融合跨學科實踐的初中生物學課外探究活動

刁蓉

關鍵詞：跨學科實踐；初中生物學；校本課程

文章編號：1003-7586（2024）01-0039-03 中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：B

《義務教育生物學課程標準（2022年版）》（以下簡稱“新課標”）在課程內(nèi)容中增設了“生物學與社會·跨學科實踐”主題，強調(diào)學科之間的相互關聯(lián)，是本次義務教育生物學課程標準修訂的重點之一。本文以“花神湖畔又聞花香”為活動情境，結合學校所在區(qū)域資源，積極探索融合跨學科實踐的初中生物學課外探究活動實施路徑，為教師開展跨學科教學提供參考案例。

1活動設計思路

蘇教版初中生物教材中專門設置了課外探究欄目，其活動內(nèi)容與地理、語文、勞動等多個學科有關聯(lián)之處，這些關聯(lián)之處正是實施跨學科實踐的沃土。以蘇教版生物學七年級上冊第五章“綠色植物的一生”為例，本章共有5個課外探究活動，其中2個為植物栽培體驗活動，分別是“不同的肥料條件下栽種幾株番茄，定時觀察和記錄它們的生長發(fā)育情況，并交流和分析產(chǎn)生差異的原因”和“嘗試用無土栽培的方法栽培一株番茄或其他植物的幼苗”。這兩個活動與新課標“植物的生活”學習主題、“生物學與社會·跨學科實踐”學習主題的內(nèi)容要求聯(lián)系緊密，具備有機整合的內(nèi)在邏輯性。同時在活動實施過程中，可以為課堂教學提供種子的結構、種子萌發(fā)、莖的結構、花的結構等觀察材料及實驗材料，保證了學生學習的積極性和實效性。

南京市花神廟地區(qū)自明朝以來形成了具有深厚文化底蘊的獨特花業(yè)文化，花業(yè)歷史已逾七百年。1949年以后，花神廟鄉(xiāng)被市區(qū)重點發(fā)展花業(yè)，花神廟的花農(nóng)在政府組織下主要種植被譽為“香花三絕”的白蘭、茉莉、珠蘭三種香花，由國家統(tǒng)一收購。2011年后，隨著花神廟地區(qū)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型，花業(yè)文化漸漸淡出當?shù)鼐用竦纳睢Ｈ欢陙恚袇^(qū)政府根據(jù)歷史遺存和相關資料，通過一系列舉措大力發(fā)揚當?shù)鼗ㄉ裉厣瑐鞒斜就廖幕?/p>

基于地區(qū)資源及特色文化，筆者創(chuàng)設“花神湖畔又聞花香”課外探究活動情境，將第五章“綠色植物的一生”中的2個課外探究活動串聯(lián)，圍繞“如何進行栽培過程的日常管理”這一具有真實性、挑戰(zhàn)性的驅(qū)動問題，引導學生思考真實情境中的生物學問題，綜合運用跨學科知識開展探究活動，在實踐體驗中促進對學科概念及跨學科概念的理解，發(fā)展核心素養(yǎng)。學生通過活動實踐，栽培白蘭、茉莉等植物，在校園買賣街、生物周、開放日等活動中進行展銷，讓記憶中的花香在校園中繼續(xù)馥郁。

2活動目標

識別和描述花、種子、芽、莖等的結構和功能，形成生命觀念；認識生物與環(huán)境是統(tǒng)一體，進一步強化生命觀念。

通過花木栽培、探究實驗等多種實踐途徑，運用植物生命活動的相關知識、跨學科知識，嘗試分析解決生產(chǎn)生活中的實際問題，提升科學思維和探究實踐能力，樹立勞動觀念和持之以恒的勞動品質(zhì)。

通過展銷花卉，引導學生關注社會、關注家鄉(xiāng)，培育社會責任感和創(chuàng)新實踐能力。

3活動實施

3.1聯(lián)系生活，創(chuàng)設“花神湖畔 又聞花香”情境

若干年前，南京花神廟的花農(nóng)們一早趕去花房摘花，批發(fā)給花販們沿街叫賣。街頭巷尾經(jīng)常可以看到頭發(fā)花白的阿婆，挎著小竹籃，濕潤的深藍粗布覆蓋著一朵朵用鐵絲穿起的白蘭花、梔子花、茉莉花，人們買來掛在胸前或戴在手上，一抹沁人心脾的幽香消暑醒腦。如果想讓記憶中的花香再次出現(xiàn)在校園、出現(xiàn)在花神湖畔，我們首先需要對植物的栽培有所了解。

教師展示長勢不佳的白蘭或茉莉盆栽，提問：這樣的盆栽植物，你會購買嗎？如何養(yǎng)護好植物？如何進行栽培過程中的日常管理？

3.2活動提示

（1）植物生長發(fā)育所需的物理和化學環(huán)境條件可能有哪些？如何設計實驗證明？

（2）植物的栽培周期比較長，如何得出科學結論？

（3）可以嘗試用無土栽培的方式栽培茉莉嗎？

通過以上3個提示，引領學生思考的方向。同時，問題本身具備開放性，能引導學生多角度地思考和探索。

3.3任務一：植物生長發(fā)育所需的物理和化學環(huán)境條件可能有哪些

教師提供相應資料和任務單，學生分組討論，結合七年級所學植物的光合作用、呼吸作用、蒸騰作用、吸收和運輸?shù)壬磉^程，分析得出影響植物生長發(fā)育的物理條件可能有水分、溫度、光照、種植密度等，化學條件可能有無機鹽、二氧化碳濃度、土壤pH等。

