基于A-STEM理念的初中生物学跨学科实践活动的设计与实施——以“调查周边环境中的外来入侵物种”为例

涂壮 广东省深圳市龙岗区龙岗中心学校

《义务教育生物学课程标准程（2022年版）》在课程内容中增设了“生物学与社会·跨学科实践”主题为初中生物学跨学科实践课程的设计与实施提供了理论支撑。[1]《义务教育课程方案（2022年版）》及各学科课程标准均强调跨学科实践，可见开展跨学科实践活动是落实学生核心素养培养的重要途径，将成为今后教育发展的趋势。[2]

A-STEM教育在STEAM理论的基础上，进一步强调人文精神的内涵和价值，在课程内容上坚持人文教育的引领。A-STEM教育强调要赋予项目人文价值，为人类福祉服务，激发学生内在的学习动机。[3]

初中生物学课程包含了丰富的人文教育素材，在初中生物学教学中不断挖掘教学资源，渗透人文教育，对于帮助学生树立正确的生命观、人生观、价值观，培养人文情怀，协调心智发展具有重要作用。[4]在此背景下，笔者基于人教版初中生物学（2012年版）教材七年级上册第一章第二节《调查周边环境中的生物》，以“调查周边环境中的外来入侵物种”为主题设计基于A-STEM理念的初中生物学跨学科实践活动，以期为初中生物学一线教师提供参考案例。

●初中生物学跨学科实践课程的设计策略

1.立足于教材，梳理跨学科知识点

初中生物学教材中包含大量跨学科教学素材（如下页表1），教师在进行跨学科实践课程设计时，应立足教材，梳理跨学科知识点，有针对性地挖掘合适的教学资源，为开发初中生物学跨学科实践课程奠定基础。

表1

2.结合现实条件，合理设计跨学科实践活动方案

初中生有很强的好奇心与求知欲，并有一定的实践能力。教师可以结合学校或区域教育资源开发跨学科实践活动，但在设计跨学科实践活动时，需要结合现实条件，合理设计跨学科实践活动的主题与活动范围、活动时间等内容。

3.优选真实情境，充分发掘社会资源

教师在设计跨学科实践活动时，应该对生活情境进行优选、优化，使其更为聚焦，更加典型，并基于此充分发掘社会资源。例如，学生在进行校园生物观察时，应选择某一类型的生物作为观察对象，切实落实观察体验。观察外来入侵物种可以借助生态环境部发布的中国外来入侵物种名单（共四批）或中国科学院植物研究所开发的中国外来入侵物种信息系统（www.iplant.cn），观察花卉可以借助“花伴侣”APP，观察鸟类可以借助懂鸟APP，观察昆虫可以借助微信小程序“昆虫百科”等，这些信息技术资源可以完成物种识别与鉴定、物种相关资料的查阅、调查数据的记录与上传等任务。如果需要到户外进行跨学科实践活动，可以选择与博物馆、公园、动植物园、自然保护区的讲解团队或者科普团队合作。

●“调查周边环境中的外来入侵物种”活动设计与实践

1.活动背景

我国是全球遭受外来入侵物种危害最严重的国家之一。很多初中学生生活中常见的、熟悉的物种，如福寿螺、巴西龟、小龙虾、非洲大蜗牛等已被生态环境部列入外来入侵物种名单。外来生物入侵会造成草场退化、沙尘暴频发、水体污染等系列生态环境危害。

在全世界普遍强调环境保护的今天，植物多样性保护已经引起大家的高度重视，人们不仅在理论上进行了广泛的探讨，而且也付诸了实践。因此，笔者基于生物学课堂学习的《调查周边环境中的生物》一节的内容，将调查目标进一步细化为“生态杀手”—外来入侵物种，赋予了该项目保护生态环境的人文价值。希望学生综合运用多学科知识调查周边环境中外来入侵物种的种类、数量及其分布状况，思考应对之策，并通过撰写调研报告、制作宣传海报等方式宣传外来入侵物种的危害性，呼吁大家共同保护生态环境。

