项目式学习在初中生物学跨学科教学中的应用

《义务教育生物学课程标准（2022年版）》明确提出了增设跨学科实践教学的要求。跨学科教学不仅能提高学生灵活应用知识的能力，还能提升学生的学科核心素养。因此，在初中生物学教学中实施跨学科教学尤为重要。项目式学习作为一种以项目为驱动的教学模式，强调学生作为学习主体，要通过探究和合作等方式对学习资料进行加工、处理、归纳和总结，最终展示学习成果。项目式学习通常由四个部分构成，即提出问题、设计方案、解决问题和评价反思。文章以北师大版初中生物学七年级下册第四单元第八章第二节“食物的消化和营养物质的吸收”为例，探讨基于项目式学习的初中生物学跨学科教学的策略，以供参考。

一、创设生活化情境，明确跨学科教学目标

生命的一切活动都与生物学和化学密切相关。在这节课的教学中，教师首先可以巧妙利用化学中关于食物成分的化学鉴定及消化酶的作用与特性的知识，创设如下教学情境：“淄博因为烧烤以及优质服务吸引大批游客前往打卡，不仅带动了地区旅游业的繁荣，还促进了经济的蓬勃发展。如今，在许多地区，吃烧烤已成为一种流行趋势，成为人们享受生活的一种方式。然而，长期吃烧烤会引发胃胀、恶心呕吐等胃部不适的症状，甚至可能增加罹患胃病和胃癌的风险。这背后的原因是什么呢？”通过提出问题，教师能够引导学生结合课前所学知识和生活经验，初步推断这些症状的出现可能与食物的消化和吸收过程有关。

其次，教师可以提出与人体对食物的消化和吸收相关的问题链，如“为何食物需要被消化？消化的对象具体是什么？食物又是如何被消化的？人体具有哪些结构特点来适应这一消化和吸收过程”，鼓励学生围绕这些问题在课堂上展开讨论与交流。

最后，在充分听取学生讨论的基础上，教师可以明确这节课的教学目标：一是准确描述人体消化系统的组成及各个器官的功能；二是通过构建模型，运用归纳概括和批判性思维等方法，深入探讨生命现象及其内在规律；三是借助跨学科实践，综合运用多种学科知识，深入理解人体对食物的消化和吸收过程；四是掌握消化系统相关疾病的预防知识，从而自觉养成健康的生活习惯。同时，教师要清晰界定这节课的教学重点和难点。教学重点包括：详尽描述人体消化系统的组成部分；简要阐述食物在人体内的消化过程；具体说明小肠结构与其强大吸收功能之间的适应性特点。教学难点包括：深入理解酶在消化过程中的关键作用；细致描述食物在口腔、胃、小肠内发生的主要变化；深刻阐释小肠为何具备优越的吸收结构特点。

二、任务驱动，小组合作完成探究任务

在这一环节的教学中，教师和学生共同搜集资料，并将人体对食物的消化和吸收的相关知识制作成微课视频。课前，这些微课视频被分发给各个小组，作为学生自主学习的辅助材料。学生在观看视频后，要针对教师提出的问题进行小组讨论，并通过合作的方式完成相应的探究任务。这次的课堂任务分为四个部分：一是理解食物消化的概念及消化对象；二是构建消化系统模型；三是绘制三大营养成分的消化过程示意图；四是观察并了解小肠的内部结构。

（一）认识食物消化的概念及消化对象

课前，结合化学中分子结构的知识，学生已对蛋白质、糖类、脂肪、维生素、无机盐和水等物质的分子结构有了初步了解。教师准备了教具——3个玻璃球、3个乒乓球、1个滤网（滤网的孔径能让玻璃球通过）和1盆水。课堂上，教师制定了玻璃球和乒乓球分别代表不同食物或成分的规则（玻璃球代表水、无机盐、维生素，乒乓球代表淀粉、蛋白质和脂肪），引导学生在这盆水上放置滤网，并将6个球全部置于滤网上进行观察。实验结果显示，较小的代表水、无机盐、维生素的玻璃球可以穿过滤网进入水中，较大的代表淀粉、蛋白质和脂肪的乒乓球则无法穿过滤网进入水中。通过这一实验，学生直观地理解了小分子物质易于通过消化壁进入血液被吸收，大分子物质则需要先经过消化过程转化为小分子后才能通过消化壁进入血液被吸收，明确了食物消化的概念及其主要对象。