學生結合實驗設計的原則，選擇1～2種條件設計實驗，選擇或設計恰當?shù)难b置完成實驗，并觀察記錄，得出結論。在課堂上通過小組討論、生生互評、師生互評等形式不斷完善實驗方案，并在后期實踐中有針對性地改進實驗方案。例如第2小組原本的實驗變量是光照，分為有光組和無光組，全班討論后覺得實驗設計單一，實驗價值不大，他們又將實驗方案完善為探究不同波長的光照對植物生長發(fā)育的影響，利用植物補光燈實現(xiàn)“全光譜、紅光、藍光”的變量設計，如表1所示。

3.4任務二：如何得出科學結論

面對這樣一個較長周期的種植活動，能否實事求是、清晰明了地收集和記錄實驗數(shù)據(jù)，并分析數(shù)據(jù)的相關性進而得出科學的實驗結論，對學生的探究實踐能力提出了更高要求。第一周觀察結束后，教師將部分小組的觀察記錄進行全班展示，學生討論對比哪種記錄方式更加清晰、完整。從記錄形式上看，有文字敘述式記錄，有表格數(shù)據(jù)式記錄；從記錄內(nèi)容上看，對植物生長發(fā)育的觀察角度有株高、葉片顏色等。經(jīng)過討論，學生們感覺到表格的記錄形式更簡潔明了，進而設計了包含植株株高、分枝數(shù)、葉片數(shù)量、葉徑、葉片顏色等指標的觀察表，并且有小組以照片作為觀察補充。在持續(xù)地觀察中，通過對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析，學生對植物的生長過程有了直觀體驗和客觀認識，也發(fā)現(xiàn)了不同植株的生長差異，形成嚴謹求實的科學觀察方法和科學觀念。

3.5任務三：如何無土栽培茉莉

學生分組，通過查閱資料認識什么是無土栽培，同時了解無土栽培的優(yōu)缺點及其類型，接著制訂茉莉無土栽培方案，最后實施方案展示無土栽培成果。學生搜集資料后發(fā)現(xiàn)，茉莉水培相對容易實施，大多數(shù)小組在前期“植物生長發(fā)育所需的物理和化學環(huán)境條件”的基礎上，能設計出較為合理的水培方案。在實施無土栽培時，根據(jù)茉莉喜歡微酸性土壤的生長特性，學生嘗試配制合適的營養(yǎng)液，并學習使用pH測試筆測試營養(yǎng)液pH，然后用pH試劑對營養(yǎng)液的酸堿度進行調(diào)節(jié)。在無土栽培過程中，學生也產(chǎn)生了很多值得進一步探究的問題，例如“水培時營養(yǎng)液濃度對植物生長有影響嗎”“植物根在水中獲取氧氣，水培茉莉可以同時養(yǎng)魚嗎”等。

4活動成果

獲得階段性的實驗結果及結論之后，教師引導學生將其“成果化”。學習成果體現(xiàn)為針對問題的解決方案或作品，其呈現(xiàn)方式應豐富且外顯。學生集思廣益之后提出，可以設計一份《植物養(yǎng)護指南》或者《植物養(yǎng)護手繪卡》，在后期銷售環(huán)節(jié)隨花贈送。學生編制的《植物養(yǎng)護指南》以茉莉、白蘭為例，介紹這兩種植物的特性、相關養(yǎng)護知識以及殺蟲劑與營養(yǎng)液的使用方式等。將編制任務分解，小組分工合作，團隊成員充分發(fā)揮個人特長，經(jīng)過收集資料、設計、排版、手繪、制作等環(huán)節(jié)，在學以致用的過程中，學生的合作能力、信息處理能力、創(chuàng)新能力都得到了提升。

5活動評價

在完成課外探究活動后，教師應從學習過程和學習結果兩個維度綜合評價學生在學習過程中和學習結束后的整體表現(xiàn)，重點聚焦學生的素養(yǎng)發(fā)展展開評價。堅持以過程性評價為主，實驗評價表、植物生長發(fā)育觀察表的完成，《植物養(yǎng)護指南》《植物養(yǎng)護手繪卡》、銷售LOGO的制作等都可以成為過程性評價的依據(jù)。學生本人、組內(nèi)成員、教師從不同維度對課外探究活動的整體過程進行評價，如表2所示。

6實踐反思

跨學科實踐是2022版義務教育課程標準修訂的亮點，亦是教學實施的難點。就本次嘗試的“植物栽培”課外探究活動來說，在實際教學中因地制宜，主題活動“花神湖畔又聞花香”充分利用了社區(qū)資源優(yōu)勢開展實踐。社區(qū)是學生熟悉的場所空間，蘊含著豐富的課程資源、地理資源和文化資源，借助真實的實踐任務探索跨學科實踐，既體現(xiàn)跨學科實踐的學科性、整合性、真實性、實踐性，也是發(fā)展學科核心素養(yǎng)的有效途徑。然而教學過程中也遇到一些困惑和問題需要進一步實踐和反思：一方面從活動設計角度，跨學科實踐的學科融合度有待進一步拓展，例如學生在配置不同pH溶液時提到的用硫酸亞鐵改變土壤酸堿度，可從化學學科角度進行深挖探究。跨學科教學要求教師熟練掌握本學科及涉及學科的相關知識，從而適時給予學生開放有度的指導，引導學生的核心素養(yǎng)和跨學科能力生長。另一方面從活動實施角度，跨學科實踐需要不同學科教師協(xié)同開發(fā)與教學，因此教學課時、學科銜接的統(tǒng)籌安排上需做好精心設計，同時不能忽視生物學教師是課堂設計和實施的主體，在解決問題的多種活動中加深學生對于生物學概念的理解和學科核心素養(yǎng)的培育。