跨學科研究性學習在初中科學教育中的實踐

隨著教育理念的不斷創新與發展，跨學科學習與研究性學習對提升學生的綜合素養、培養跨學科思維能力和問題解決能力具有重要意義。近年來，教育部及地方教育部門發布的一系列政策文件，如《義務教育課程方案（2022年版）》《廣東省義務教育階段課程實施辦法（2024年版）》，為加強跨學科學習與研究性學習提供了明確的指導和支持，推動了教育實踐的深人發展。

一、跨學科研究性學習的教育理論

（一）教育理論基礎

跨學科教育理論與研究性學習教育理論是跨學科研究性學習的理論基石，其核心觀點如下：

1.跨學科教育理論

該理論涵蓋斯滕伯格的三元智力理論與布魯納的螺旋課程理論等。斯滕伯格的三元智力理論將智力結構分為分析性智力、創造性智力和實踐性智力三部分，跨學科教育通過融合不同學科的知識體系與方法論，能有效激發學生的創新思維與實踐操作能力，促進創造性智力和實踐性智力的培養。布魯納的螺旋課程理論主張學習是一個逐步深化、螺旋式遞進的過程。跨學科教育通過學科間的交叉與融合，為學生提供全面且深入的學習路徑，助力知識的螺旋式上升與積累。

2.研究性學習教育理論

該理論深受皮亞杰的認知發展理論與維果茨基的社會文化理論影響。皮亞杰的認知發展理論強調兒童的認知結構是在與環境的互動中逐步構建的，研究性學習鼓勵學生自主探索與實踐，通過與環境的深人互動，自主構建并豐富個人的知識體系。維果茨基的社會文化理論指出學習是社會化的過程，學生在交流與合作中不斷發展成長，研究性學習通過小組合作、交流討論等社會化學習方式，為學生搭建互動共享的學習平臺，促進知識與能力的共同提升。

（二）跨學科學習與研究性學習：相互促進的現代教育要素

1.跨學科學習與研究性學習的關聯與區別

跨學科主題學習與研究性學習緊密關聯，但各有側重。從教育理念看，跨學科學習強調知識整合與應用，注重培養綜合素養；研究性學習以問題解決為核心，通過開放性問題引導學生研究，實施方式多樣，更注重自主性、探究性和實踐性。從實踐方式看，跨學科學習圍繞特定主題整合多學科知識解決問題，需跨學科整合知識、合作探究、遷移創新；研究性學習注重實際操作和體驗，通過實踐操作、實驗觀察深化知識理解。從知識應用看，跨學科學習強調知識整合融合，形成跨學科知識體系和方法論；研究性學習注重知識應用創新，通過問題解決深化理解，培養創新和實踐能力。

2.跨學科學習與研究性學習是相互促進的關系

跨學科學習與研究性學習之間存在著密切的關系，兩者相互促進，共同構成了現代教育體系中的重要組成部分。

一是可拓寬研究視野與培養綜合素養。跨學科學習鼓勵學生跨越傳統學科界限，將不同學科的知識和技能融合起來，共同探究實際問題。這為學生提供了一個更加開放和多元的學習環境，有助于拓寬學生的研究視野，發現新的研究問題和方向。通過跨學科的學習，學生能夠培養綜合素養，包括跨學科思維能力、問題解決能力、批判性思維和創新能力等，這些都是現代教育所追求的核心素養。

二是可增強問題解決與知識應用能力。跨學科學習強調知識的整合與應用，要求學生在解決問題的過程中綜合運用不同學科的知識和方法。這一教育理念有助于培養學生的問題解決能力和知識應用能力，使學生能夠更加全面地理解和分析問題，提出有效的解決方案。通過跨學科的項目式學習、問題式學習或探究式學習等方式，學生能夠在實踐中深化對知識的理解，并將所學知識應用于解決實際問題，從而增強學生的實踐能力和創新能力。

三是可深化跨學科知識整合與教育學理論實踐。研究性學習通常圍繞特定的問題或主題展開，需要學生進行深人的探究和思考。在解決問題的過程中，學生將不同學科的知識和方法進行融合，這有助于培養學生的知識整合能力。同時，從教育學的角度來看，跨學科學習與研究性學習的結合也為教育學理論的實踐提供了新的途徑。教師可以通過設計跨學科的研究性學習項目，將教育學理論與實際教學相結合，探索更加有效的教學策略和方法，從而推動教育的實踐與發展。

