指向学科关键能力的初中生物学跨学科实践

柏洁

文件编号：1003-7586（2023）03-0050-03

教育要充分聚焦中国学生发展核心素养，培养学生适应未来的正确价值观、必备品格和关键能力。其中，学科关键能力因其评价的可操作性成为衡量学生核心素养是否落地的重要指标之一。纵观历次课程改革实况，参考布鲁姆教育目标分类理论，并通过国内外部分有影响力的学科能力体系梳理，以“理解能力”、“应用能力”、“思辨能力”和“创新能力”为主的四级能力系统在初中生物学一线教学中被普遍认可与使用。

同时，随着《义务教育课程方案（2022年版）》、《义务教育生物学课程标准（2022年版）》（以下简称为《课程标准》）的颁布，跨学科实践得到师生越来越广泛的重视。《课程标准》强调，“要加强课程内容与学生经验、社会生活的联系”，旨在保证学科内知识整合的基础上统筹设计跨学科主题学习，引导学生基于真实情境中的实际问题，综合运用多学科的知识和方法，通过小组合作、探究和实践等方式实施，形成物化的学习产品和学习成果，培养学生的社会责任感、创新精神和实践能力。

本研究探索跨学科实践的微项目化实施，以“候鸟旅行指南”为学习主题，通过“什么是候鸟？”、“候鸟为什么能‘旅行？”、“候鸟为什么要‘旅行？”及“如何保护‘候鸟旅行？”四个微项目，对标“理解能力”、“应用能力”、“思辨能力”和“创新能力”的生物学四级能力系统，探索指向学科关键能力的初中生物学跨学科实践。课程的设计思路见表1。

1 解读比较，提升理解能力

理解能力是最基础的学科能力，包括解读、比较两个相关要素。通过“项目一：什么是候鸟？”的跨学科实践，学生将新概念“候鸟”的相关知识与前概念中的鸟类建立新的联系，将候鸟这个新知顺应、同化到鸟类的整体知识框架中。在整个学习过程中，要求学生能够在相关情境中解读并表述出鸟类与候鸟的关系，借助事先收集的各类资料对其进行比较、归类。

首先，教师通过图片展示《城市常见鸟类图鉴》，创设问题情境：当我们漫步草地自由行走、或者追随鸟语仰望天空的时候，常常可以看到它们的身影，那么，是不是它们都可以被称作候鸟呢？教师通过导入让学生形成一个明确的认知：候鸟跟鸟类是两个虽有不同、但又相互联系的概念。

接着，教师提出新的疑问：如何区分课本上的鸟类和我们今天探究的候鸟之间的区别与联系呢？学生通过课前自主收集的资料、结合教师展示的相关材料中提取所需信息，展示探究成果。学生思索后，根据鸟类的生态习性和形态特点进行划分，将鸟类分为鸣禽、攀禽、猛禽、陆禽、涉禽和游禽六大生态类群；亦可根据鸟类是否季节性地在生殖地和越冬地之间来回迁徙，将其分为留鸟、候鸟，引出项目一的学习主题。

在此项目的学习中，教师要注意点拨、引导，激发学生的深度学习：根据迁徙时间的不同，可以将候鸟继续细分为夏候鸟、冬候鸟和旅鸟。

2 推理归因，提升应用能力

应用能力的思维层次略高于理解能力，要求学生在充分理解概念、原理、模型、知识的基础上，继续深入挖掘，建立因果联系，包括推理和归因两个能力要素。推理要求学生直接呈现思维加工的结果，在项目二的学习中，体现为从不同层次、不同角度寻找并解释候鸟适于空中飞行的特征，这是思维的发散；而归因要求学生能够解释导致结果出现的原因，在本项目中体现为从减少阻力、减少重力和增大动力三个维度归纳候鸟空中飞行原因，这是思维的聚拢，两者既矛盾又统一，强调以理解能力为基础，侧重因果逻辑关系，突出对知识的应用。

在“项目二：候鸟为什么能旅行？”的学习中，教师先让学生自行思考候鸟能旅行的原因。部分学生从外部环境条件出发进行解释：比如，在“人”字、“一”字编队中的候鸟，可以借助前鸟形成的涡流来节省体力；候鸟会根据上升气流等环境条件，选择更省力的迁徙时间和路线；又或者当遭遇环境改变的时候，改变自己的迁徙策略。也有学生参考书本内容，从体型、翼、骨骼、肌肉、呼吸及其他结构出发，整理鸟类适应飞行生活的特征。

除了以上常规思维，教师可以从“歼-20”入手，引导学生将生物学与物理学紧密结合，从“力”的角度出发，探索候鸟能够旅行的原因。学生原有的知识体系，已经能够说出飞机能够飞行的原因是发动机产生的动力和机翼“伯努利原理”所产生的升力。以此为线索延伸思维，学生很容易推理出：候鸟为了具备更佳的飞翔能力，从减少阻力、减小重力、增大动力三个维度进化出完美适应空中飞行的生理条件。

