跨学科理念下混合式教学探索

2018年，教育部发布了《教育信息化2.0行动计划》，明确提出要加快教育现代化和教育强国建设。步入教育信息化2.0时代后，国家倡导采用综合性教学方式落实学生学科核心素养。2022年4月，教育部发布了《义务教育课程方案（2022年版）》。该方案提出了“加强课程综合，注重关联”“变革育人方式，突出实践”的两条基本原则。为了高效开展核心素养导向下的综合学习活动，变革育人方式，该方案要求各门课程原则上要用不少于10％的课时设计跨学科主题学习[1]。《义务教育生物学课程标准（2022年版）》增设“生物学与社会·跨学科实践”学习主题[2]。对于“互联网应用与创新”主题教学，《义务教育信息科技课程标准（2022年版）》倡导教师以跨学科方式开展[3]。教师引导学生跨学科主题学习，要让他们深入探究体验，将课堂学习与实验、户外考察、设计制作等实践联系起来，突破时空限制[4]。为了落实上述文件要求，教师尝试开展跨学科理念下混合式教学，让学生采集种子、制作种子信息二维码，参与“智慧农业基地种子库建设”系列活动，并录制视频上传自媒体平台进行展示和推广，践行实践育人的理念，培养他们的创新精神和实践能力，提升数字化学习和创新素养。一、跨学科理念下混合式教学设计优幕互动学习平台（UMU平台）是支撑教师个性化教和学生个性化学的有效载体。教师可以利用该平台建设课程资源，了解学情。学生可以利用平台资源，自主学习，分组讨论，展示成果。教师指导学生在跨学科理念下开展主题为“智慧农业基地种子库建设”的项目式学习活动，教学流程如图1所示。（一）整体设计思路教师借助UMU平台开展学情调查时发现，部分学生对种子库和粮食安全等存在错误认识。教师设置多样的教学活动，引导学生理解和认同“保障粮食安全要加强种质资源的保护，建设濒危种子库是保护生物多样性的重要措施”。学生以“建设智慧农业基地种子库”为核心任务，以项目式学习的方式开展跨学科实践，参与线上和线下系列活动，在活动中学习生物学和信息技术知识与技能。教师引导学生应用多学科知识解决遇到的问题，解答学生建设种子库过程中的困惑，增强学生的粮食安全意识，引导学生自觉地加入保护生物多样性的队伍中，做生态文明的建设者。（二）教学具体环节解析1.借助智能平台前测，了解学生基本情况教师借助UMU平台调查发现：大多数学生没有听说过或参观过种子库；部分学生不知道建立濒危植物种子库是保护生物多样性的重要措施。对种子储存的适宜条件为“温度0—5℃，湿度25%—65%”，只有15.4％的学生选对答案；9.6％的学生不会使用视频剪辑软件，23.1％的学生不能熟练使用视频剪辑软件。教师据此确定教学重点，即教授学生视频剪辑技能，以及粮食储存条件等知识。2.线上双师融合教学，探讨种子库的建设教师借助“腾讯会议”平台，组织学生探讨如何在校内开展“智慧农业基地种子库建设”活动。生物学教师向学生介绍瓦维洛夫种子库、斯瓦尔巴全球种子库、国家作物种质库、中国西南野生生物种质资源。目前，全球已建成种子（质）库约1750座，共收集保存了740多万份种质资源，其中包括大量的珍稀濒危植物、地区特有植物、重要经济植物、重要农作物、野生近缘种种子[5]。建设种子（质）库减缓了植物灭绝的脚步，为人类未来的可持续发展赢得了机会。教师让学生区分种质库和种子库，并讨论以下问题：①斯瓦尔巴全球种子库被称为“末日种子库”，种子库为何被称为保存种子的诺亚方舟？②结合视频内容分析：我国建立种质库有何重大意义？③储存种子的适宜条件是什么？为什么需要这样的条件？④学校“智慧农业基地”要建立种子库，你愿意参与吗？⑤如何利用信息技术获取种子相关信息，并自主生成和共享有价值的种子信息？接着，教师带领学生讨论种子库的建设方案。