中學(xué)生物學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)

中學(xué)生物學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)跨學(xué)科學(xué)習(xí)是整合兩種或兩種以上學(xué)科的觀念、方法與思維方式以解決真實(shí)問題、產(chǎn)生跨學(xué)科理解的課程與教學(xué)取向。本文立足于生物學(xué)學(xué)科特點(diǎn)和上海市中考改革的要求，結(jié)合具體教學(xué)案例，提出了包括圓心輻射、概念層級(jí)、問題鏈條、任務(wù)統(tǒng)整等初中生物學(xué)跨學(xué)科學(xué)習(xí)主題設(shè)計(jì)的具體方法。１.專題內(nèi)容的圓心輻射法圓心輻射法是指以某一生物學(xué)專題內(nèi)容為圓心，通過整合不同學(xué)科，向外輻射出若干個(gè)跨學(xué)科學(xué)習(xí)主題。在實(shí)踐過程中，教師可以結(jié)合學(xué)校教育教學(xué)資源和生物學(xué)教師的特長，厘定專題，進(jìn)而確定子學(xué)習(xí)主題，細(xì)化為課時(shí)教學(xué)內(nèi)容。其中，專題內(nèi)容的選擇至關(guān)重要，可以以植物專題視角進(jìn)行設(shè)計(jì)，從宏觀的植物界或者從某一特定植物出發(fā)，結(jié)合學(xué)校的特色，進(jìn)行圓心輻射設(shè)計(jì)；也可以從動(dòng)物或微生物的視角進(jìn)行設(shè)計(jì)。例如，以“蝴蝶”內(nèi)容為圓心整合科學(xué)學(xué)科，鼓勵(lì)學(xué)生從不同學(xué)科的角度去思考問題，開展蝴蝶考察、蝴蝶飼養(yǎng)、蝴蝶小課題和蝴蝶夏令營等蝴蝶探究學(xué)習(xí)；整合勞技學(xué)科：開展蝴蝶標(biāo)本、蝴蝶剪紙、蝴蝶祝福卡和蝴蝶中國結(jié)等蝴蝶工藝的學(xué)習(xí)；整合地理學(xué)科：開展蝴蝶習(xí)性、蝴蝶分布、蝴蝶趣聞和蝴蝶種類與分布等蝴蝶認(rèn)知學(xué)習(xí)；整合語文學(xué)科：開展蝴蝶日記、古詩中的蝴蝶和蝴蝶詩詞創(chuàng)作等蝴蝶文學(xué)學(xué)習(xí)；整合美術(shù)學(xué)科：開展蝴蝶沙畫、蝴蝶小報(bào)等蝴蝶美學(xué)學(xué)習(xí)，使學(xué)生熟悉蝴蝶知識(shí)、掌握蝶藝制作和野外考察的基本技能，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究和工藝創(chuàng)新能力（圖１）。大自然本身就是一種綜合事物的體現(xiàn)，探索其中的奧妙也就必須綜合運(yùn)用跨學(xué)科知識(shí)，這樣的探索對(duì)發(fā)展學(xué)生個(gè)性，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力具有重要的意義。“蝴蝶”跨學(xué)科學(xué)習(xí)主題是匯集科技、美學(xué)和工藝等為一體的現(xiàn)代綜合藝術(shù)，其多元化的創(chuàng)作題材，新穎的表現(xiàn)手法以及廣闊的應(yīng)用空間，能得到學(xué)生的喜愛。２.學(xué)科知識(shí)的概念層級(jí)法概念層級(jí)法是指基于生物學(xué)學(xué)科的要求，遵循學(xué)科大概念—核心概念—知識(shí)點(diǎn)的層級(jí)關(guān)系，在某一或某幾個(gè)層級(jí)中自然而然地運(yùn)用不同學(xué)科知識(shí)，設(shè)計(jì)跨學(xué)科學(xué)習(xí)主題。這一方式通過聯(lián)通不同學(xué)科知識(shí)，讓學(xué)生通過跨學(xué)科學(xué)習(xí)理解知識(shí)之間的聯(lián)系，促進(jìn)知識(shí)點(diǎn)到大概念的學(xué)習(xí)。大概念的習(xí)得，對(duì)于學(xué)生生物學(xué)核心素養(yǎng)的形成至關(guān)重要，需要在跨學(xué)科學(xué)習(xí)主題設(shè)計(jì)的過程中予以重點(diǎn)關(guān)注。