新课标背景下：初中生物学跨学科主题学习课程设计与教学实施

新课标背景下：初中生物学跨学科主题学习课程设计与教学实施《义务教育课程方案（2022年版）》（以下简称新课程方案）本着“加强课程综合，注重关联”的课程设计原则，明确提出要“统筹设计综合课程和跨学科主题学习”“开展跨学科主题教学，强化课程协同育人功能”［1］。在各科课程标准中“设立跨学科主题学习活动，加强学科间相互关联，带动课程综合化实施，强化实践性要求”。跨学科主题学习是从解决本学科问题出发，立足学生的实际情况，围绕一个主题，实施2门及以上学科交叉渗透综合化设计、实施和评价，通过跨学科学习打破学科间的壁垒，促进学习内容综合化和学习方式综合化，提升学生在真实情境中综合运用知识解决问题的能力。一、明确新课程方案和新课程标准的要求1.新课程方案要求“方案”通过一体化课程设计，将跨学科主题学习纳入学科课程，进而推进综合化学习。强调跨学科主题学习与生产劳动、社会实践的结合，加强知行合一、学思结合，倡导“做中学”“用中学”“创中学”；强调以学习任务为载体，整合学习内容、情境、方法和资源等要素设计学习任务的理念；强调学科课程的关联性、综合性、层次性，实践性，实现学校课程的协同育人。加强课程内容与学生经验、社会生活的联系，加强学科内知识整合，统筹设计综合课程和跨学科主题学习，并指出各学科执行跨学科学习内容不少于10%的课时［1］。积极探索基于学科的课程综合化教学，开展研究型、项目化、合作式学习［2］。