师生讨论后决定将活动分为3个环节：户外亲自采集种子、制作种子“电子身份证”、建设学校基地种子库。信息科技教师向学生介绍“识花君”等App的使用方法，以及如何利用“剪映”等软件剪辑视频。此外，信息科技教师将相关资源上传至UMU平台，供学生自主学习。3.采集种子，尝试制作智能种子学生利用“识花君”等App，识别公园内1—3种植物，并了解其主要特点，将这些信息记录在活动记录表上。学生使用剪刀等工具采集植物种子，回家后将种子进行晾晒，晒干后装入种子瓶，放在通风阴凉处保存。学生使用手机拍照或录视频，记录种子采集过程，使用“剪映”等软件剪辑视频，为制作种子电子信息做准备。学生利用UMU平台展示采集种子活动的照片，并在讨论空间提出疑问，寻求解决办法。4.课堂完善活动成果，完成种子库的建设信息科技教师在课堂上首先展示学生上传的优秀视频，让学生分组讨论优秀视频应具备哪些要素，然后讲解加字幕、转场等优化视频的方法，引导各组学生完成小组视频的加工与美化工作，最后介绍如何利用微信平台将视频生成二维码，制作种子的“电子身份证”，包括学生采集种子活动的过程、种子的主要特征等信息。学生打印二维码并将其贴在种子瓶上。全班学生共收集到40种种子，他们按照功能将种子分为：蔬菜、果实和园林植物三类并分区放置。其中蔬菜区有玉米、黄豆、南瓜等8种种子，果实区有木瓜、西瓜、香瓜等6种种子，园林植物区有银合欢、洋金凤等26种种子。学生进入天台智慧农业基地成果汇展室，分区放置种子瓶。5.展示分享活动成果，评估学生学习效果为了更好地宣传和分享本次活动成果，学生对种子库进行美化和布置后，对全校师生开放种子库。参观者可以扫描种子瓶上的二维码了解该种子相关信息。为宣传粮食安全的重要意义，学生以《中国的粮食安全》白皮书为主题设计了海报，并在展览室循环播放纪录片《端牢中国饭碗》。学生在学校门口张贴种子库的海报，利用学校微信公众号、家长群等平台宣传本次活动，让更多人认识保护粮食安全的意义。学生拍摄学校种子库宣传短视频，在互联网平台发布。为表彰优异的学生，教师组织评选“天台智慧农业种子创造之星”，并颁发奖状给予奖励。二、跨学科理念下混合式教学案例分析（一）结合学科特点优化教学目标生物学和信息科技虽属不同领域，但在学科育人方面有共同之处，两门课程都倡导实践育人，培养学生解决问题的能力。在发展学生学科核心素养方面，生物学教师要提升学生“解决真实情境中的问题或完成实践项目的能力与品格”，即提升学生探究实践素养；信息科技教师要提升学生数字化学习和创新素养，即使其在日常学习与生活中，具有创新创造活力，能够积极主动运用信息科技高效地解决问题，并进行创新活动。例如，在智慧农业基地种子库建设活动中，教师让学生采集种子，观察植物的花和果实，理解生物的多样性，思考植物开花和结果的生命过程。学生在采集种子过程中认识种子的结构和功能，认同生物体的结构与功能相适应。教师借助UMU平台创建课程资源，让学生通过该平台自主学习视频剪辑技术，制作种子“电子身份证”。这些活动有效地提高了学生的数字化学习与创新素养。（二）数字化学习平台有效支撑线上学习学生利用课余时间自主实践。为引导学生高效学习与探究，教师利用UMU平台开发一系列数字化课程，如视频剪辑系列课程、采集种子微课，为学生自主学习提供支架。学生积极参与采集种子的活动，并就活动中遇到的问题在“小组讨论空间”进行探讨，如第一小组讨论使用“识花君”App的局限性，建议小组成员尝试用多款App识别植物，确保准确性。平台的应用提高了学习共同体沟通的质和量。同时，平台有效支撑学生线上学习，帮助学生养成了自主学习的好习惯。（三）结合社会议题开展粮食安全教育2020年10月，教育部发布《大中小学国家安全教育指导纲要》，指出“为贯彻落实总体国家安全观，我国大中小学系统、规范、科学地开展国家安全教育”。