初中生物跨學科實踐活動的設計與實施

林美娟

【摘? 要】以校園菜地的開發與實施為例，開展生物跨學科實踐活動。活動開展過程中遇到的問題，需要查找相關學科知識，通過綜合運用相關學科知識，培養學生的核心素養，提升綜合素質。

【關鍵詞】初中生物；跨學科；實踐

《義務教育生物學課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）中明確提出了“生物學與社會·跨學科實踐活動”學習主題，這也是此次新課標的重要改動和亮點內容之一。通過參與跨學科實踐活動，學生能夠發現生物學科與其他學科的聯系，并嘗試運用不同學科的知識和方法，設計和制作，解決現實問題或生產特定的產品，發展核心素養。跨學科實踐是落實五育并舉、實現課程協同育人的重要途徑，讓學生在實踐中成為有責任、有擔當的接班人。

一、跨學科實踐活動的理論基礎

通過現行的學校分科育人體系，學生獲得的是獨立、割裂的專科知識，無法順利地解決真實情境中遇到的問題。社會的發展對綜合性人才的需求越來越高，分科教學已不能滿足日漸發展的社會需求，多學科的融合是社會發展的必然要求。生物是一門自然科學學科，與化學、物理、地理等其他學科聯系緊密，學科的發展也離不開其他學科的進步和支持。實現知識、技能的轉化，必須在實踐中進行，因此在教學中，打破學科知識界限，促進各學科交叉融合，開展豐富的跨學科實踐活動，在實踐中滲透跨學科教學，具有重要意義。

在初中生物教學中，實行跨學科實踐活動，可以讓學生經歷發現問題、解決問題、建構知識、綜合應用多學科知識，培養學生分析和解決問題的能力，引導學生在“做中學、做中體驗、做中領悟、做中創造”，促進學生生物學科核心素養的形成。

二、生物跨學科實踐活動的開展

《義務教育勞動課程標準（2022年版）》建議初中階段學生要“嘗試進行家用器具的簡單修理，參與種植、養殖等生產勞動，體會運用所學知識分析和解決實際問題的過程”，從2022年秋季新學期開始，勞動課程正式納入中小學的獨立課程體系。為貫徹執行勞動課程標準，本校開辟了一塊菜地，要求初一每個班級開展蔬菜種植活動。學生通過全程參與菜園建設，體驗播種、施肥、澆水、除草等活動，構建重要概念“綠色開花植物的一生包括種子的萌發、植株的生長、開花結果、死亡等階段”。

菜園建設大致可分為活動準備、活動開展和活動結束反饋。每個過程都需要學生親身實踐，基于實際問題解決時，有效綜合運用多學科知識，提出問題、分析問題和解決問題，將課本知識轉化為實踐能力，在做中學、做中體驗、做中領悟、做中創造，體驗知識解決實際生產生活問題的快樂，同時又能加深對學科知識的理解和應用。

三、活動設計與實施過程中蘊含的學科知識

（一）準備過程

1.分析地理位置。學生查閱地理知識可知廈門的相關種植條件：①地形條件。廈門市位于東半球北半球低緯度、北溫帶（北緯24度26分，東經118度04分），地處福建省東南部。②氣候條件。屬于亞熱帶海洋性季風氣候，溫和多雨，年平均氣溫在21℃左右，冬無嚴寒，夏無酷暑。氣溫年較差小，最冷月在25℃以下，氣溫日較差也比較小。③降水條件。全年降水量皆多，夏秋兩季比較集中，無明顯干季，常有地形雨。年平均降雨量在1200毫米左右。④土壤條件。缺乏堿金屬和堿土金屬，富含鐵﹑鋁氧化物，呈酸性紅色，土壤肥力不高，因此引進園林綠化種植土。

2.菜地土壤所需量計算。學生通過觀察，發現每個班的菜地可近似看作一個長方體。學生在小學五年級學習過長方體體積的計算公式=長×寬×高，通過該公式，可粗略估計所需土壤數量，為學校采購提供依據。

