北師大版初中生物七上第3單元基于真實(shí)情境的跨學(xué)科實(shí)踐實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究以《改造校園天臺(tái)綠化》為例

基于真實(shí)情境的跨學(xué)科實(shí)踐實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究

以《改造校園天臺(tái)綠化》為例

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)依據(jù)1目錄2教學(xué)目標(biāo)、重難點(diǎn)及方法3教學(xué)內(nèi)容及過程4教學(xué)反思與評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)依據(jù)11.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)依據(jù)跨學(xué)科實(shí)踐依據(jù)1：課標(biāo)分析（七）生物學(xué)與社會(huì)·跨學(xué)科實(shí)踐概念9真實(shí)情境中的問題解決，通常需要綜合運(yùn)用科學(xué)、技術(shù)、工程學(xué)和數(shù)學(xué)等學(xué)科的概念、方法和思想,設(shè)計(jì)方案并付諸實(shí)施,以尋求科學(xué)問題的答案或制造相關(guān)產(chǎn)品?！緝?nèi)容要求】9.2植物栽培和動(dòng)物飼養(yǎng)類跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng):植物栽培和動(dòng)物飼養(yǎng)可以綜合運(yùn)用多學(xué)科的知識(shí)和方法,考慮“結(jié)構(gòu)與功能”“物質(zhì)與能量”“因果關(guān)系”等跨學(xué)科概念,設(shè)計(jì)恰當(dāng)?shù)难b置,以滿足生物生長的需要。(1)探究栽培一種植物所需的物理和化學(xué)環(huán)境條件。根據(jù)植物生長發(fā)育所需的環(huán)境條件,選擇適宜的土壤,在土壤中栽培一種植物(如番茄),定期澆水,適時(shí)施肥、松土。觀察植物在生長發(fā)育過程中的變化，設(shè)計(jì)表格，記錄和交流株高、葉片數(shù)量、葉片大小、開花結(jié)果的時(shí)間和數(shù)量等信息。育才校園的生態(tài)環(huán)境正值升級(jí)迭代中，美麗的校園卻有一塊老舊荒廢的天臺(tái)，亟需綠化改造。1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)依據(jù)為跨學(xué)科實(shí)踐實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了真實(shí)情景我校學(xué)生綜合素養(yǎng)較強(qiáng)，積極渴望參與到校園改造項(xiàng)目中,學(xué)校撥款1萬元經(jīng)費(fèi)支持?？鐚W(xué)科實(shí)踐背景1：真實(shí)情境1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)依據(jù)推進(jìn)基于探究實(shí)踐的科學(xué)教育，提升科學(xué)教育質(zhì)量。實(shí)施啟發(fā)式、探究式教學(xué)，提升作業(yè)設(shè)計(jì)水平，培養(yǎng)學(xué)生深度思維。探索項(xiàng)目式、跨學(xué)科學(xué)習(xí)，提升學(xué)生解決問題能力。落實(shí)科學(xué)及相關(guān)學(xué)科教學(xué)裝備配置標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)。探索利用人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)手段改進(jìn)和強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)教學(xué)，為中小學(xué)生提供更加優(yōu)質(zhì)的科學(xué)教育，培育具備科學(xué)家潛質(zhì)、愿意獻(xiàn)身科學(xué)研究事業(yè)的青少年群體?？鐚W(xué)科實(shí)踐背景2：政策分析1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)依據(jù)（四）植物的生活概念4植物有自己的生命周期,可以制造有機(jī)物,直接或間接地為其他生物提供食物,參與生物圈中的水循環(huán),并維持碳氧平衡?！緦W(xué)業(yè)要求】（2）運(yùn)用植物光合作用、呼吸作用、蒸騰作用等方面的知識(shí)，解釋生產(chǎn)生活中的相關(guān)現(xiàn)象。（4）設(shè)計(jì)單一變量的實(shí)驗(yàn)，探究關(guān)于植物生活的影響因素。教學(xué)策略建議：（1）引導(dǎo)學(xué)生通過觀察、演示實(shí)驗(yàn)、探究實(shí)驗(yàn)等多種途徑，探究和認(rèn)識(shí)植物的光合作用、蒸騰作用等生理過程及其影響因素。（3）結(jié)合學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn),通過實(shí)例分析,引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注植物生命活動(dòng)的原理在生產(chǎn)生活中的實(shí)際應(yīng)用。（4）結(jié)合當(dāng)?shù)氐霓r(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐，設(shè)計(jì)簡單的任務(wù)，指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用植物生理過程的相關(guān)知識(shí)、跨學(xué)科知識(shí)等，嘗試分析和解決實(shí)際問題。跨學(xué)科實(shí)踐依據(jù)1：課標(biāo)分析1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)依據(jù)七上第三單元整合在大概念統(tǒng)領(lǐng)下，基于真實(shí)情景，運(yùn)用單一變量實(shí)驗(yàn)，解決真實(shí)問題?？鐚W(xué)科實(shí)踐依據(jù)2：教材分析1.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)依據(jù)通過數(shù)學(xué)知識(shí)用激光測距儀實(shí)驗(yàn)獲取天臺(tái)立地條件；地理學(xué)知識(shí)“立竿見影”實(shí)驗(yàn)、手表定位判斷天臺(tái)方位；化學(xué)知識(shí)用pH試紙、酸堿計(jì)獲取土壤酸堿度；設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)探究影響植物生長的環(huán)境因素。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和美學(xué)知識(shí)進(jìn)行選種、搭配和分區(qū)栽種，依據(jù)生物學(xué)知識(shí)對(duì)植物進(jìn)行科學(xué)養(yǎng)護(hù)與觀察。生物與環(huán)境、地球自轉(zhuǎn)、天氣與氣候、空間分布、植物的生活、造型表現(xiàn)系統(tǒng)與模型、結(jié)構(gòu)與功能、因果、萬物和而共生學(xué)科大概念跨學(xué)科概念哲學(xué)概念事實(shí)概念低階