2.新课程标准要求《义务教育生物学课程标准（2022年版）》（以下简称新课标）设置“生物学与社会•跨学科实践”学习主题，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［3］。同时，新课标规定了具体跨学科的内容要求和学业要求，要求将不同学科的知识、技能、思维方式结合在一起进行研究和实践。以解决生物学问题为出发点，融合相关学科的知识、方法和思维体系，加强学科间相互关联，带动课程综合化实施。通过跨学科实践带动学科纵横向联系［4］，引导学生综合运用生物学、化学、物理、地理、数学等学科的相关知识和方法，尝试分析和解决实际问题，促进对生物学相关概念的理解。二、理解跨学科主题学习的意义1.强化系统思维，促进深度学习跨学科学习打破学科的束缚，可以有效地弥合分科教学造成的人为知识壁垒，促进学科之间融合，让学生接触到更多领域的知识，使学生能够以更全面和整体的视角理解与掌握学习内容，整体把握主题活动与学科知识之间的关系。通过跨学科活动，学生可以了解不同领域知识之间的关系和联系，促进对知识的深度理解，形成更全面、立体的知识体系，有助于强化学生在具有难度和挑战的、与学科知识应用相关的问题上的探究能力，并整合相应的观点和思维，提出可行的解决方案，促进深度学习。2.激发主体意识，带动综合化学习打破学科壁垒，综合相关学科知识，注重学习活动的综合化设计，通过驱动性任务，解决实际问题。跨学科主题学习具有学习内容和学习方式综合性、学习方法的自主选择，以及学习成果的显性表达等特征。基于真实情境的真问题，强化学生的主体意识，引发学生的学习兴趣，有效链接学生的经验，激发与引导学生积极地参与到学习中，真切地感受到学习的价值与意义，实现综合学习素养的发展。3.注重探究实践，促进创新发展跨学科学习打破学科之间的界限，从多个角度思考问题，综合运用各种方式思考问题，帮助学生更全面地理解和应用知识，促进了新的解决问题方法的产生。跨学科主题学习模式，为学生创造了质疑和审视不同学科的理论和观点的环境，运用项目式学习、探究式学习、合作学习等方式强化探究实践，加强信息收集、专题调查、实验设计、实验操作、数据分析和归纳总结等项目训练，满足不同个体多样化的发展需要，提升学生创造力和创新思维能力。4.促进育人方式变革，落实核心素养跨学科主题学习注重在学科知识与学生生活之间建立关联，以重要概念为核心，从解决实际问题出发，综合运用相关学科知识进行分析、整合和重组，形成具有明确主题、目标、任务、情境、活动、评价等要素的一个结构化的课题，有助于改变学生的学习方式，提高解决问题的能力。在跨学科活动中强化学科贯通，促进不同学科的互相交叉和整合、不同思维模式的互相渗透和交融，助力学生对知识的整体性认识，促进对知识的理解与应用，使学生在实践过程中体验知识的价值，有效落实核心素养。三、跨学科主题学习原则1.促进对知识的深度理解跨学科学习聚焦学科学习的某重点或难点，整合不同学科的知识和方法，以解决复杂问题或开展综合性研究的学习过程，它强调学科之间的互动与融合，将不同学科的概念、理论和方法相结合，形成新的认知模式和思维方式。着重关注需要解决的核心问题，以某个概念或核心议题为中心，主动关联其他学科中与解决该问题的相关内容，强化内容综合和方法综合，实施多视角分析问题，促进学生对知识的深度理解。2.提供有效的问题解决方案跨学科学习的特点在于它强调学科之间的关联性和交叉性，拓宽分析问题的渠道，运用系统思维、逻辑推理和创造性思维等思维方法。在日常生活和学习中，我们经常会遇到各种各样的问题，需要整合不同学科的思想方法，从多个角度、多个层面去分析问题，找出问题的内在联系和本质，提升多角度思考、多层次分析和多种方法尝试的能力，帮助学生更好地整合和应用不同学科的知识和方法，找到更全面和有效的解决问题的方案，提升跨学科能力。3.关注学生真实的发展需要跨学科主题学习注重以“学生为本”的思想，应体现学生自主选择学习内容，自主确定学习目标，自我调控学习过程,自主评价学习结果，在解决问题过程中为学生留出更多空间。注重让学生感受到自主学习介入发挥力量的真实价值，培养学生的问题意识和问题解决能力，激发学生的内生动力，培养学生的自主学习能力，促进由接受型学习向探究型学习转变，促使其更有效地学习和成长。四、如何开展跨学科主题学习除新课标中建议的跨学科学习内容外，生物学还可以进行以下领域的跨学科学习活动。1.生物学与地理学科跨界生物与地理联系密切，通过生物学+地理的实践活动，将地理学科的自然环境与生物学科的生态系统相结合，引导学生了解不同地理环境下的生物分布规律和生态系统互动关系，提高学生的空间想象力和综合分析能力，有效实施生态环境教育，促进学生生态、环境、资源意识和可持续发展的思想。可以采取形式多样的跨界活动，例如，地理环境对藏羚羊数量和分布的影响；地理环境与生物多样性保护；动植物种类分布与海拔维度的关系；气候环境对生态系统稳定性的影响；植被与环境的关系等等。2.生物学与食品安全跨界随着社会的发展，全球性食品贸易的开展，以及全球变暖等因素给食品安全带来了新的挑战，食品安全问题日益受到关注。生物学与食品安全和人类生命健康密切，对食品安全问题的研究与食品保障起到重要作用。通过探究不同营养成分对人体的影响、食品添加剂的安全性、果蔬保鲜技术、食品与微生物、粮食的基因改良、食品毒理学评估、食品营养学等生物学与食品安全领域的研究，加强食品安全教育，提高公众的食品安全意识和自我保护能力，促进社会对于食品安全问题的重视程度。3.生物学与环境科学跨界保护环境,减轻环境污染,遏制生态恶化趋势,成为政府社会管理的重要任务，是促进经济、社会与环境协调发展和实施可持续发展的重要举措。环境保护是生物学与地理学、化学等学科交叉的领域。通过研究污染物对环境的影响、环保技术的发展、生态系统保护与修复、生物的适应与演化、人类活动对环境的影响等课题，了解生物对环境的概念性，提升学生环境保护的生态观，并揭示生物学与环境的相互作用关系。五、跨学科主题学习策略1.跨学科活动任务化学习活动任务化，探索任务型、项目化、主题式和问题解决等综合教学方式，充分体现以学生发展为本的教育理念。根据学生的水平设计出不同的任务化活动，突出了以学生为主体的地位，最大限度地调动和发挥学生的内在潜力。学习活动任务化要求在规定学习时间内完成某种设定主题要求，如作品、作业、方案、设计、项目、模型等，让跨学科主题学习“学什么”“怎么学”的问题能够坐实，强调“学习内容综合，学习方式综合”，使教学过程既有明确的目标，又有具体内容，便于操作。2.强化内容综合和方式综合开展跨学科主题活动，运用不同的学科知识，打通学生经验、社会生活、学科之间的联系，为“做中学，用中学，创中学”的课程理念的落实创造条件，进而促进学生整体世界观的发展。因此，应根据不同学科性质，努力做到内容综合和方式综合，重构跨学科知识和技能结构，基于问题解决的需要，整合运用多种思想方法、突破学科壁垒，形成综合活动方案；根据问题解决和探究学习过程的需要，结合任务类型，选择教学方法，引导学生自主、合作、探究学习，实现“做中学、用中学、创中学”，促进深度学习。3.设计驱动性学习问题驱动性学习问题是一个能够连接学习目标和项目过程的问题，能激发学生探究欲望，启发思维，寻求解决问题的方法，以问题驱动学习，将学习置于问题之中，最终形成解决该问题的方案。驱动性学习问题是以学生实际为基础，以学习主题为引领，以综合实践活动为主线，整合相关学习内容、情境、方法和资源等要素，能够引起并维持学习者持久探究行为的问题。一个好的学习问题能够引起学生对探究主题的好奇心，使任务更加具有挑战性，让跨学科主题学习“学什么”“怎么学”的问题能够进一步落实。

