熊 航 許岳鋒 崔 鴻
(華中師范大學生命科學學院 武漢 430079)
《義務教育生物學課程標準(2022年版)》(以下簡稱“新課標”)首次增設“生物學與社會·跨學科實踐”主題,引導學生在真實的情境中,綜合運用科學、技術、工程學、數學等多學科的知識和方法嘗試解決現實問題,認識生物學與社會的關系,發展生物學學科核心素養。本研究在分析跨學科實踐內涵的基礎上,從教學目標、問題情境、學科內容、實踐落實4個維度構建內容分析框架,進而對“生物學與社會·跨學科實踐”主題進行內容分析,以期為跨學科實踐的設計與開展提供參考與啟示。
新課標“生物學與社會·跨學科實踐”主題主要設置了模型制作、植物栽培和動物飼養、發酵食品制作三類跨學科實踐活動,其具體活動內容如表1所示。

表1 “生物學與社會·跨學科實踐”主題的具體活動內容
跨學科實踐是指讓學生在真實的問題情境下,綜合運用多個學科的學科觀念以及跨學科觀念,通過設計、制作等實踐活動,解決現實問題或生產特定產品,發展核心素養的過程。對于跨學科實踐的活動設計應注意以下幾個要點:①跨學科實踐要以發展學生的學生核心素養為教學目標。②跨學科實踐是在真實情境下的任務驅動式的學習活動,是學生主動發現問題,進而探索問題解決辦法的過程。③跨學科實踐要根據問題解決的具體目標,綜合運用多個學科的知識、方法以及有關的跨學科概念去分析問題。④跨學科實踐是一種動手動腦的實踐活動,強調在實際生活進行“做中學”,所以必須充分考慮跨學科實踐活動開展的實踐性、操作性等問題。
基于以上對跨學科實踐活動設計要點的分析,本研究從教學目標、問題情境、學科內容、實踐落實4個維度出發,構建了跨學科實踐的內容分析框架(表2)。

表2 跨學科實踐的內容分析框架
在教學目標上,本研究主要分析活動中所體現的生物學學科核心素養;在問題情境上,則從情境來源、問題復雜程度、任務驅動性、與社會的聯系等角度進行分析;在學科內容上,本研究參考美國《K-12科學教育框架》中的三維表述,具體分析活動中所涉及到的學科核心概念、跨學科概念、科學與工程實踐等三方面內容。其中,跨學科概念是指在所有科學學科領域都有所運用的主要概念,如系統與模型、物質和能量等;科學與工程實踐是指科學家(或工程師)進行理論研究和工程實踐的主要活動,包括提出科學問題/定義工程問題,開發與使用模型等內容。在實踐落實上,本研究則著重從實踐性、操作性和靈活性等方面,考慮跨學科實踐活動的落實問題,確保實踐活動在學校的順利開展。
本研究將基于以上“跨學科實踐的內容分析框架”對新課標中“生物學與社會·跨學科實踐”主題進行內容分析,以期望能為實際教學中跨學科實踐活動的設計和開展提供參考。
本研究從生物學學科核心素養的生命觀念、科學思維、探究實踐和態度責任4個維度出發,對新課標“生物學與社會·跨學科實踐”主題的教學目標進行分析,具體內容見表3。

表3 “生物學與社會·跨學科實踐”主題的教學目標
由表3可知,新課標“生物學與社會·跨學科實踐”主題中的活動涉及了生物學學科核心素養四大維度的方方面面,體現了“核心素養為宗旨”的課程理念。此外,還將中國優秀傳統文化、生命安全與健康教育、勞動教育等內容有機融入其中,充分發揮了生物學課程的育人價值,如“飼養家蠶”活動讓學生收集我國養蠶的歷史資料,在“吸煙模擬模型”活動中讓學生形成吸煙有害健康的觀念,在“植物栽培和動物飼養”的過程中培養學生的勞動精神等。這些活動不僅能夠讓學生在動手動腦的實踐中深化對生物學概念的理解,更能幫助學生進一步認識生物學與社會的聯系,感受到生物學的學科價值,提高學習興趣。
本研究從情境來源、問題復雜程度、任務驅動性、與社會的聯系4個維度分析了新課標“生物學與社會·跨學科實踐”主題的問題情境,具體分析見表4。

表4 “生物學與社會·跨學科實踐”主題的問題情境分析
由表4可知,新課標“生物學與社會·跨學科實踐”主題中的活動情境都來源于現實的真實情境,與學生的日常生活、家庭制作、農業生產等主題息息相關,與社會聯系緊密,能有效幫助學生認識生物學與社會之間的關系。此外,問題情境的復雜程度大多適中,任務驅動性較強,能夠有效調動學生自主開展實踐活動的積極性。
本研究參考美國《K-12科學教育框架》科學課程內容的三維表述,從學科核心概念、跨學科概念和科學與工程實踐三大維度對新課標“生物學與社會·跨學科實踐”主題的學科內容進行分析,具體分析見表5。

表5 “生物學與社會·跨學科實踐”主題的學科內容
由表5可見,三類跨學科實踐活動涉及初中生物學概念2-7、9等核心概念,內容涵蓋前面“生物的多樣性”“生物與環境”等6大學習主題,并與前6個主題以及相應的大概念相互聯系,共同構成統一整體。此外,還涉及到了物理、化學等其他學科的內容,跨學科特征明顯。在跨學科概念上,三類跨學科實踐活動囊括了“結構與功能”“尺度、比例和數量”等多數跨學科概念,有助于促進學生跨學科通用能力的發展。在科學與工程實踐上,三類跨學科實踐活動基本涉及到了NGSS中所提及的全部科學與工程實踐的內容,能夠有效提升學生提出問題、制定(和修訂)方案、解決問題等工程實踐能力。
整體上看,三類跨學科實踐活動均具有較強的實踐性、操作性和靈活性。在實踐性上,這些活動均要求學生動手動腦參與實踐,并呈現出實踐方式多元化的特點。例如,“眼球成像模型”實踐活動不僅要學生綜合運用多個學科的知識和方法制作眼球模型,還要求學生開展近視率的調查,提出保護眼睛健康的方法。在操作性和靈活性上,對于每一類跨學科實踐,新課標中均提出了3種以上的實踐活動,教師可以結合當地實際情況、授課進度等因素,因地制宜、因時制宜地開展跨學科實踐活動,系統規劃跨學科實踐活動的順序和時間安排。例如,在“探究植物栽培條件”活動中,教師可以結合當地的氣候環境、季節等因素,選擇較為容易成活的植物進行種植,并將其安排在人教版教材七年級上第三單元“生物圈中的綠色植物”教學前開展,為學生學習“植物的萌發”“植物的生長”等內容提供直接經驗,幫助學生深化對相關內容的理解。
跨學科實踐能夠有效提高學生在復雜情境中綜合運用多種學科的問題解決能力。新課標“生物學與社會·跨學科實踐”學習主題中的實踐活動的選題均源自于現實的日常生活或社會情境,任務驅動性較強,可操作性較高,并對接學科核心概念,關注跨學科概念、科學與工程實踐,有助于學生核心素養的發展。但由于活動類型和數量的有限性,部分生物學核心概念和生物學學科核心素養的發展有所欠缺,如初中生物學核心概念的概念1、概念8,生命觀念中缺少進化與適應觀等。因此,在開展跨學科實踐教學的過程中,不僅要按照新課標要求開展三類跨學科實踐活動,教師還可以進行根據實際情況,加強和其他學科的有機聯系,開發新的跨學科實踐活動,以充分發揮學科協同育人功能,實現“立德樹人”的根本目標。