3.菜地的修整。種植前期進行松土，可提高土壤中的空氣含量，促進土壤中微生物的活動，提高它們分解有機物的能力，從而提高土壤肥力；同時可以切斷土壤表層的毛細管路，減少水分散失，提高土壤抗旱能力。土壤疏松多孔有利于根系細胞的呼吸作用，保證釋放充足能量，促進植物的生長。

4.測定土壤的酸堿度。土壤酸堿度，又稱“土壤反應”，是土壤溶液的酸堿反應，主要取決于土壤溶液中氫離子的濃度，對土壤肥力及植物生長有很大影響。大多數作物不耐太酸或太堿的土壤，蔬菜生長對土壤的酸堿度有一定的要求，有些蔬菜喜酸環境，有些蔬菜適合鹽堿環境，因此很有必要了解土壤的酸堿度。我們可以根據土壤酸堿度，選擇適合的品種。補充知識：溶液酸堿性強弱程度，一般用pH值來表示，pH值<4.5，為極強酸性。pH值4.5～5.5為強酸性，5.5～6.5為酸性，6.5～7.5為中性，7.5～8.5堿性，8.5～9.5強堿性，>9.5為極強堿性。告知學生測定土壤酸堿度的方法：取部分土壤溶解于水中，用玻璃棒蘸取少量上清液，抹于pH試紙上，十秒后對照標準比色卡，可得出結論。如果酸度過大，可考慮用草木灰來中和，更好地調節土壤水肥情況；若堿性過高，可用硫酸鋁來調節，因為它水解后生成氫氧化鋁的同時會產生少量的硫酸稀溶液，從而中和土壤。

5.蔬菜品種的選擇。根據校園屬地當下的氣候條件以及土壤因素，考慮不同蔬菜的生長周期和管理條件，選擇了芥菜、包菜、花菜、大蒜、白蘿卜等品種。查閱相關蔬菜種植要求：①芥菜。喜冷涼濕潤環境，不耐霜凍，需較強光條件。喜肥，需較多氮、磷和鉀。生長周期較短，從播種到采收約30天，約長出十到十二片葉時可采收。②包菜。喜歡溫和冷涼的氣候，不耐炎熱，生長適宜的溫度為10℃～20℃，25℃以上生長緩慢，不耐干旱與水漬，要求疏松、肥沃的土壤類型。③花菜。喜冷涼，屬半耐寒蔬菜，既不耐高溫干旱，亦不耐霜凍。生育適溫比較狹窄，栽培上對環境條件要求比較嚴格。④蘿卜。一年四季都能播種種植，土壤應疏松、透氣、營養，還要排水良好，提前施入腐熟有機肥。播種方式一般是直播，挖出坑穴將種子播下，覆蓋土壤澆足水分，之后做好水肥管理，還要注意好除草。蘿卜的根系比較深且發達，所以種植時一定要選擇土壤深厚的地方，要求土壤疏松、透氣、營養，還要排水良好。

（二）蔬菜種植和維護

1.種子發芽率計算。種子發芽率是指種子在一定條件下形成正常幼苗的百分比。在生產中，發芽率是衡量種子質量的重要指標。播種前，需要了解種子的發芽率，能夠分析和調整種子的質量，作為播種量的參考依據，從而實現種子的優化管理。在活動時設問：①能否把整袋種子都用來做發芽率實驗？②為避免浪費，能否只用幾粒種子做實驗？為什么？復習探究實驗中設置重復實驗的必要性，同時在疑惑中指導學生了解抽樣檢測法。學生根據所學數學知識，不難得出種子發芽率=發芽的種子數÷供檢測的種子數×100%。在實驗過程中，學生還需要了解種子萌發需要的必要外界條件：適宜的溫度、充足的空氣和一定的水分。