（二）构建消化系统模型

教师提前为每个小组发放了印有“人体消化系统内部结构模型”的彩图，要求学生通过小组合作，自主学习并识别出食物在消化和吸收过程中涉及的消化器官和消化腺，进而构建人体的消化系统模型并绘制成图。在此过程中，教师可以提出启发性问题：“为何人们吃坏肚子时，呕吐物呈糊状且带有酸臭味？”以此引导学生思考食物成分在消化过程中的变化，进而引出“物理性消化”和“化学性消化”的概念。通过讨论，学生理解到物理性消化可以使食物变小，而化学性消化可以改变食物的成分，呕吐物的性状正是这两种消化方式共同作用的结果。

在这个部分的教学中，学生通过自主绘制消化系统模型图，不仅掌握了消化系统的结构特点，还理解了各器官的功能以及消化酶在食物消化过程中的重要作用。这一过程不仅加深了学生对消化系统知识的理解，还提高了他们的归纳整合能力和团队协作能力。

（三）绘制三大营养成分的消化过程示意图

食物中需要消化的三大营养成分是淀粉、蛋白质和脂肪，但这三种营养成分的消化过程及需要的消化酶均存在显著差异。因此，在课堂上，教师应引导学生运用化学知识中关于酶的作用原理，绘制出这三大营养成分的消化过程示意图，标注出其需要的消化酶及最终产物，由学生代表分别阐述各营养成分的消化过程。

淀粉的消化过程主要分为三个阶段。第一阶段，食物进入口腔后，经牙齿咀嚼、舌头搅拌与唾液充分混合，唾液中的淀粉酶能将淀粉分解为麦芽糖，此时的麦芽糖还不能被人体吸收。第二阶段，食物通过咽和食管进入胃，胃的蠕动将食物和胃液混合成食糜，但胃液中不含能分解淀粉和麦芽糖的酶。第三阶段，食糜进入小肠中，小肠中含有三种消化液，分别是来自小肠壁上的肠腺分泌的肠液、来自胰腺分泌的胰液以及来自肝脏分泌的胆汁，其中，肠液和胰液中的多种消化酶将淀粉和麦芽糖最终分解为葡萄糖，葡萄糖属于小分子营养物质，能够轻松透过小肠绒毛壁和毛细血管壁进入血液。

蛋白质的消化过程同样包含三个阶段。第一阶段，食物在经过口腔、咽、食管后通过物理性消化变小，但并未发生化学变化，因为此阶段没有能分解蛋白质的酶。第二阶段，食物进入胃，胃壁上的胃腺分泌的胃液中含有蛋白酶，能初步将蛋白质转变为多肽，但多肽同样不能被人体直接吸收。第三阶段，食物进入小肠，小肠中的肠液和胰液含有能够消化蛋白质和多肽的酶，蛋白质和多肽最终在肠液和胰液的作用下被分解为氨基酸，氨基酸同样属于小分子物质，可以被小肠吸收进入血液。

脂肪的消化过程相对集中于小肠，虽然小肠中的胆汁不含消化酶，但是它能够将脂肪转变成脂肪微粒，这个过程被称为乳化。乳化后的脂肪微粒与小肠中肠液和胰液的接触面积更大，而肠液和胰液中含有消化脂肪的酶，因此，脂肪微粒在肠液和胰液的作用下，最终会被消化成甘油和脂肪酸，这两种物质均属于小分子，容易被人体吸收。

总之，淀粉、蛋白质、脂肪这三种大分子营养物质在消化酶的作用下，能够在小肠被分解为可被人体吸收的小分子物质。由此可见，小肠是人体消化的主要场所，而口腔和胃也在此过程中发挥了重要作用。