其中粮食安全是国家安全教育的重要内容之一。种子是基因资源的载体，是植物生命繁衍的基础，也是人类生存的基本粮食保障。种子库事关粮食安全，建立种子库是保护粮食安全的重要措施。2021年5月22日，杂交水稻之父袁隆平去世，世人深切缅怀。2022年5月，乌克兰哈尔科夫种子库（国家基因库）被炸，导致约16万份植物种子样本被毁，此消息引发了热议。联合国粮食及农业组织发布的《2022年全球粮食危机报告》指出，受东欧战事影响全球面临粮食危机。教师结合3个社会议题开展粮食安全教育。首先，介绍袁隆平先生在野生稻群体中发现的细胞质雄性不育基因资源，实现了杂交水稻大规模制种。高产杂交水稻的广泛种植保障了我国的粮食安全。接着，介绍20世纪70年代，柬埔寨因战争导致当地曾普遍种植的水稻品种濒临灭绝，使该国战后的粮食安全面临巨大挑战。在困境之中，国际水稻研究所将一整套水稻品种资源种返回了柬埔寨，使水稻生产得以恢复。教师如此教学，让粮食安全教育自然地走进学生内心。（四）实践活动彰显生物学科特点生物学是自然科学中的一门基础学科，是研究生命现象和生命活动规律的科学。学生科学探究是学习生物学的重要方式，而跨学科实践是开阔视野、增强本领的重要途径，探究实践是创新的必经之路[6]。基于此，教师设计采集种子活动，让学生走进大自然，领略深圳秋天的魅力，并在活动中探究植物开花结果的奥秘，感受和体会生物多样性，培养研究生物的兴趣，构建生物的结构与功能相适应的生命观念。（五）成果呈现契合当代学生特点如今的初中生都是出生于2000年之后的“千禧一代”，他们与互联网一同蓬勃发展，生活学习处处离不开数字技术。《2018年全国未成年人互联网使用情况研究报告》指出：初中生使用移动短视频社交平台已非常普遍。《成长的百科全书——短视频社交与青少年教育研究报告》显示，短视频可经由多元、便捷的渠道，将知识浸润到学生的生活中，实现寓教于乐。教师让学生以拍摄和制作短视频的方式，制作种子“电子身份证”，并将种子瓶放到学校种子库展示，对学生来说是展示个性并发挥特长的一次好机会。此外，学生制作的短视频发布在短视频平台，成为独特的学习资源。三、跨学科理念下混合式教学思考（一）探究实践强化综合育人功能2022年4月颁布的《义务教育课程方案（2022年版）》强调“加强课程综合，不仅强化学科内知识整合，还强调发挥课程协同育人功能，加强课程内容与学生经验、社会生活的联系，培养学生在真实情境中综合运用知识解决问题的能力”[7]。教师组织跨学科主题学习活动，应让学生深入探究实践。在此案例中，教师破除学科间的隔阂，将课堂教学与现实生活联系起来，让学生综合应用生物学和信息科技知识解决一系列真实问题，如怎样辨认植物种子，怎样判断种子是否成熟，如何从果实中取出种子……让学生从机械型学习转向有意义的学习。学生在解决问题中切实提升了综合素养，培育了创新精神和实践能力。（二）跨学科学习选题要因地制宜教师选择跨学科学习主题需要考虑诸多因素，要因地制宜，要注重课程内容与学生经验、社会生活的关联性，要设计真实问题情境，让学生跨学科学习认识生物学与社会的关系，以此强化课程协同育人功能。“智慧农业基地种子库建设”活动是笔者所在学校校园文化建设的一部分，学生参与该项目活动需要综合应用生物学和信息科技等知识，这个主题非常适宜中学生跨学科学习。（三）线上线下相结合优化实践教学在数字时代背景下，信息素养逐渐成为现代社会人类生存发展的必要能力[8]，同时也是学习型社会人们学会终身学习的综合素质[9]。《义务教育生物学课程标准（2022年版）》建议教师“探索线上线下相结合的教学方式，为学生提供学习内容、学习目标等数字化资源，改进师生互动的方式，促进学生的自主学习”[10]。数字时代，对于有些探究实践，学生仍必须在真实情境下亲力亲为，但不应拒绝合理的技术辅助。当然