新课标视域下初中生物学跨学科实践活动的探索与思考

［摘要］ 通过具体实践案例，剖析了当前跨学科实践活动中存在的“拼盘式”“混搭式”“花瓶式”问题；提炼了跨学科实践活动的整合性、真实性、体验性、合作性和挑战性等核心特征；在遵循课程标准给出的三类跨学科实践活动基础上，结合当地实际，创造性梳理了探究类、设计类、服务类、体验类跨学科实践活动类型与活动内容；构建了跨学科实践活动设计和实施的“四维五环”学习模型；探索了跨学科实践活动有效开展的提升跨学科素养、组建研究共同体、整合多方教育资源、利用现代信息技术等支持系统。

［关键词］ 核心素养；新课标；初中生物学；跨学科实践活动

《义务教育课程方案（2022年版）》明确要求：“推进综合学习……积极开展主题化、项目式学习等综合性教学活动，促进学生举一反三、融会贯通，加强知识间的内在关联，促进知识结构化。”并规定，各学科用不少于本学科总课时的10%开展跨学科学习（实践）活动。据此，《义务教育生物学课程标准（2022年版）》（以下简称“新课标”）全面优化了课程内容结构，专门设立了“生物学与社会·跨学科实践活动”学习主题。跨学科实践活动的重要性不言而喻。那么，实际教学中跨学科实践活动现状如何？跨学科实践活动有哪些核心特征？如何实施及评价？需要哪些支持系统？本文旨在提高对义务教育生物学课程中跨学科实践活动的理解，以促进跨学科实践活动的高质量开展。

一、如何：跨学科实践活动的现状透视

案例1：苹果主题活动

语言艺术课：阅读有关苹果的故事，编写充满创意的有关苹果的故事，然后通过彩蛋画的方式讲述；艺术课：收集苹果树叶，制作树叶拼贴画；科学课：观察苹果，解剖苹果；学习苹果的形成过程；音乐课：学唱有关苹果的歌曲；数学课：按比例制作苹果酱；劳动课：实地考察当地的苹果园。

案例中，围绕“苹果”这个主题，进行了各学科的关联，学生参与了各种各样的动手操作活动，极大激发了兴趣，可谓内容丰富，形式新颖。透过繁复的表面，冷静地思考一下，涉及的多个学科内容，无非是以“苹果”为幌子拼凑聚合在一起，学生并没有获得概念性的深刻理解，也无法进行迁移运用，因而只是多学科，不是真正的跨学科。正如艾伦·雷普克在《如何进行跨学科研究》中所说，多学科通常指两门及以上学科并置在一起，如同“水果沙拉”。跨学科是回答问题、解决问题、处理问题的进程，这些问题太宽泛、太复杂，靠单门学科不足以解决，需要综合运用两个或两个以上学科，共同整合见解，以构建更全面的認识，达成不可分割的深度理解，就像各自打成汁，形成一杯“混合果汁”。

案例2：制作生物进化树

进化树又称“系统树”“系谱树”，简明地表示了生物的进化历程和亲缘关系。学习完“生物进化的历程”一节后，老师布置给学生自选材料，制作平面或者立体的进化树模型。学生们可谓创意频出，有的用纸板把教材上的进化树放大，用不同的颜色进行标注；有的用彩色太空泥捏成教材上的进化树各个分枝，再贴上代表物种的图片；有的用铁丝和各色电线制成立体的树。作品交流展示环节，学生们着重介绍了制作材料、制作工艺的创新，逼真的造型赢得大家一致的称赞。

案例中，进化树的制作活动安排在各种生物类群和生物进化的历程之后，学生们“轰轰烈烈”的制作过程，无非是按照教材上进化树机械地“纯手工”模拟，以选材的新颖和造型的形象生动为目的，既没有对各生物类群特征的理解学习，也缺乏生物进化规律的领悟、生物学重要概念的构建，难以经历科学家那样的思考。实施过程中，没有设计和规划，没有完善和迭代，缺少满足“客户”需要的考量，简单机械地照方取药，依葫芦画瓢，也就无法体现工程学思维和像工程师一样的设计。

