跨學科校本課程的開發與教學實踐

章 磊

(重慶市巴川中學校 重慶 402560)

跨學科學習的基本理念是由英國科學家漢佛萊(Humphreys)在1981年首先提出，他認為學生在探索生活時不只是運用單學科知識去解決問題，而是調動多學科知識，如數學、音樂、美術、人文科學、自然科學和社會科學等[1]。1989年，美國學者舒梅克(Shoemaker)也提出跨學科教學概念，他主張教學要打破學科壁壘，教師要運用多學科知識建立有意義的聯系，引導學生進行跨學科學習。美國于1986年提出STEM學習理論，運用科學、技術、工程和數學這4門學科的相關能力及知識，形成探究真實世界的不同側面的綜合能力。跨學科理論逐漸被各個國家所認同，是21世紀培養創新人才的有效解決方案之一。

1 “一片葉子的傳奇”校本課程的主題設計

我校跨學科校本課程“一片葉子的傳奇”的開發共有4個主題：“一葉障目”“一葉知秋”“紅葉題詩”和“葉落歸根”，每個主題安排2～3課時，采用PBL學習模式，引導學生回歸自然，探索與發現。

1.1 “一葉障目” 本主題實施2課時教學，是以成語“一葉障目”為引，跨生物學、語文、數學、物理和美術等相關學科知識。培養學生觀察能力、實驗探究能力，提升學生網絡信息搜索能力，激發學生熱愛自然，發現美、欣賞美的情感態度。

1.1.1 第1課——激趣 ①猜成語： 教師用葉子遮住眼睛，引導學生猜出成語“一葉障目”，引出今天的學習主題。此環節旨在將語文知識與生物學知識相融合，引發學生的學習興趣；②辨葉形： 學生觀察教師分發的樹葉，描述樹葉的形狀，教師根據學生的描述適時糾正，最后補充說明樹葉的形狀有心形、扇形、掌形和卵形等。此環節是以生物學知識為主，培養學生對自然的觀察能力；③摸葉脈： 學生選取一片葉子，觸摸葉子的正面和背面，說出自己的感覺，學生通過觸摸可感覺到葉脈的存在。此環節是體驗式教學，學生在活動中會收獲到植物學知識；④拓印畫： 學生先以獲得的葉子形狀構思一幅畫，思考其寓意，形成文字表達，再以葉為形，拓印成畫。此環節意在將美術與生物學融合，培養學生繪畫和表達能力；⑤秀畫作： 每組學生安排1～2名學生闡述畫作的寓意，培養學生流暢表達能力。

最后，教師安排學生在周末以小組為單位預先去研究“樹葉落下哪面朝上？為什么？”

1.1.2 第2課——匯報+實驗 ①小組匯報： 以小組為單位匯報上節課布置的研究任務：“樹葉落下哪面朝上？為什么？”學生在匯報中先定義朝向陽光一面為正面，另一面為背面。學生查找資料后得知柵欄組織靠近葉子正面，該組織內細胞排布整齊且精密，充滿葉綠體，充分吸收陽光后產生的有機物多于背面。因此，葉子正面比背面要重。學生借用物理學上重力知識分析得出，樹葉飄落時較重的一面會朝下，得出結論是： 樹葉飄落時葉子背面朝上。教師適時安排學生質疑，有學生提出：“樹葉飄落過程中，會受到風力影響，一定是背面朝上嗎？”也有學生質疑：“依據數學概率知識，樹葉落下兩面朝上的概率是一樣的各占50%。”教師根據學生的質疑引入第二環節，請用實驗證明你的猜想。②飄葉實驗： 此環節應用人教版2011年課標教材上探究實驗的基本步驟，讓學生走出教室到校園中進行實驗。

以其中一組探究實驗為例闡述實驗過程： ①提出問題： 樹葉飄落哪面朝上？②作出假設： 根據葉子組織結構特點，葉子飄落正面朝下，背面朝上。③制定計劃： 選擇3種樹葉，編號ABC， A類樹葉，葉片寬大，手感硬，葉型向正面彎曲較嚴重。B類樹葉，葉片小而輕，手感較脆，葉型向正面彎曲，且整體彎曲嚴重。C類落葉，葉片青翠而飽滿，葉型平整并向正面輕微彎曲。④實施計劃： 按照上述實驗方案進行實驗，實驗過程認知觀察，學生設計了3次重復實驗，如實記錄。⑤得出結論： 根據實驗結果(表1、 2、 3)，取其平均數進行數據分析(表4)，得出樹葉落下時背面朝上的次數要多一些的結論。⑥表達交流： 學生就實驗中出現的問題進行討論，并對實驗提出改進意見。⑦教師對實驗中學生的表現進行點評，并布置撰寫研究小論文的任務，結束新課。