以减少阻力这个维度为例，学生可结合地理知识加深理解。学生在自主探究大天鹅迁徙路线时，发现太行山和吕梁山等南北走向的山脉是为它们迁徙所准备的天然通道，因为在这些通道中通常会有强劲的风。御风飞行，恰是候鸟减少阻力、节省体力的关键。再比如，学生在制作世界九大候鸟迁徙路线图时，发现虽然海洋辽阔，但宽阔的海平面并不适于候鸟迁徙，一是因为海上没有停歇地可供休息和补给，另外是由于海面的上升气流相对陆地较弱，所以候鸟在海上迁徙不利于他们减少阻力、节省体力。

3 论证评价，提升思辨能力

思辨能力是在应用能力基础上的能力，在生物学关键能力中较为重要，包括论证和评价两个能力要素。在“项目三：候鸟为什么要旅行？”的跨学科实践中，学生要从不同维度对这个问题进行拆分并筛选相关角度展开探究，能够运用所掌握的生物学知识与事实论据进行分析，并得出合理的结果与结论。思辨能力更加强调“分析与综合”的思维过程，要求使用恰当的证据与评价标准作出有理有据的评判，是对信息进行复杂加工的能力。

在项目二中，学生已标记出候鸟的九大国际迁徙路线。教师展示学生标记后的世界地图，重点圈出经过中国境内的三条国际迁徙路线，并让学生推测：在我国境内，候鸟迁徙最繁忙的一条通道是哪条呢，为什么？

这个问题对学生个体而言难度较大，仅凭初中生物学知识难以说明。教师借助中国主要的气候类型示意图、中国年平均气温示意图等地理图册，让学生小组讨论、分析候鸟迁徙的原因。结合地理知识和小組群体的力量，学生能够得出：受纬度位置和海陆位置的影响，我国大多数地区一年内的盛行风向随季节有显著变化，形成了典型的季风气候。冬季风带来的气流寒冷干燥，导致北方地区天寒地冻，不容易寻觅食物和哺育幼雏，所以鸟类需要飞到温暖的南方过冬，等到来年，北方温度适宜、食物充沛，鸟儿再次回到北方地区繁殖。如此年复一年，形成迁徙的自然现象。迁徙是鸟类对环境条件、季节变化的一种积极的适应。

整个过程，学生先推测、再论证，最后评价，得出候鸟旅行的原因。当然，在此过程中，还会有一些不同的想法：比如有小组提出的“地质变化说”，以鸟类起源于南方为前提，认为大陆板块自南向北漂移使得南方许多鸟类被带到了北方，于是这些鸟类为了返回南方而产生的种种尝试，慢慢形成了鸟类迁徙的习性。这都是思维的碰撞与深化，对于培养学生思辨能力有较好的促进作用。

4 假设设计，提升创新能力

创新能力是最高层级的能力要求，是思辨能力的基础上进行思维拓展或重构。创新能力要求学生从自身的知识结构中提取、整合、再加工后进行拓展、延伸、再创造，形成与原有知识相关但突破原有知识范围的新结果，是最为高等的思维层次。创新能力包括假设与设计两个能力要素，对学生的生物学核心素养的提升起到决定性作用。在“项目四：如何保护候鸟旅行？”中，让学生自主制订合理解决探究性或开放性问题，也不对学生的实践结果做任何预设，充分发挥学生的主观能动性及创造力。

课堂上，学生通过收集的各种图文资料已经得知并不是只要候鸟能飞，就能保证候鸟能安全的旅行。工业化的进程改变了部分鸟类的生理节律，都市中的人造光源也会对鸟类的迁徙会产生严重干扰、快速发展的城市侵占了大量湿地，让途径的候鸟无处停歇。教师提问：作为一名学生，我们能做些什么来保护他们呢

在这个环节，学生可以关注自己感兴趣的方向、选择自己所擅长的领域开展跨学科实践。有的学生擅长彩铅，就可以设计一份《候鸟图鉴》：通过查找文献，掌握长三角地区常见候鸟类型；通过网络搜索，明确候鸟的外部形态和主要特征；参考《城市常见鸟类图鉴》，打印制作《候鸟图鉴》，并用彩铅在上面画上候鸟图片，制作完成后，可以在同学、家长甚至是社区居民中传阅，宣传、普及候鸟的种类及常见保护方法。有的学生动手能力很强，就可以利用身边随处可见的素材（麻绳、椰子壳或者冰棍等），废物利用制作环保鸟巢，挂在自己家的阳台或者校园、社区内的绿化带中，给鸟儿提供一个栖息的家园。

在整个微项目跨实施过程中，教师充分重视通过跨学科实践来提升学生学科关键能力，让学生在“做中学”、“用中学”和“创中学”的过程中体验知行合一、学思结合。