分析发现，当下教学中的跨学科实践存在“拼盘式”现象，各学科之间并无核心问题和重要概念的贯穿和统领，停留于不同学科轮流教学层面，学科之间的边界清晰可见；存在“混搭式”现象，教师强行在学科之间“拉郎配”与“搭桥”，内容逻辑混乱，缺乏复杂性问题和挑战性任务，学生无法完成深度体验和深度参与；存在“花瓶式”现象，看上去很热闹，但目标不明确，只是为活动而活动，而不考虑为什么要这样做，教学目标和教学过程相脱节，有趣但没料，华而不实。

二、何谓：跨学科实践活动的核心特征

1.整合性。跨学科是跨学科实践的重要特点，意味着跨越了学科的边界，超越了某一学科的知识范畴、研究范式，将重心放到某个特定的问题上，对多学科内容进行整合运用。事实上，科学各领域的界线很难绝对地划分，研究内容存在着交叉融合和共同的规律，同时，现实生活中的问题的复杂性，也关乎多个领域和学科，如生态环境保护、健康的生活等，需要利用生物学、物理、化学和地理学等多个领域的知识。正是在综合利用各学科知识、概念解决真实问题的跨学科实践过程中，促进了跨学科概念的理解和形成，培养了学生的跨学科素养，这种“隐形”的素养使学生受益终身。

2.真实性。跨学科强调知识学习与生活的联系，以解决真实生活情境中的难题、真实生活中的问题为旨归。真实的生活情境、真实的任务驱动、真实的方案或产品，既增强了学生完成任务的动力和意愿，有助于学生将对学科整合的理解迁移到真实问题的解决中，使得学习富有生活价值。更重要的是，跨学科实践项目式学习中习得的知识和能力，并非传统特定课堂中那样仅用以应付考试，而是可以在人类世界中真实使用的；其运用的思维方式是真实的，锻炼的解决问题的思路在现实生活中是可以迁移的。

3.体验性。跨学科实践活动需要学生经历观察、动手操作、分析推理、反思评价等过程，重视学生沉浸其中的感官体验、思维体验、情感体验等身心体验，这种深度卷入与代入，让“动手”“动脑”“动情”同时发生，是学生成长中不可或缺的宝贵经历和财富。这种体验性学习也给学生带来新的感觉、新的刺激，让不同学习类型的学生都有各自表现专长和优势的机会，从而提高自信和自尊，形成成长型思维，尤其对那些原本缺乏学习兴趣的学生具有更大吸引力和促进意义。

4.合作性。跨学科实践项目涉及范围可能相对广泛，问题的解决可能并没有一个预定的标准答案，通常需要持续一段时间，因此可以鼓励学生组建团队，各自承担一定的角色和责任。在小组合作完成项目的过程中，成员在分工行动的同时，还需要进行多次充分的沟通与交流。观点的碰撞与激荡，能够促进基于问题解决的知识重构与再创造，推动项目的顺利进行。在此过程中，学生还能学会与不同个性特征的成员相处，学会面对不同观点时做到合理取舍，学会团结协作顾全大局，学会直面挑战承担责任。与此同时，实践活动中，难免要经历失败、经历痛苦，也培养了学生坚韧顽强的品质和积极面对挫折的勇气。这些品格赋予了他们从容应对人生的底气，正是人一生中最宝贵的。

5.挑战性。跨学科实践活动情境具有开放性、复杂性、整体性，通常涉及多门学科知识、方法和技术，需要学生运用系统思维多角度地分析问题，相对于结构化、系统化的单一学科知识学习，显然具有更大的挑战性。对教师而言，过去往往在现有课程设计下组织教学，有相对固定的步骤和模式，学生学习结果通过考试直接获取，而跨学科项目式学习为学生提供了较大的空间，教师难以按照事先的设计按部就班地开展教学，降低了教学中的掌控感和决策力，不论对自身的学术视野还是项目管理能力，都提出了新挑战。

