跨學(xué)科校本課程的開(kāi)發(fā)與教學(xué)實(shí)踐

章 磊

(重慶市巴川中學(xué)校 重慶 402560)

跨學(xué)科學(xué)習(xí)的基本理念是由英國(guó)科學(xué)家漢佛萊(Humphreys)在1981年首先提出，他認(rèn)為學(xué)生在探索生活時(shí)不只是運(yùn)用單學(xué)科知識(shí)去解決問(wèn)題，而是調(diào)動(dòng)多學(xué)科知識(shí)，如數(shù)學(xué)、音樂(lè)、美術(shù)、人文科學(xué)、自然科學(xué)和社會(huì)科學(xué)等[1]。1989年，美國(guó)學(xué)者舒梅克(Shoemaker)也提出跨學(xué)科教學(xué)概念，他主張教學(xué)要打破學(xué)科壁壘，教師要運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)建立有意義的聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行跨學(xué)科學(xué)習(xí)。美國(guó)于1986年提出STEM學(xué)習(xí)理論，運(yùn)用科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)這4門(mén)學(xué)科的相關(guān)能力及知識(shí)，形成探究真實(shí)世界的不同側(cè)面的綜合能力?？鐚W(xué)科理論逐漸被各個(gè)國(guó)家所認(rèn)同，是21世紀(jì)培養(yǎng)創(chuàng)新人才的有效解決方案之一。

1 “一片葉子的傳奇”校本課程的主題設(shè)計(jì)

我校跨學(xué)科校本課程“一片葉子的傳奇”的開(kāi)發(fā)共有4個(gè)主題：“一葉障目”“一葉知秋”“紅葉題詩(shī)”和“葉落歸根”，每個(gè)主題安排2～3課時(shí)，采用PBL學(xué)習(xí)模式，引導(dǎo)學(xué)生回歸自然，探索與發(fā)現(xiàn)。

1.1 “一葉障目” 本主題實(shí)施2課時(shí)教學(xué)，是以成語(yǔ)“一葉障目”為引，跨生物學(xué)、語(yǔ)文、數(shù)學(xué)、物理和美術(shù)等相關(guān)學(xué)科知識(shí)。培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、實(shí)驗(yàn)探究能力，提升學(xué)生網(wǎng)絡(luò)信息搜索能力，激發(fā)學(xué)生熱愛(ài)自然，發(fā)現(xiàn)美、欣賞美的情感態(tài)度。

1.1.1 第1課——激趣 ①猜成語(yǔ)： 教師用葉子遮住眼睛，引導(dǎo)學(xué)生猜出成語(yǔ)“一葉障目”，引出今天的學(xué)習(xí)主題。此環(huán)節(jié)旨在將語(yǔ)文知識(shí)與生物學(xué)知識(shí)相融合，引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；②辨葉形： 學(xué)生觀察教師分發(fā)的樹(shù)葉，描述樹(shù)葉的形狀，教師根據(jù)學(xué)生的描述適時(shí)糾正，最后補(bǔ)充說(shuō)明樹(shù)葉的形狀有心形、扇形、掌形和卵形等。此環(huán)節(jié)是以生物學(xué)知識(shí)為主，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)自然的觀察能力；③摸葉脈： 學(xué)生選取一片葉子，觸摸葉子的正面和背面，說(shuō)出自己的感覺(jué)，學(xué)生通過(guò)觸摸可感覺(jué)到葉脈的存在。此環(huán)節(jié)是體驗(yàn)式教學(xué)，學(xué)生在活動(dòng)中會(huì)收獲到植物學(xué)知識(shí)；④拓印畫(huà)： 學(xué)生先以獲得的葉子形狀構(gòu)思一幅畫(huà)，思考其寓意，形成文字表達(dá)，再以葉為形，拓印成畫(huà)。此環(huán)節(jié)意在將美術(shù)與生物學(xué)融合，培養(yǎng)學(xué)生繪畫(huà)和表達(dá)能力；⑤秀畫(huà)作： 每組學(xué)生安排1～2名學(xué)生闡述畫(huà)作的寓意，培養(yǎng)學(xué)生流暢表達(dá)能力。

最后，教師安排學(xué)生在周末以小組為單位預(yù)先去研究“樹(shù)葉落下哪面朝上？為什么？”

1.1.2 第2課——匯報(bào)+實(shí)驗(yàn) ①小組匯報(bào)： 以小組為單位匯報(bào)上節(jié)課布置的研究任務(wù)：“樹(shù)葉落下哪面朝上？為什么？”學(xué)生在匯報(bào)中先定義朝向陽(yáng)光一面為正面，另一面為背面。學(xué)生查找資料后得知柵欄組織靠近葉子正面，該組織內(nèi)細(xì)胞排布整齊且精密，充滿葉綠體，充分吸收陽(yáng)光后產(chǎn)生的有機(jī)物多于背面。因此，葉子正面比背面要重。學(xué)生借用物理學(xué)上重力知識(shí)分析得出，樹(shù)葉飄落時(shí)較重的一面會(huì)朝下，得出結(jié)論是： 樹(shù)葉飄落時(shí)葉子背面朝上。教師適時(shí)安排學(xué)生質(zhì)疑，有學(xué)生提出：“樹(shù)葉飄落過(guò)程中，會(huì)受到風(fēng)力影響，一定是背面朝上嗎？”也有學(xué)生質(zhì)疑：“依據(jù)數(shù)學(xué)概率知識(shí)，樹(shù)葉落下兩面朝上的概率是一樣的各占50%?！苯處煾鶕?jù)學(xué)生的質(zhì)疑引入第二環(huán)節(jié)，請(qǐng)用實(shí)驗(yàn)證明你的猜想。②飄葉實(shí)驗(yàn)： 此環(huán)節(jié)應(yīng)用人教版2011年課標(biāo)教材上探究實(shí)驗(yàn)的基本步驟，讓學(xué)生走出教室到校園中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