2.育苗和移栽。觀察幼苗鉆出地面，觀察種子萌發，可發現胚根最先鉆出，接著是胚軸伸長，將胚芽頂出地面，同時可以關注子葉由厚到薄直至消失的過程，理解萌發是營養物質由子葉提供的知識。郁郁蔥蔥的幼苗，充滿生命的喜悅，但是根據所學知識，分析需及時移栽幼苗的必要性：幼苗過多，在有限的空間和營養條件下，形成種內競爭關系，同時葉片會相互遮擋，影響光合作用強度，會導致幼苗長勢變差。

3.澆水。每天需要及時澆水，同步分析植株生長為什么需要水分，水從植株什么部位進入，經過哪些結構，部分水可能在哪里被利用，怎么被利用，吸收的大部分水最終在什么結構離開植物體表面。要解決這些問題，必須重溫七上生物課本相關知識。分析水在蔬菜中的運輸途徑：土壤中的水分主要通過根尖成熟區吸收進來，進入輸導組織的導管，通過莖導管運輸到葉中，最后從葉片的氣孔中散失。了解蒸騰作用的過程以及意義。

4.除草、捉蟲。根據雜草、害蟲和蔬菜之間的關系，寫出可能存在的食物鏈，分析其中的物質和能量流動方向，為除草和滅蟲提供理論依據。同時可思考與傳統的化學農藥殺蟲相比，有無更環保的方法，小組同學可上網查閱資料，相互討論。

5.化肥溶液的配制。學生通過七上生物所學，了解植物生長需要一定的無機鹽，其中需求量最大的是含氮、磷、鉀的無機鹽。為滿足蔬菜生長需求，需要額外提供無機鹽，但是如果濃度過高會影響蔬菜的正常存活，過低不能達到最好效果。如何配制一定濃度的溶液呢？教師可補充溶劑、溶質等相關化學知識，介紹溶液的配制過程：計算、稱量、量取、溶解，為初三化學的學習做準備。根據濃度和用水量，計算所需化肥質量，配制一定比例濃度的溶液。無機鹽溶解在水中后，在蒸騰作用拉力的作用下，從下往上送到蔬菜每個細胞處。

（三）收獲

1.采摘芥菜葉片時，注意剝取外圍的葉片，不要破壞中心的嫩芽，內有分生組織，可以不斷分裂增加細胞數量，使葉片不斷長大。分析為什么需要將蔬菜放置冰箱保鮮，其中的原理是為降低呼吸作用，減少有機物的分解，從而保存營養。同時可以選擇部分菜葉放入透明袋子中進行細菌真菌的培養實驗，可每天拍攝菜葉的變化，最后合成視頻，可動態觀察菜葉腐敗過程，了解細菌真菌可將動植物遺體分解成水、無機鹽和二氧化碳。

2.烹煮蔬菜。留意洗菜水和菜湯顏色的差異，分析菜湯變綠的原因是高溫破壞了細胞膜結構，喪失控制物質進出的功能，使色素流失。上網查閱蔬菜的營養價值，分析其中所包含的營養成分，并根據家人的身體實際和合理營養的相關知識，為家人烹煮一道美食，體驗勞動喜悅的同時，撰寫心得體會，體諒家長平日為自己準備一日三餐的不易和艱辛，培養感恩之情。

四、結束語

在校園菜地建設過程中，將生物教學與多學科及勞動教育相結合，學生親身參與各個環節。學生在完成每個活動過程中，根據老師設置的不同學科問題，能積極尋求其他學科老師的幫助，或查找相關資料，或小組討論來解決問題，主動應用多學科知識作為理論依據來解釋相關現象，踐行了“做中學”“用中學”“創中學”的理念，提升自身的核心素養。

【參考文獻】

[1]丁奕然，李雁冰.義務教育生物學課程標準（2022年版）解讀與教學建議[J].天津師范大學學報（基礎教育版），2022，23（3）：7-12.

[2]教育部.義務教育生物學課程標準（2022年版）[M].北京：北京師范大學出版社，2022：4.