二、跨學科研究性學習的路徑設計

以“大米奧秘探索”為例，其路徑設計清晰體現了跨學科研究性學習在初中科學教育中的教學優勢。

（一）選定跨學科問題

教師需從真實情境中提煉出跨學科問題，這些問題應涉及多個學科領域的知識或原理。基于初中生的認知特征，以“大米奧秘探索”為例提取幾個可行的跨學科問題（見表1）：

這些跨學科問題旨在引導學生探索大米的奧秘，從大米的種類與分布、生長環境、營養成分、烹飪方法到儲存保鮮等多個維度深入了解大米，通過實踐操作、實驗觀察、小組討論等方式，激發學生對科學的興趣，培養學生觀察、分析、解決問題的能力，以及團隊合作和創新精神。

（二）設計驅動性問題

將跨學科問題拆解為一系列具有遞進關系的驅動性問題，這些問題應能夠引導學生逐步深人探究。如針對“大來的營養成分探究”可設計以下問題：

大米的主要營養成分是什么？不同種類大米的營養成分有什么差異？大米中的營養成分如何影響我們的健康？如何通過簡單的實驗檢測大米中的營養成分？等等。

設計這些有遞進關系的驅動性問題，不僅能夠幫助學生深入了解大米的營養成分，還能培養學生的科學探究能力、實驗操作技能和團隊合作精神，使學生通過實際操作和實驗更直觀地理解科學知識，激發學生對科學的興趣和探索欲望。

（三）制訂學習目標

根據學科核心知識和學生的認知水平，制訂基于立德樹人根本任務、以核心素養為導向的學習目標，涵蓋學生全面發展核心素養的三個維度六大素養。以“大米營養成分探究\"問題為例，學習目標如下：

1.文化基礎維度

了解大米在不同文化中的象征意義和飲食習俗，培養學生的人文情懷和文化自信；引導學生掌握大米營養成分的基本知識，培養學生對科學知識的興趣和探索精神。

2.自主發展維度

鼓勵學生自主查閱資料、設計實驗方案，培養學生的自主學習能力和信息獲取、處理能力；讓學生了解合理膳食中大米的攝入量和搭配原則，以達到營養均衡的目的，幫助學生樹立正確的健康生活觀念。

3.社會參與維度

討論學校食堂中存在的糧食浪費現象，引導學生關注社會問題，增強責任擔當意識；組織學生開展與大米營養成分相關的實踐活動，如制作大米營養成分宣傳手冊，向社區居民宣傳健康飲食知識等，以培養學生的實踐創新能力。

三、教學過程

（一）選題環節

通過播放關于大米種植、收割、加工和烹飪的視頻，展示不同種類大米的圖片引入主題，激發學生對大米研究的興趣。

組織學生成立研究小組，分組討論，鼓勵學生根據個人興趣和小組優勢選擇問題（如“大來的種類與分布探究\"“大米的營養成分探究\"等），頭腦風暴確定跨學科研究主題，該主題應該與真實情境中的問題密切相關，能夠有效整合各學科的學習內容與核心素養，促進解決真實世界的復雜問題。根據學生的認知特征，研究問題應當既有趣味性又易于理解，同時能夠激發學生的科學探索精神。

（二）規劃環節

各小組根據選定主題，明確研究目標、方法和步驟，制訂詳細的研究計劃。例如，研究“大米的營養成分”的小組進行碘酒測試來檢測淀粉含量，并查閱營養表了解其他營養成分，收集必要的實驗材料（如顯微鏡、碘酒、大米樣品等）、文獻資料等，做好資源準備。

（三）實施環節

按照計劃進行實驗、觀察、記錄。例如，研究“大來的儲存與保鮮”的小組設計對比實驗，觀察不同溫度、濕度下大米的儲存情況。鼓勵學生動手實踐，如研究“大米的烹飪方法”的小組，進行烹飪實驗，探索不同烹飪方法對大米口感和營養保留的影響。

（四）總結環節

各小組通過PPT、海報、視頻等形式展示研究成果。例如，研究“大米的烹飪方法\"的小組制作包含各種大米實物照片和口感描述的展示板。引導學生反思研究過程，評價學習成果，提出改進建議。

（五）拓展延伸環節

鼓勵學生將研究成果應用于日常生活，如創新烹飪方法的家庭實踐，參與社區科普活動，向社區居民介紹研究成果，傳播科學知識。

（六）評價與反饋環節

評價包括過程性評價和結果性評價。過程性評價關注學生在研究過程中的參與度、合作情況、創新思維等，通過觀察學生在小組討論和實驗中的表現來評估學生的合作和創新精神，具體評價指標可包括承擔分工任務、提出核心觀點、加工和創新觀點、設計探究方案、開展自主學習、信息加工分析、提出新穎獨特的想法等。結果性評價通過成果展示、研究報告等評估學生知識的掌握程度，根據各小組的展示內容和質量來評價學生的研究成果。具體評價指標可包括作品的科學性、條理性、藝術性等。