知識(shí)理解應(yīng)用分析綜合評(píng)鑒創(chuàng)新

高階實(shí)驗(yàn)實(shí)踐（探究單一變量環(huán)境因素對(duì)植物長勢的影響）（根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論完成天臺(tái)綠化的改造）符合生產(chǎn)生活規(guī)律，輔助真實(shí)問題的解決跨學(xué)科實(shí)踐依據(jù)3：學(xué)習(xí)進(jìn)階教學(xué)目標(biāo)、重難點(diǎn)及方法21.教學(xué)重難點(diǎn)熟練運(yùn)用單一變量原則設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)。教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)突破方法：用多種方法、多種裝置啟發(fā)學(xué)生，整合多學(xué)科知識(shí)。運(yùn)用實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論，完成天臺(tái)綠化改造。突破方法：教師提供多種學(xué)習(xí)支架，運(yùn)用儀器檢驗(yàn)項(xiàng)目完成效果。2.教學(xué)目標(biāo)1.

設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)探究環(huán)境因素對(duì)植物長勢的影響，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與實(shí)施的科學(xué)思維及探究實(shí)踐素養(yǎng)。2.根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論指導(dǎo)校園天臺(tái)綠化改造，通過勘測、篩選、設(shè)計(jì)、栽種、監(jiān)測等開展跨學(xué)科實(shí)踐活動(dòng)，發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)，形成人與自然和諧共生的態(tài)度責(zé)任。教學(xué)內(nèi)容及過程31.教學(xué)流程展示2.教學(xué)過程展示活動(dòng)元1：實(shí)驗(yàn)探究改進(jìn)1：驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)探究實(shí)踐活動(dòng)元1：實(shí)驗(yàn)探究酸堿度溫度光照強(qiáng)度二氧化碳水分小組代表匯報(bào)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與結(jié)論探究不同環(huán)境因素對(duì)植物長勢的影響2.教學(xué)過程展示活動(dòng)元1：實(shí)驗(yàn)探究學(xué)生部分精彩片段展示2.教學(xué)過程展示活動(dòng)元1：實(shí)驗(yàn)探究教師創(chuàng)新→學(xué)生創(chuàng)新2.教學(xué)過程展示活動(dòng)元1：實(shí)驗(yàn)探究教師創(chuàng)新→學(xué)生創(chuàng)新一、方法創(chuàng)新:1、學(xué)生自主探究涂抹凡士林探究氣孔開閉對(duì)光合作用的影響刻畫錫箔紙制作光合作用繪畫作品2、跨學(xué)科探究巧妙運(yùn)用化學(xué)知識(shí)在垃圾袋上打出大小不同的孔洞控制光照強(qiáng)度2.教學(xué)過程展示活動(dòng)元1：實(shí)驗(yàn)探究教師創(chuàng)新→學(xué)生創(chuàng)新一、方法創(chuàng)新:1、學(xué)生自主探究2、跨學(xué)科探究二、設(shè)備創(chuàng)新1、自制光照箱并完成迭代

