甜度范围。

对“制作泡菜，探究影响泡菜亚硝酸盐浓度的因素”项目，要求引导学生：在了解乳酸菌相关知识的基础上，自选喜欢的蔬菜，以蔬菜和乳酸菌为原料，选择或设计便于消毒和密封的容器，采用发酵技术的操作规范和程序制作泡菜；泡菜制作好后，测定其中亚硝酸盐的浓度，并分析亚硝酸盐浓度与原料、腌制方式、时间等各因素之间的关系。

二、“跨学科实践”学习主题的教学策略

（一）确定教学设计程序

教学设计是指教师在提出一节课具体的教学目标、教学策略、教案之前，要先对学生的特点、科目和学习环境进行研究，在此基础上进行具体内容和教学方案设计［2］。对“跨学科实践”学习主题而言，其教学设计同样遵循这样的程序。根据对“跨学科实践”学习主题核心教学内容的分析，笔者最终形成了该学习主题的教学设计程序：梳理《义教生物学课标》相关内容→确定教学主题→创设真实情境→设计驱动任务→提供专业指导。

“跨学科实践”学习主题的教学设计必须紧密结合生物学概念，这就需要教师紧扣《义教生物学课标》来确定教学主题。在针对教学主题进行教学内容设计时，教师必须从真实的问题出发创设真实情境、设计驱动任务，即让主题与真实世界高度相关，以激发学生的学习兴趣和内驱力。教师还要了解学生在学习过程中的难处（必要时可与其他学科教师合作），即对学生的特点、学习能力等进行全面细致的了解，进而对学生提供专业的学科指导，实现学生学科核心素养的发展。

（二）构建学习流程和评价标准

通过对《义教生物学课标》中的“学业要求”进行文本分析，笔者将学生“跨学科实践”学习主题的学习流程确定为：提出问题→设计方案→解决问题→成果呈现→交流分享。具体而言：针对“跨学科实践”学习主题，学生从真实情境出发提出契合解决实际问题的目标，进而针对问题进行多学科内容整合，再运用科学合理的方式设计解决方案并实施方案、解决问题；在实施方案的基础上，学生撰写成果实践报告，并采用直观、简洁、多元的方式对成果进行呈现；生生、师生之间对成果进行分享交流，教师引导学生根据他人提出的问题，科学运用证据，进一步评估和改进成果。

基于上述分析，笔者从“问题合理性”“方案可行性”“收集证据能力”“报告质量”“交流评估能力”五个维度设计学生学习成果和个体发展情况评价标准（如表1所示）。

（三）明确实施原则

对“跨学科实践”学习主题的教学实施，《义教生物学课标》在相应的“教学提示”中有明确要求，其中“引导学生在实践活动的实施过程中，寻求恰当、可利用的物质资源和必要的技术指导，加强小组成员之间的合作”强调了教师要提供专业指导、加强小组合作，“在教学组织形式方面，可采用课上和课下相结合的学习方式”强调了教学组织要实现课上课下相结合，“在活动过程中，教师应指导学生做好实验室安全、交通安全、环境安全等方面的工作”强调了要做好安全工作。由此可见，“跨学科实践”学习主题的教学实施应遵循提供专业指导、加强小组合作、课上课下结合、做好安全工作四条原则，以更好地保障教学活动的开展。

三、“跨学科实践”学习主题的教学实践

“设计并制作能较长时间维持平衡的生态瓶”跨学科实践活动需要基于一定的知识基础和观念认同才能完成。而《义教生物学课标》中的“生物与环境”学习主题对相关的生物学知识基础和观念认同有明确要求。笔者以该部分内容为指导，以2024年国家教材委员会专家委员会审核通过的江苏凤凰科学技术出版社出版的义务教育教科书《生物学》七年级上册第2单元《我们生活的生物圈》中设置的跨学科实践活动“设计并制作生态瓶”为教学材料，依据“能较长时间维持平衡的生态瓶”项目的五项核心教学内容，遵循教学设计程序和实施原则，依据学习流程和评价标准，开展了“设计并制作能较长时间维持平衡的生态瓶”教学活动。

（一）教学实例

【活动目标】

（1）制作生态瓶，观察并记录生态瓶中各成分的情况。

（2）体验数学、工程学、艺术等学科在制作生态瓶中的应用。

【材料用具】

水、鱼、虾、螃蟹、水生植物、透明的亚克力箱、整理箱、塘泥、河沙、木块、火山石、溪流石、温度计、捞鱼网、pH试纸、滴管。

【教学过程】

［任务1］延河是我们延安人民的母亲河。延河是一个水生生态系统，请思考其由哪些成分组成。

（教师引导学生得出：由生物成分和非生物成分组成，生物成分包括鱼、虾、螃蟹、水生植物等，非生物成分包括阳光、空气、水、土壤等）

［任务2］“绿水青山就是金山银山”，要保护延安的母亲河——延河，就要先了解影响延河生态系统的因素，探索各因素对延河的具体影响。我们可以用生态瓶代替延河，来研究各成分对其的影响。请同学们以小组为单位，设计制作生态瓶的方案，思考制作生态瓶时需要注意的事项，并完成生态瓶制作。

（教师引导学生得出：制作生态瓶的注意事项主要包括“利用生活中简单易得的材料”“关注生态瓶中不同生物的种类及数量比例”“关注生态瓶内的水量”“生态瓶内的景观设计要体现科学性、实用性和艺术性”等）

师：我们可以从科学性、实用性和艺术性的角度设计生态瓶。科学性方面，例如选择的生态瓶容积要合适，水量达到生态瓶体积的四分之三，生物种类及数量比例要合理，具有适宜的温度、光照和pH等环境条件。实用性方面，材料要简单易得，瓶体材料应选用便于观察的透明材料。艺术性方面，选择风格协调的装饰物以增添美感，布置要得当、层次分明以营造生态感。