在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，可將大概念分解成其下位的核心概念，核心概念再與具體的知識(shí)點(diǎn)、具體的問題情境關(guān)聯(lián)，幫助學(xué)生更清晰地認(rèn)識(shí)生命的本質(zhì)。例如，針對(duì)“生物體的遺傳信息會(huì)一代代地傳遞下去，遺傳信息控制生物性狀”這個(gè)大概念的學(xué)習(xí)，需要厘清“遺傳信息”和“生物性狀”兩個(gè)核心概念及兩者關(guān)系。為了從本質(zhì)上理解這兩個(gè)核心概念，在這兩個(gè)概念下進(jìn)一步提出“染色體、ＤＮＡ、基因、相對(duì)性狀”等具體的知識(shí)點(diǎn)。抽象的概念和平面的圖形無法很好地幫助學(xué)生理解ＤＮＡ的結(jié)構(gòu)以及為何為這樣的結(jié)構(gòu)形態(tài)。可設(shè)計(jì)“ＤＮＡ—３Ｄ打印模型構(gòu)建和制作”跨學(xué)科學(xué)習(xí)主題：①學(xué)生通過教材對(duì)ＤＮＡ的結(jié)構(gòu)進(jìn)行初步認(rèn)識(shí)，如ＤＮＡ為雙螺旋結(jié)構(gòu)。學(xué)生了解后會(huì)提出疑問，為什么ＤＮＡ是兩條鏈，而且螺旋在一起呢？通過小組討論、查資料，結(jié)合化學(xué)知識(shí)了解ＤＮＡ結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)；②通過教師演示ＤＮＡ“３Ｄ”物理模型的搭建，循序漸進(jìn)地達(dá)成對(duì)ＤＮＡ結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)；③通過學(xué)生手繪ＤＮＡ立體模型，表現(xiàn)出ＤＮＡ的立體結(jié)構(gòu)；④進(jìn)行３Ｄ打印軟件學(xué)習(xí)和ＤＮＡ的３Ｄ模型制作。3.問題解決的問題鏈條法問題鏈條法是指基于需要解決的生物學(xué)真實(shí)問題，分解出若干個(gè)跨學(xué)科的子問題，將子問題按照一定邏輯串聯(lián)為問題鏈，以形成跨學(xué)科學(xué)習(xí)主題。這一方式借助開放性問題，激發(fā)學(xué)生應(yīng)用、活用不同學(xué)科知識(shí)，理解生命的本質(zhì)，形成整合思維：①要確立真實(shí)問題，關(guān)鍵問題確立的核心是源于生活，可由教師提出、也可由學(xué)生提出，具有真實(shí)性、開放性、挑戰(zhàn)性和契合性４個(gè)特點(diǎn)；②要對(duì)真實(shí)問題進(jìn)行分解，化為若干個(gè)邏輯關(guān)聯(lián)的子問題；③在問題解決的過程中，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)使用２門乃至２門以上學(xué)科知識(shí)。例如，結(jié)合上海初中生命科學(xué)教材第２冊(cè)第６章第１節(jié)“城市生態(tài)與城市環(huán)境保護(hù)”的部分內(nèi)容，與地理七年級(jí)第２冊(cè)第５章第１節(jié)“城市的環(huán)境問題及環(huán)境優(yōu)化”的部分內(nèi)容，設(shè)計(jì)“循蹤‘探秘清水濱’”跨學(xué)科學(xué)習(xí)主題。可根據(jù)學(xué)校所處位置，就近選擇當(dāng)?shù)氐臐竦毓珗@進(jìn)行設(shè)計(jì)。本案例主要圍繞上海世博后灘濕地公園（簡稱：后灘公園）這一真實(shí)情境，圍繞“后灘公園水環(huán)境如何實(shí)現(xiàn)更新?lián)Q代”這一關(guān)鍵問題設(shè)計(jì)了問題鏈：為什么要開展環(huán)境保護(hù)—怎樣開展水環(huán)境保護(hù)—水環(huán)境保護(hù)的效果如何—人類活動(dòng)對(duì)水環(huán)境保護(hù)有哪些影響。引導(dǎo)學(xué)生探秘后灘公園的凈水原理，使學(xué)生綜合運(yùn)用跨學(xué)科知識(shí)來開展真實(shí)學(xué)習(xí)，以提高學(xué)生綜合分析問題、解決問題的能力（圖２）。