2.活动目标

（1）价值认同

通过调研外来入侵物种对本地生态系统造成的危害，深化对生物多样性、生态系统等概念的理解，更好地理解生态系统的柔弱性和保护地球生态系统的重要性，认同外来物种入侵问题的紧迫性与严重性；通过实地调查，感受周边环境的生态之美，树立生态文明理念；在调查的过程中，借助信息技术或寻求教师的帮助，了解常见外来入侵物种的结构和生理特征，认同并进一步巩固结构与功能观、进化与适应观、生态观等初中生物学需要掌握的基本观念。

（2）责任担当

开展阅读、观察、访谈、探究等活动，获取入侵物种的相关知识，参与外来物种入侵途径的讨论，建立自觉参与防范外来物种入侵的责任感；了解我国环保事业，提升爱国情怀，养成担当意识。

（3）问题解决

通过实地调查，借助中国外来入侵物种信息系统（www.iplant.cn）判断发现的外来入侵物种的种类并记录相关信息；通过对调查数据的统计分析，得出调查区域外来入侵物种的种类、数量及分布状态；进一步根据调查结果，按照习得的调查报告撰写要求与注意事项，撰写调查报告。

运用生物学、地理、化学、信息技术等跨学科知识，进一步调研调查区域所存在的外来入侵物种的入侵途径，理解外来入侵物种的不同防治手段，结合本地地域、人文、教育等特点，设计适宜的防治方案。

（4）成果物化

根据调查结果撰写调研报告并设计适宜的防治方案；通过宣传海报、手抄报等形式宣传常见的外来入侵物种种类及入侵途径、相关法律法规、当地的外来入侵物种分布情况及其危害、中学生能为防治外来入侵物种做出哪些贡献等相关内容，形成物化成果。

3.立足生物教材，涵盖跨学科内容

STEM教育倡导学生运用多学科知识在实践性活动中解决现实问题，“调查周边环境中的外来入侵物种”活动，立足初中生物学教材内容，并涵盖了多学科内容（如下页表2）。

表2

4.活动实施

（1）知识铺垫

①通过各种途径查阅、搜集图文资料，了解外来入侵物种及生物多样性相关知识。②掌握中国外来入侵物种信息系统（www.iplant.cn）的使用方法。

评价：小组合作态度、材料的搜集与整理、心得写作。

设计意图：了解外来物种入侵对生态系统的破坏性，树立环境保护意识与责任感；掌握外来入侵物种查询、鉴定方法。

（2）实践调查

①制订“生物入侵”实践调查活动方案。②实地调查，完成“外来入侵物种”调查活动记录表。

评价：科学思维、探究实践能力、态度责任、合作学习。

设计意图：培养根据前期资料积累，选取调查线路，制订调查方案的能力；锻炼科学思维，提升探究能力。

（3）外来入侵物种的治理

①了解常见的外来入侵物种防治方法，如人工清除、火烧、翻耕、碎根、农药等。②体验采用人工清除或碎根等安全、易行的方法防治外来入侵物种。

评价：态度责任、科学防治。

设计意图：学习技术，体验劳动，收获自我成就感。

（4）汇报展示

①通过调查报告、电子板报、手抄报等形式呈现实践过程和成果。②针对外来入侵物种的防治提出自己的建议。

评价：科学思维、态度责任、艺术性。

设计意图：扩大交流范围，欣赏、学习优秀的作品；联系生活实际，处理现实问题。

●总结

本活动基于教材内容与学生生活的真实情境，在设计上着重凸显项目的人文价值。活动实施过程分主题进行，便于安排教学进程与实施分层教学，其中知识铺垫、汇报展示部分可以在课堂教学中面向全体学生实施，实践调查与外来入侵物种的治理部分可以借助生物学兴趣小组或综合实践性作业的形式实施。在活动实施的整个过程中，学生综合运用多学科知识，在了解外来入侵物种及其危害性的同时，积极参与了生态保护实践，养成了从自身做起，不购买、不种植或养殖、不随意放生外来入侵物种的责任意识，形成了生态保护观念，学生的学科素养和社会责任感都得到了良好的发展。