根據評價結果，及時反饋學情，便于及時調整教學策略，優化學習路徑。例如，如果發現學生在某個問題上遇到困難較多，可以增加相關的輔導材料或調整實驗難度。

四、反思與建議

（一）教學反思

1.跨學科整合的深度與廣度有待更深入

在“大米奧秘探索”教學中，雖然我們已經嘗試從生物學、食品科學、地理學、化學、物理學等多個角度對大米進行綜合研究，但在實際操作中，發現不同學科之間的融合仍有待加深。例如，在探討大米的營養價值時，如果能更深入地引入生物、化學知識，分析大米中的特定成分如何影響人體代謝與健康，將使研究更加透徹。同時，增加實地考察環節，如訪問稻田基地，觀察不同生態環境對大米生長的影響，可以拓寬學生的視野，增強實踐操作能力。

2.學生的參與度有待提升

雖然教學時注重學生的主體性，但在實施過程中，部分學生的積極性和參與度仍有提升空間。這可能與任務分配、興趣激發以及反饋機制有關。未來，可以通過設置更多小組合作項目，鼓勵學生根據個人興趣選擇研究方向，并定期進行小組展示和互評，增加互動性和競爭性，從而提高整體參與度。

3.資源利用與技術支持要得到重視

教學實施過程中，對于圖書館資源、網絡資源以及實驗室設備的利用不夠充分。為了提升研究效率和質量，應加強對學生的信息檢索技能培訓，引導學生有效利用數據庫、專業網站等資源。同時，加強與高校或研究機構的合作，爭取更多實驗和技術支持，使得學生能夠進行更高水平的實驗設計和數據分析。

4.活動設計注重趣味性，理實結合

初中生處于青春期，好奇心強，喜歡動手實踐，但注意力易分散，抽象思維能力正在發展中。因此，設計活動時應注重趣味性、直觀性和可操作性，同時適當引人理論知識，促進學生理論與實踐相結合。

（二）進一步建議

1.實施個性化學習路徑

教師利用數字化學習平臺，為學生提供個性化的學習資源和路徑規劃。通過問卷調查、興趣測試等方式，了解每位學生的興趣和強項，定制適合學生的研究任務和閱讀材料，增強學習的針對性和有效性。具體措施包括：（1）分層教學，因材施教。可根據學生的學習能力和基礎，將學生分為不同的層次，如A層（學優生）B層（中等生）C層（學困生）。針對不同層次的學生，制定難度相當的教學目標和教學內容。（2）小組合作，互助學習。將學生分成小組，開展合作學習活動。在小組合作過程中，教師引導學生互相交流、互相幫助，共同解決問題。（3）創設情境，激發興趣。利用多媒體教學手段，將抽象的科學知識與實際生活相結合，創設生動有趣的學習情境。例如，在講解大米的生長環境時，可通過動畫演示或實物模型來展示大米的生長過程，讓學生直觀感受科學的魅力。

2.加強實踐

如有條件可與本地農業合作社、稻米加工企業加強合作，組織學生參觀學習，甚至參與實際的種植、收割和加工過程。這不僅能讓學生親身體驗大米生產的各個環節，還能促進對當地農業文化的理解和尊重，增強社會責任感。

3.建立持續反饋與評估機制

實施定期的自我反思、同伴評價和導師反饋機制。鼓勵學生定期進行自我反思，填寫自我評價表，反思自己的表現和學習過程中的收獲與不足；實施同伴互評，學生之間互相評價對方的研究成果，并提出意見和建議；教師定期對學生的研究過程和成果進行反饋，提供專業的指導和建議等，確保學生在研究過程中不斷得到指導和調整。同時，搭建展示平臺，鼓勵學生展示研究成果，接受更廣泛的評價和建議，促進相互學習和成長。

五、結論

本文以“大米奧秘探索”為例，不僅能夠充分利用其易獲得性和熟悉性的優勢，還能有效滿足初中生對趣味性、直觀性和可操作性的學習需求，促進學生科學探索精神的培養和跨學科學習能力的提升，是一次兼具教育性和趣味性的教學實踐

跨學科學習與研究性學習的有機結合，可以拓寬學生的研究視野，增強學生的問題解決能力，并深化跨學科知識的整合。未來，隨著教育理念的不斷進步和教育實踐的深人發展，跨學科研究性學習將在初中科學教育中發揮更加重要的作用。

（作者單位：東莞市萬江第二中學）

編輯：張國仁