表1 A類樹葉實驗結果

表2 B類樹葉實驗結果

表3 C類樹葉實驗結果

表4 實驗記錄表

1.2 “一葉知秋” 本主題安排3課時教學，是以“一葉知秋”為導引，教師將思維、寫作、體驗和實驗融為一體，讓學生走出教室、走進校園；開展看葉、撕葉、聞葉、思葉和寫葉等活動，培養學生的觀察能力；通過小組合作樹立學生的合作意識，體會自然的魅力，形成熱愛生命的意識。

1.2.1 第1課——思維秋天 以猜成語“一葉知秋”作為導入，引導學生解釋成語、理解成語，學習思維導圖的含義、創立及應用，學會設計和制作思維導圖，形成發散思維，培養創新能力： ①猜成語： 學生觀察圖片，猜出成語“一葉知秋”，解釋成語。本主題引導學生見微知著、深層次去探索細微的問題，用實驗來驗證其中的原理。②繪導圖： 教師展示思維導圖發明者、特點、應用和作用等知識。此環節小組學生以“一葉知秋”為核心詞，內容不受限制，科學、文學和風俗等學科知識都可呈現在思維導圖中，要求美觀，稍后請學生介紹自己的作品。③秀導圖： 此環節盡量讓每組學生能夠上臺展示，提高學生的參與度，學生案例選示如下： 由“一葉知秋”聯想到秋天，秋天里有什么呢？有秋花、有秋思，一個人對秋天的懷念，也會是對親人、對家鄉的懷念，秋天是一個情感豐富的季節。同時，學生還聯想到秋景、秋詩及豐收，秋天也是一個豐收季節，這些內容匯集起來就是小組學生對秋天的聯想。④創畫作： 教師對學生的精彩表現進行點評，學生對秋天的聯想比較精彩，思維上也體現出了發散性。課后每位學生要設計并完成自己的思維導圖，可用素描紙、水彩筆和水墨的進行創作，期末結束上交一幅畫作。

1.2.2 第2課——走近秋天 ①美文欣賞： 請語文教師展示“濟南的冬天”一節對植物描寫的片段，引導學生對寫作手法欣賞，引發思考范文的寫作。②路徑設計： 學生設計校園觀察的路徑，思考以最短的時間達到最好的效果，為觀察和寫作作好鋪墊。③走近秋天： 學生走進校園，按照設計的路徑進行看葉、撕葉、聞葉、思葉和寫葉等活動。④活動分享： 學生回到教室，小組內進行觀察結果的分享交流，學習他人優秀的觀察和記錄的方法。每組派1位代表對本組觀察結果進行分享，如學生觀察發現蕨類植物的背面有很多褐色的囊狀結構。詢問教師后，學生知道它們是孢子囊群，這片葉子產生了很多孢子。⑤課后寫作： 教師首先作點評，然后布置課后寫作任務，請學生根據今天的觀察及參考“濟南的冬天”范文寫一篇主題為“巴川的秋天”的文章，字數500字，文體不限。

1.2.3 第3課——提煉秋天 ①介紹葉綠素： 教師運用視頻及圖片簡介葉綠體是光合作用的場所，葉綠體中含有葉綠素的種類及顏色，即葉綠素a(藍綠色)、葉綠素b(黃綠色)、葉黃素(黃色)和類胡蘿卜素(橙黃色)。教師講解葉綠素易溶于無水乙醇等有機溶劑中，可用無水乙醇來提取葉綠素，不同的葉綠體色素隨層析液在濾紙上擴散速度不同，可形成條帶。②提取葉綠素： 此處實驗參考高中生物學必修1第5章實驗“綠葉中葉綠素的提取和分離”一節的實驗原理、實驗器材和實驗步驟進行實驗。目的改為提取蠟梅鮮葉和落葉中的葉綠素，實驗小組可分為鮮葉提取組和落葉提取組。③表達和交流： 通過上述提取鮮葉和落葉葉綠素實驗活動，學生就實驗結果進行討論和交流，最終得出秋天葉子中葉綠素a、 b分解，類胡蘿卜素和葉黃素占了上風，葉片會呈現黃色的結論。