4.做好跨学科活动学习小结

学习小结是学生跨学科知识结构化的重要环节和路径，帮助学生理顺跨学科活动的知识结构，突出重点，突破难点，提升后续跨学科学习的有效性。教师应根据跨学科学习任务的具体要求，进行归纳和总结，为学生提供学习小结的支架，比如，从主题内容与形式、思想方法、学习体验、解决问题、价值观念、综合素质等方面，可以采用书面或口头小结，个人小结或小组小结等形式，帮助学生学会小结反思，不断提升学生跨学科主题学习的能力和水平。六、跨学科主题活动的设计与实施（一）跨学科主题活动设计新课标背景下的跨学科主题学习是基于学生的基础、兴趣等学情，围绕具有真实性、探究性和实践性的研究问题，以某一学科内容为基础，运用并整合其他学科的相关知识、方法等，开展综合学习的一种方式。其基本程序见图1。

图1跨学科主题学习程序1.选择学习主题学习主题是跨学科得以实现的枢纽，要遵循素养导向，将学科素养中的具体表现作为主题学习活动设计的关键概念，在学科核心素养的视域下探索学科核心概念，从知识、技能、思想、方法出发确定本学科的核心概念或议题，以两者为靶心主动链接其他学科中相近的内容，促进学生对大概念的综合性理解。2.设计活动方案明确各自需要研究的任务主题、活动目标，制定活动具体流程与课时安排。通过查阅材料、概括归纳、专题研讨、交流总结、实地考察、调查访问等活动方式，将自主学习、合作学习和探究学习结合起来设计研究过程。