led燈帶控光2.教學(xué)過程展示活動(dòng)元1：實(shí)驗(yàn)探究教師創(chuàng)新→學(xué)生創(chuàng)新一、方法創(chuàng)新:1、學(xué)生自主探究2、跨學(xué)科探究二、設(shè)備創(chuàng)新1、自制光照箱并完成迭代三、儀器創(chuàng)新酸堿計(jì)、光照計(jì)、二氧化碳和氧氣傳感器等pH試紙測土壤浸出液酸堿度土壤酸堿計(jì)插入土壤中獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)光照計(jì):9檔光照強(qiáng)度梯度2.教學(xué)過程展示活動(dòng)元1：實(shí)驗(yàn)探究教師創(chuàng)新→學(xué)生創(chuàng)新一、方法創(chuàng)新:1、學(xué)生自主探究2、跨學(xué)科探究二、設(shè)備創(chuàng)新1、自制光照箱并完成迭代三、儀器創(chuàng)新酸堿計(jì)、光照計(jì)、二氧化碳和氧氣傳感器等直觀看見二氧化碳濃度變化直觀看見光照箱內(nèi)隨著光合作用的進(jìn)行，二氧化碳濃度降低，氧氣濃度升高。2.教學(xué)過程展示活動(dòng)元2：實(shí)踐探究改進(jìn)2：生物學(xué)學(xué)科融合活動(dòng)元2：實(shí)踐探索天臺(tái)環(huán)境勘測篩選適宜植物設(shè)計(jì)綠化方案監(jiān)測植物長勢交流分享心得活動(dòng)元1：實(shí)驗(yàn)探究指導(dǎo)完成天臺(tái)綠化改造實(shí)驗(yàn)結(jié)論：光照強(qiáng)度、土壤水含量、CO2濃度對(duì)光合作用影響最為顯著。2.教學(xué)過程展示測繪天臺(tái)的平面圖天臺(tái)環(huán)境勘測

激光測距儀方位手表立竿見影法多功能探測計(jì)（土壤pH、溫度、濕度，光照強(qiáng)度）活動(dòng)元2：實(shí)踐探究地理學(xué)知識(shí)影子指向與光源相反,太陽上升在東,則影子在西化學(xué)知識(shí)

改良偏酸性的土壤數(shù)學(xué)知識(shí)（計(jì)算坡度）引入小氣候站獲得風(fēng)速、大氣濕度、溫度等信息（地理學(xué)知識(shí)）可栽種面積約為40-50平米；有斜坡。西北面光照較弱，東南面光照較強(qiáng)。水分充足、風(fēng)速適中，溫度適宜、土壤偏酸性。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論和勘測結(jié)果對(duì)植物進(jìn)行分區(qū)種植。2.教學(xué)過程展示活動(dòng)元2：實(shí)踐探究結(jié)合園林園藝知識(shí)和美學(xué)感知（美術(shù)知識(shí)）進(jìn)行方案設(shè)計(jì)2.教學(xué)過程展示活動(dòng)元2：實(shí)踐探究如何快速監(jiān)測和預(yù)測植物長勢？實(shí)驗(yàn)儀器更先進(jìn)便攜式光合作用測量儀優(yōu)點(diǎn)：1、不用暗處理，節(jié)省時(shí)間；2、變靜為動(dòng)，直觀看到光合作用過程；3、實(shí)驗(yàn)對(duì)象豐富，直觀比較多種植物（喬、灌、草）的光合能力。4、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容豐富，10min內(nèi)可同時(shí)得到植物的光合速率、蒸騰速率、葉綠素?zé)晒鈪?shù)、氣孔導(dǎo)度、大氣CO2濃度、光合有效輻射等。5、初高銜接，測得光合作用和二氧化碳飽和點(diǎn)。引入新設(shè)備：便攜式光合儀2.教學(xué)過程展示活動(dòng)元2：實(shí)踐探究學(xué)生使用精彩片段2.教學(xué)過程展示活動(dòng)元2：實(shí)踐探究學(xué)生自主測得不同植物的光合參數(shù)植物的蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度會(huì)影響植物的光合速率。細(xì)葉芒可能不太適合種植在天臺(tái)花園中。入侵能力極強(qiáng)的雜草2.教學(xué)過程展示活動(dòng)元2：實(shí)踐探究對(duì)天臺(tái)花園的栽種方案需不斷調(diào)整實(shí)驗(yàn)可以更好的輔助實(shí)踐

多功能探測儀小氣象站

led燈帶控光自制光照箱二氧化碳傳感器便攜式光合作用儀3.教學(xué)成果展示活動(dòng)元2：實(shí)踐探究實(shí)驗(yàn)反思評(píng)價(jià)4教學(xué)亮點(diǎn)（一）跨學(xué)科實(shí)踐：基于真實(shí)情景，運(yùn)用多學(xué)