三、是何：跨学科实践活动的类型与内容

新课标指出：“本学习主题包括模型制作、植物栽培和动物饲养、发酵食品制作三类跨学科。通过本主题的学习，学生能够认识生物学与社会的关系，能够理解科学、技术、工程学、数学等学科的相互关系，并尝试运用多学科的知识和方法，通过设计和制作，解决现实问题或生产特定的产品，发展核心素养。”新课标共推荐了3类11项跨学科实践活动项目，这3类主要依据活动内容的不同设置，相对而言与课程内容结合密切。教学实践中，还可以根据跨学科实践活动的主要形式分为探究类、设计类、服务类、体验类等。各类型活动的特点为：

1.探究类：探究类实践活动以观察、实验、测量等为主要活动形式，遵循科学探究的一般过程，即强调让学生经历发现和提出问题、形成假设、设计并实施方案、获得证据、形成结论、表达交流等，重视对科学方法、实证意识及严谨求实、批判质疑等科学态度的培养。

2.设计类：设计类实践活动要求学生运用合适的材料、工具、技术或方法等，创造性地提出想法、方案，亲自动手动脑制作并经过完善迭代，形成物化的模型、装置，重视成果展示和交流，积极反思和评价。

3.服务类：服务类实践活动以志愿服务、公益活动等为主要活动形式，强调学生在服务他人的同时实现自身知识、方法、能力的提高和态度提升，形成社会参与意识。比如，垃圾分类与再利用、安全用药社区宣传服务、倡导低碳生活创造绿色社区等。

4.体验类：体验类实践活动让学生参与生物学相关的职业体验，旨在帮助学生亲身体验实际生产的过程，获得相应的真切认知与情感体悟，加深对自我世界、生活世界、职业世界和社会发展的理解，并将这样的理解与学生未来发展相联系，扩展人生规划。

当然，跨学科实践活动中常常同时涉及多种活动形式，它们彼此关联，都是学生解决真实问题的有效载体，教师需要根据活动主题、内容、问题等合理实施。在具体实践中，需要立足新课标，结合当地实际，将“生物学与社会·跨学科实践”学习主题与其他学习主题的重要概念和学习活动有机整合并统筹规划（以主题二为例，如下表），确保跨学科实践活动落到实处。

四、何为：跨学科实践活动的设计与实施

跨学科实践活动本质上是学生通过实践的方式进行学习的活动。它以学科核心知识为基础，聚焦重要概念，创设真实问题情境，通过挑战性问题或任务的设计，有效整合跨学科内容，以此促进学生在深度体验与问题解决过程中，实现核心知识的获得和核心素养发展的融合统一。初中生物学跨学科实践活动应遵循学科立场和跨学科立场，依据工程学设计过程，学习模型的设计与实施具体如下图所示。

1.确定项目主题。跨学科实践活动的设计不是从项目或活动开始，而是从期待学生理解和掌握的核心知识出发。教师依据课程标準中的重要概念，借助教材内容确认核心知识和技能，结合当地实际或围绕现实生活和社会发展热点问题，从多学科的角度观察、思考和分析问题，挖掘、选取有教育意义的情景素材，将其改造成跨学科实践活动，以达成知识与素养兼得。例如新冠疫情肆虐期间，在抢救危重或重症患者的过程中，呼吸机和ECMO是重要的医疗设备，尤其是呼吸机成为延续患者生命的“救命稻草”。其实，呼吸机的工作原理与“人体生活需要外界空气”一节中呼吸运动的原理基本相似。据此，我们选取了社会热点问题“呼吸机的工作原理”作为项目背景，依据新课标重要概念“人体通过呼吸系统与外界进行气体交换”，确定了“呼吸运动模型的设计与制作”跨学科实践活动。