在这个部分的教学中，教师通过让学生亲手绘制三大营养成分在人体内的消化过程示意图，不仅能帮助学生直观地理解不同物质在不同消化酶作用下的不同产物，还能让学生在动手实践中深化对知识的理解和记忆。

（四）观察并了解小肠的内部结构

小肠是大部分营养物质被消化成可吸收小分子形式的关键场所，其中富含多种消化液。在这个部分的教学中，为了引导学生深入探索小肠的独特之处，教师可以利用与人体小肠结构相似的猪小肠开展实践教学，具体包括以下步骤。首先，教师可以将课前精心准备的一副猪小肠完整展示在学生面前，然后组织学生将猪小肠拉直，测量其长度。在测量过程中，教师应引导学生采用多次测量取平均值的方式，以确保测量数据的准确性，同时鼓励学生感受猪小肠的长度、外形和质感。

其次，教师可以让学生分组合作，利用放大镜观察猪小肠的内表面，并对比其与外表面的差异。随后，教师可以引导学生结合观察结果、教材相关内容的讲解以及教师提供的人体小肠绒毛显微图片，绘制人体小肠内表面结构图（图1）。

最后，由小组代表展示并解读所绘制的结构图，阐述小肠的结构特点：小肠的长度远超其他消化器官，其内表面布满环形皱襞和小肠绒毛，这一结构显著增大了其与营养物质的接触面积；小肠绒毛周围密布毛细血管，且小肠绒毛壁和毛细血管壁均极薄，这些特征极大地促进了营养物质的吸收效率，因此，小肠被公认为是吸收营养物质的主要场所。此外，教师应补充相关知识，说明除了小肠，胃也能吸收少量的水和酒精，而大肠能够吸收少量水、无机盐及部分维生素。

在这个部分的教学中，学生不仅通过亲身体验和实际操作获得了对小肠结构特点的感性认识，还在观察与分析的基础上培养了推理分析能力，并绘制出了人体小肠内表面结构图，从而加深了对相关知识的理解，提升了核心素养。

三、联系生活，开展跨学科实践活动

当下，吃烧烤已成为人们聚会、休闲的一种常见娱乐方式。在学生学习了食物的消化和吸收相关知识后，教师可以巧妙地围绕“烧烤”这一主题，引导学生开展跨学科实践活动，探索诸如“烧烤健康吗”“烧烤食物易于消化吗”等问题。具体而言，教师可以策划并组织学生进行一次烤肉实验。实验前，教师需要准备陶炉、木炭、肉串、调味品等材料，并鼓励学生查阅资料，应用所学的化学知识分析烧烤过程中食物可能发生的变化及产生的物质，并了解这些物质的潜在危害。例如，食物在烤制过程中，其中的水分、蛋白质、无机盐等营养物质会流失，从而降低食物的利用率；在高温持续的烧烤过程中，食物中的脂肪和蛋白质易产生有害物质，如苯并芘，这种物质不仅不利于消化和吸收，还可能致癌；长时间的腌制和烧烤可能促使食物滋生病毒和细菌，人食用后可能引发健康问题，如出现恶心呕吐、胃肠不适、腹胀、发热等症状。

教师通过联系生活，以烧烤为切入点开展跨学科的实践活动，不仅能有效培养学生的批判性思维，还能让学生理解烧烤过程中食物的变化及其影响，认识到长期过量食用烧烤食物对消化和吸收的不良影响，以及可能导致的健康问题，从而在生活中自觉养成良好的饮食习惯。

结语

在新时代的背景下，将跨学科实践融入初中生物学教学之中已成为必然趋势。教师通过创设真实生活情境，能够让教学更加贴近生活，增强学习的实用性和趣味性。项目式学习作为一种有效的教学模式，为培养学生的多学科核心素养提供了坚实的支撑。在教学过程中，教师应勇于尝试、勤于思考、善于总结，不断在实践中提高生物学教学水平，以适应新时代对教育的更高要求。

（作者单位：晋江市紫峰中学）