3.明确驱动问题跨学科活动往往来源于一个真实的、可研究的驱动性问题，调动学生日常学到的知识，集合各个学科的力量解决这个实际问题。在跨学科问题下明确学习活动具体任务，并在问题驱动下确立活动路径，为学生探究学习活动指导方向。教师应根据学科知识逻辑与学习逻辑来厘清任务的核心，保证跨学科主题学习内容与形式的一致性与统一性。通过梳理知识脉络，把握主题线索，以问题形式明确学习任务，确立主题学习目标，将静态的知识转换成动态的学习过程。4.强化综合实践跨学科活动应坚持综合性、实践性、多样性、探究性和可操作性原则，突出培养学生的综合能力。在跨学科主题下统整学习内容，既立足于本学科的内容，又跨出本学科，实现内容与方式的综合性。将多学科知识置于问题中，加强各知识之间的互动，基于问题解决，寻找不同学科知识结构之间的结合点，将分散的各学科知识按跨学科的问题逻辑结构化。5.实施多元评价跨学科主题学习活动以学生的探究体验，以及素养发展为宗旨，关注目标的生成性以及学习效果的差异性。要遵循学习活动的目标导向，构建适切的评价模式。评价模式表现在评价主体多维化、方式整合化、方法多样化、角度多元化四个方面，有效避免教学效果的同质化，尊重学生的个性化发展。6.合作交流分享以小组为单位，明确需要研究的任务主题、活动目标、评价目标。通过查阅材料、概括归纳、专题研讨、交流总结、实地考察、调查访问等活动方式，将自主学习、合作学习和探究学习结合起来。各小组以产品、模型、方案、研究报告、专题研讨等多种形式展示研究成果。教师可以引导各小组之间开展自评或互评，从多角度观察学生学习过程的表现，衡量学习成果的专业性、创意性。（二）跨学科主题活动实施跨学科主题学习应当是有意义的、真实的、具有挑战性的，并与本学科知识应用相关，它注重实践性，要求学生围绕一个主题，运用跨学科知识对其进行深入探究。实施中应按照新课标规定的要求，加强学科间的关联，在问题解决过程中提升学生的决策力和创新力。

1.明确学业要求（1）根据观察到的生物学现象或与生物学相关的现实需求，提出需要解决的生物学或跨学科实践问题；（2）根据研究问题和活动目标，结合相关的科学知识，创造性地利用简易器材，设计可行的研究方案。2.参照教学提示（1）指导学生设计实践活动方案，在合作交流的基础上完善活动方案，引导学生创造性地利用简易材料解决问题；（2）引导学生在实践活动的实施过程中，寻求恰当、可利用的物质资源和必要的技术指导，加强小组成员之间的合作。（3）指导学生形成物化成果，对学生的跨学科学习成果进行多元评价。

3.设计活动课题（以可调节眼球感光模型制作为例）（1）设计实践问题

根据学业要求，设计跨学科实践课题，例如可调节眼球感光模型制作与近视成因分析。（2）制定研究方案

通过设计模型眼球感光模型，将物理、技术、工程、数学相关知识融入其中，让学生在活动获取知识与能力。将分散的知识按跨学科任务结构化（逻辑），通过系列化的问题有机串联起各学科知识，使相关学科知识整合一个课题（项目），围绕模型建构（问题）组织教学。4.活动目标设计依据教学目标设计应遵循基于核心素养的课程目标要求，明确学习行为的主体，阐明学业质量标准，选择可策略、可评价的行为动词，明确目标的可衡量性、可达性和时限性等要点。设计依据见图2。图2活动目标设计依据5.制定活动目标（以可调节眼球感光模型制作为例）活动目标是在组织或参与活动时，所希望实现的具体目标和预期结果。一个明确的活动目标可以帮助我们更好地规划和组织活动，提高活动的有效性和效率。（1）通过操作可调节眼球模型，认识眼球的结构与功能关系，在分析近视与远视成因，及矫正过程中养成爱眼护眼健康生活习惯；（2）设计合理、整体效果好、比例恰当、选材合理，能较好的利用材料及工艺；（3）运用多学科思想、方法、技术，解决生物学问题，养成跨学科思维意识。6.组织活动内容（以可调节眼球感光模型制作为例）根据研究方案，设计以下活动。（1）理解眼球的成像原理眼球成像的原理与照相机类似。角膜和晶状体相当于照相机的镜头，而视网膜就相当于照相机的底片（见图3）。在正常情况下，外界的光线经过角膜、晶状体这些屈光介质以后，会形成物像在视网膜上，视网膜表面存在感光细胞，会把这些信号通过视觉传导通路传到视觉中枢，反馈到视网膜表面以后，就会形成清晰的物像，这样人的眼睛就能看到东西了。图3眼球成像的原理（2）眼球的结构与近视远视分析眼球前后径距离过长，或者由于晶状体调节作用减弱，看近处物体时晶状体不能变厚，平行光线进入眼内不能聚焦在视网膜上，而聚焦于视网膜前，导致视网膜不能形成清晰的物像，称为近视眼，需要通过凹透镜才能看清物像。眼球前后径变短或晶状体弹性下降，导致聚焦点不能准确落在视网膜上，落在视网膜