2.设计驱动性问题。跨学科实践活动以问题解决为中心，自然需要整合问题解决所必要的多学科核心知识与方法。项目实施时，需要将核心知识用问题的方式表现出来。问题有两类，一类是直接指向核心知识中重要概念的本质问题，这类问题偏抽象和宏观。另一类是将本质问题拆分后契合学生认知特点、激发学生主动投入的驱动性问题。通过驱动性问题串联相关的知识，将概念学习和实践有机融合，推动思维能力的提升。例如，依据重要概念“人体通过呼吸系统与外界进行气体交换”，结合跨学科实践活动“呼吸运动模型的设计与制作”要求，提出本质问题：人体如何实现肺与外界的气体交换？于此，完成制作模型需要拆分细化为：胸廓和胸腔如何组成；呼吸运动的原理；人体胸廓与肺、膈肌的位置关系；肺容积与肺内压的关系等驱动型问题。

3.制订活动方案。学生设计、策划并开展调查，整理收集的数据，基于实证数据从他们提出的若干方案中选择最佳的解决方案，并制订计划来实施这一解决方案。活动或实施方案的制订，可以围绕项目主题将跨学科实践活动分解为若干驱动性的任务，在完成这些任务的过程中，驱动学生的观察、设计、制作、调查、合作等实践行为，从而将跨学科实践活动的驱动性任务转化为可操作的实施步骤。在“呼吸运动模型的设计与制作”项目中，教师首先引导学生根据任务进行必要的知识学习，如通过观察人体骨骼模型和人体胸腔内器官的模型，了解胸廓的组成，分清胸廓、胸腔与肺的位置关系；通过测量同一病人吸气完成的瞬间和呼气完成的瞬间的CT影片，了解胸骨与脊柱、两侧肋骨之间的距离变化及膈顶的位置变化并记录数据。通过分析数据，明确呼吸运动的过程与骨的位置、骨与骨之间的距离变化，以及膈肌顶部的上、下变化有关，帮助学生建构制作模型的知识体系。之后，小组内进行头脑风暴，提出模型制作方案，并画出草图；再依据草图向同伴说明和解释自己的想法，小组内交流与分享，进一步完善方案。

4.项目实施与迭代。依据解决方案实施计划，学生将创建出他们团队的产品原型。这是一个合作的过程，需要做好团队内成员的管理和分工，每个小组需要设计工程规划表格，各小组讨论明确各个环节时间分配、人员分配及任务分配。工程规划表格应当包含任务描述、初步设想、选择材料、制作原型、性能测试、发现问题、产品更新与迭代、制品定型等内容。例如，“呼吸运动模型的设计与制作”项目的实施：首先组建4-6人为一组的模型制作研发团队；其次基于模型制作的设计方案和设计图，分工准备材料；最后依据工程规划表格中人员的分工和要求，收集材料，制作模型。工程学设计过程的突出特点是迭代，学生需要在失败和不足中不断反思和调试自己的产品，从而实现产品的优化升级，最终解决最初的问题。

5.成果展示与评价。成果展示可以让学生感受到学以致用的快乐，形成科学态度，也可以在真实的场景中帮助他们对社会问题进行更全面的思考，培养社会责任感。跨学科实践活动最终展示成果的形式可以是多样的。例如，呼吸运动模型制作完成后，小組成员充分讨论，为自己的模型设计专属的标识，选择合适的宣传形式，如微视频、动图、美篇等，并在班级微信群、QQ群等推送进行宣传推广。教师也要在学校搭建的展示平台上进行展示和介绍。学生小组代表将制作出来的呼吸运动模型进行展示，说明已取得的成果、设计的独到之处、遇到的困难等。同时，教师、同学、社区人员或相关领域的专家等对各小组的成果依据量规进行评价，评价过程主要围绕完成性、价值性、效益性、创造性等维度展开。此外，多元评价主体通过全面客观的评价，督促学生积极、主动、热情地参与跨学科实践活动，从而实现教学目标，促进学生核心素养的提升。