1.3 “紅葉題詩” 本節課安排2課時，是借用“紅葉題詩”字面意思，通過學習書簽文化發展史達成培養學生文化理解的目的；通過學習化學知識并制作葉脈書簽，達到化學與生物學的融合；通過策劃葉脈書簽展示活動，并嘗試舉辦葉脈書簽展示活動，提升學生活動策劃的能力。

1.3.1 第1課——制作書簽 ①猜成語： 教師展示一張唐代宮女在紅葉作詩的圖片，引導學生猜出成語“紅葉題詩”，教師解釋借助成語字面意思開始主題學習。②學書簽： 此環節教師帶領學生應用平板在線收集關于書簽起源、發展及文人雅士寫書簽的文章。學生通過云平臺學習了解到書簽源于春秋戰國時期，當時稱“牙黎”，書簽到了唐代演變成骨片或紙板，最終定型于宋代。書簽具有獨特的文化魅力成為文人墨客鐘情之物，慢慢衍生出書簽文化，請學生代表展示杜甫“題柏大兄弟山居屋壁”中“筆架沾窗雨，書簽映隙曛”。③題詩句： 學生將葉脈壓平、干后，就在書簽上題詩或作畫加以美化，擺放成一定的形狀塑封。可沿葉脈邊緣0.5 cm處剪下，在葉柄處打洞，穿上絲線。

1.3.2 第2課——策劃簽展 本節課主要是教會學生策劃一次葉脈書簽展示活動，教師提供學生策劃書模板，包含活動名稱、活動目的、活動概況、前期準備、活動流程、活動分工、活動預算和注意事項等板塊。學生經小組討論形成可行性的活動策劃方案，并嘗試舉辦一次葉脈書簽的展示活動。

1.4 “葉落歸根” 本主題以“葉落歸根”為主題，安排1課時，本課程最后一課是以“葉落歸根”作為結尾，意義深遠，教師促發學生銘記對事物的探究，最終回歸事物的本源，用科學思維來看待周圍環境，做一個愛祖國、愛家鄉的人： ①找成語： 教師告知學生從以下九宮格(表5)中選擇4個字，組成一個成語，即“葉落歸根”，引入主題教學；②賞電影： 教師播放電影“葉落歸根”片段，要求學生觀看時分析這部電影所要表達意圖，并將自己所思、所想及時記錄；③寫影評： 此環節學生撰寫和分享影評，教師引導學生形成正確的人生觀、價值觀和世界觀，培養學生家國情懷；④葉落歸根： 引導學生樹葉從樹根生發出來，凋落后最終還是回到樹根，探究葉子落到地面是怎樣被微生物分解，哪些微生物參與了分解？樹葉中的有機物被分成了什么？

表5 成語九宮格

2 跨學科實踐的價值

2.1 “跨學科之界”助推學科融合 目前學校的課程都是獨立成體系，學生在學習過程中對各個學科之間關聯性理解不強。而且在學習中發現要解決很多問題，不能只依托某一學科知識，而會用到多學科的知識。例如，在“一葉障目”主題學習時有機地將生物學、語文、數學、物理和美術等相關知識進行融合學習。跨學科學習已打破了學科間的壁壘，讓各單學科的知識緊密地聯系在一起，使學生在基于實際問題解決時能有效地運用多學科知識，加深對學科知識的理解。

2.2 “跨認知之界”邁向深度學習 跨學科學習過程是一個個學科知識綜合運用和深度學習建立的過程，跨學科學習不只是簡單多學科知識的疊加，而是高于多學科知識之和。因此，跨學科學習內容是高于單學科學習的內容，提升學生對多個學科知識的理解和運用[2]。在跨學科學習背景下，學生要同時學習多學科的新知識，由淺層知識的學習邁向學科知識的深度融合。

特別在小組合作的模式下，同學之間分享交流讓學生能夠深度思考，促進學生的自主學習，提升學生的學習效率。