生物學(xué)與地理學(xué)具有天然的聯(lián)系，很多生物學(xué)現(xiàn)象的解釋需要借助地理學(xué)知識(shí)來得以解決。在這個(gè)跨學(xué)科的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生在真實(shí)的問題情境中，圍繞學(xué)習(xí)目標(biāo)，綜合運(yùn)用生物學(xué)、地理學(xué)科的知識(shí)，對(duì)問題進(jìn)行分析、解決，認(rèn)識(shí)到不同學(xué)科知識(shí)在解決實(shí)際問題中的應(yīng)用，體驗(yàn)運(yùn)用不同觀念、思維方法等解決問題的一般過程，可提升學(xué)生的創(chuàng)新能力。４.學(xué)生興趣的任務(wù)統(tǒng)整法任務(wù)統(tǒng)整法是指在生物學(xué)教學(xué)中，以學(xué)生的興趣為出發(fā)點(diǎn)，設(shè)計(jì)需要學(xué)生運(yùn)用不同學(xué)科知識(shí)才能完成的總?cè)蝿?wù)，并緊扣這個(gè)總?cè)蝿?wù)設(shè)計(jì)出環(huán)環(huán)相扣的具體任務(wù)，形成跨學(xué)科學(xué)習(xí)主題。學(xué)習(xí)興趣能夠引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有意義學(xué)習(xí)，為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供持續(xù)動(dòng)力，而符合學(xué)生最近發(fā)展區(qū)的任務(wù)，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。因此，要以學(xué)生興趣為先導(dǎo)，通過任務(wù)統(tǒng)整法設(shè)計(jì)生物學(xué)跨學(xué)科學(xué)習(xí)主題，有助于引導(dǎo)學(xué)生在生活中主動(dòng)應(yīng)用生物學(xué)知識(shí)。在實(shí)踐過程中：①要找準(zhǔn)學(xué)生的生物學(xué)學(xué)習(xí)興趣點(diǎn)；②結(jié)合學(xué)生的真實(shí)生活情境，設(shè)計(jì)適合初中生年齡特點(diǎn)的總?cè)蝿?wù)；③根據(jù)學(xué)生的興趣，在總?cè)蝿?wù)統(tǒng)整下，設(shè)計(jì)真實(shí)可行的具體任務(wù)，并引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用不同學(xué)科知識(shí)完成具體任務(wù)。例如，八年級(jí)學(xué)生對(duì)植物種植興趣高漲，可結(jié)合學(xué)校菜園建設(shè)的過程，設(shè)計(jì)“學(xué)校菜園設(shè)計(jì)”跨學(xué)科學(xué)習(xí)的主題（表１）。以“創(chuàng)建一個(gè)學(xué)校菜園”為總?cè)蝿?wù)，依據(jù)實(shí)踐邏輯拆解為８個(gè)具體任務(wù)：菜園的基本特征分析、學(xué)校菜園選址、種植蔬菜選擇、菜園設(shè)計(jì)圖、種子購買方案設(shè)計(jì)、蔬菜種植指南編寫、蔬菜觀察日記和蔬菜美食制作。通過這些具體任務(wù)的實(shí)踐，將生物學(xué)與數(shù)學(xué)、美術(shù)、地理、語文等學(xué)科進(jìn)行有效地融合，加深學(xué)生對(duì)生物學(xué)知識(shí)的理解和掌握。“中考改革實(shí)施意見”提出：“要關(guān)注初中學(xué)生社會(huì)考察、探究學(xué)習(xí)和職業(yè)體驗(yàn)等綜合實(shí)踐活動(dòng)的情況記錄，引導(dǎo)學(xué)生把課程學(xué)習(xí)內(nèi)容與真實(shí)生活情境相結(jié)合，提高自身綜合素質(zhì)”?！靶@菜園設(shè)計(jì)”跨學(xué)科學(xué)習(xí)主題，聚焦學(xué)生的生物學(xué)學(xué)習(xí)興趣，與學(xué)生的真實(shí)生活情境相聯(lián)系，以實(shí)踐操作過程中邏輯關(guān)聯(lián)具體任務(wù)為主線，