综上，跨学科实践不仅是“做”和技能的获得，也包含着“学”及知识的深度理解，强调的是“做”与“学”的不可分割。在解决真实问题的学习实践中，学生首先面对的是任务挑战，他们需要思考完成任务或挑战应明晰哪些原理知识，这样学习知识的过程不再是孤立的，而是嵌入整个实践活动过程之中。与此同时，活动全程进行多主体、多形式、多维度评价，实现了从“对学习的评价”向“为了学习的评价”的转变，推动了跨学科实践活动的实施，促进学生核心素养的全面发展。

五、若何：跨学科实践活动的支持系统

跨学科实践活动作为综合性、实践性和开放性兼具的课程新形态，在学生知识和能力构建、创造性地解决问题及智慧创新实践中开辟了新路径，同时也对学校和教师提出了新挑战。与之相适应，跨学科实践活动有效开展也需要多方面、全方位的支持和保障。

1.提升跨学科素养是关键。跨学科素养是指个体以批判性思维、创造能力、学会学习为核心的高阶认知，以及沟通交流、合作能力、社会参与、跨文化理解等的社会性发展，是个体跨越、整合、超越多学科知识的素养和能力。长期以来的分科教学，使得大多数教师习惯于在单一学科范畴内开展认知分析，少有综合多学科知识认识问题的思考取向，跨学科思维欠缺；对其他学科知识储备不足，对学科特点及思维模式理解不深刻；整合各学科知识解决问题的能力和水平不佳等，这些都直接影响了跨学科实践的高质量开展。因此，增强认知、转变观念，通过跨学科学习积累、听课研讨、参与实践等途径提升跨学科素养成为摆在广大教师面前的重要课题。

2.组建研究共同体是基石。尽管跨学科实践活动是由学生主导开展的学习活动，但仍需要高度依赖教师的教学准备和引导。无论在选题、设计还是实施上，都需要了解其他学科的学科知识和学科教学知识，如制作泡菜活动涉及亚硝酸盐含量测定等化学知识，处理和分析数据需要数学知识；制作可调节的眼球结构模型涉及透镜对光线的改变、成像原理等物理知识等。同时，跨学科实践活动方式的多样性、较长时间的周期性、活动过程中的生成性等，都呼唤教师合作交流、优势互补、协调共进，组建学习共同体、研究共同体、成长共同体。

3.整合多方教育资源是保障。跨学科实践的开展是一项系统性、整体性工作，仅靠课堂教学的有限时间，解决或完成设计、制作任务，具有一定的难度，势必要在时间上将课上和课下相融通，空间上让校内和校外相结合。这就需要教育行政部门的支持，需要社区、家庭的配合，需要专家的引领等。因此，应着力打通与高等院校、科研院所、企业社区联系的通道，充分利用科技馆、博物馆、高校等跨界聚合资源和环境。通过整合教育资源，凝聚多方智慧，共同参与形成合力，建立协同机制，以推进跨学科实践活动有序、有效、有力开展。

4.利用现代信息技术是基础。数字化、多媒体互联网和人工智能技术丰富了教学的手段与资源，为学生的学习和发展提供了必要的条件。跨学科实践活动作为以学生为中心的项目式活动，可以采取线上与线下相结合的形式，让学生适当运用移动终端与手机应用辅助解决问题，使用搜索引擎查找、筛选和甄别信息，借助电脑应用软件记录和管理活动过程，云端储存积累过程性资料和资源，通过专业应用软件制作数字化模型，使用应用软件分析和处理数据等，吸引学生兴趣，调动学习能动性，促进项目探究过程，而且改进学生学习探索方式、创新产品形式，提升学生适应未来需要的信息素养。

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