以其中一組探究實(shí)驗(yàn)為例闡述實(shí)驗(yàn)過(guò)程： ①提出問(wèn)題： 樹(shù)葉飄落哪面朝上？②作出假設(shè)： 根據(jù)葉子組織結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，葉子飄落正面朝下，背面朝上。③制定計(jì)劃： 選擇3種樹(shù)葉，編號(hào)ABC， A類(lèi)樹(shù)葉，葉片寬大，手感硬，葉型向正面彎曲較嚴(yán)重。B類(lèi)樹(shù)葉，葉片小而輕，手感較脆，葉型向正面彎曲，且整體彎曲嚴(yán)重。C類(lèi)落葉，葉片青翠而飽滿，葉型平整并向正面輕微彎曲。④實(shí)施計(jì)劃： 按照上述實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程認(rèn)知觀察，學(xué)生設(shè)計(jì)了3次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，如實(shí)記錄。⑤得出結(jié)論： 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果(表1、 2、 3)，取其平均數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析(表4)，得出樹(shù)葉落下時(shí)背面朝上的次數(shù)要多一些的結(jié)論。⑥表達(dá)交流： 學(xué)生就實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行討論，并對(duì)實(shí)驗(yàn)提出改進(jìn)意見(jiàn)。⑦教師對(duì)實(shí)驗(yàn)中學(xué)生的表現(xiàn)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，并布置撰寫(xiě)研究小論文的任務(wù)，結(jié)束新課。

表1 A類(lèi)樹(shù)葉實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表2 B類(lèi)樹(shù)葉實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表3 C類(lèi)樹(shù)葉實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表4 實(shí)驗(yàn)記錄表

1.2 “一葉知秋” 本主題安排3課時(shí)教學(xué)，是以“一葉知秋”為導(dǎo)引，教師將思維、寫(xiě)作、體驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)融為一體，讓學(xué)生走出教室、走進(jìn)校園；開(kāi)展看葉、撕葉、聞葉、思葉和寫(xiě)葉等活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力；通過(guò)小組合作樹(shù)立學(xué)生的合作意識(shí)，體會(huì)自然的魅力，形成熱愛(ài)生命的意識(shí)。

1.2.1 第1課——思維秋天 以猜成語(yǔ)“一葉知秋”作為導(dǎo)入，引導(dǎo)學(xué)生解釋成語(yǔ)、理解成語(yǔ)，學(xué)習(xí)思維導(dǎo)圖的含義、創(chuàng)立及應(yīng)用，學(xué)會(huì)設(shè)計(jì)和制作思維導(dǎo)圖，形成發(fā)散思維，培養(yǎng)創(chuàng)新能力： ①猜成語(yǔ)： 學(xué)生觀察圖片，猜出成語(yǔ)“一葉知秋”，解釋成語(yǔ)。本主題引導(dǎo)學(xué)生見(jiàn)微知著、深層次去探索細(xì)微的問(wèn)題，用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證其中的原理。②繪導(dǎo)圖： 教師展示思維導(dǎo)圖發(fā)明者、特點(diǎn)、應(yīng)用和作用等知識(shí)。此環(huán)節(jié)小組學(xué)生以“一葉知秋”為核心詞，內(nèi)容不受限制，科學(xué)、文學(xué)和風(fēng)俗等學(xué)科知識(shí)都可呈現(xiàn)在思維導(dǎo)圖中，要求美觀，稍后請(qǐng)學(xué)生介紹自己的作品。③秀導(dǎo)圖： 此環(huán)節(jié)盡量讓每組學(xué)生能夠上臺(tái)展示，提高學(xué)生的參與度，學(xué)生案例選示如下： 由“一葉知秋”聯(lián)想到秋天，秋天里有什么呢？有秋花、有秋思，一個(gè)人對(duì)秋天的懷念，也會(huì)是對(duì)親人、對(duì)家鄉(xiāng)的懷念，秋天是一個(gè)情感豐富的季節(jié)。同時(shí)，學(xué)生還聯(lián)想到秋景、秋詩(shī)及豐收，秋天也是一個(gè)豐收季節(jié)，這些內(nèi)容匯集起來(lái)就是小組學(xué)生對(duì)秋天的聯(lián)想。④創(chuàng)畫(huà)作： 教師對(duì)學(xué)生的精彩表現(xiàn)進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，學(xué)生對(duì)秋天的聯(lián)想比較精彩，思維上也體現(xiàn)出了發(fā)散性。課后每位學(xué)生要設(shè)計(jì)并完成自己的思維導(dǎo)圖，可用素描紙、水彩筆和水墨的進(jìn)行創(chuàng)作，期末結(jié)束上交一幅畫(huà)作。

1.2.2 第2課——走近秋天 ①美文欣賞： 請(qǐng)語(yǔ)文教師展示“濟(jì)南的冬天”一節(jié)對(duì)植物描寫(xiě)的片段，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)寫(xiě)作手法欣賞，引發(fā)思考范文的寫(xiě)作。②路徑設(shè)計(jì)： 學(xué)生設(shè)計(jì)校園觀察的路徑，思考以最短的時(shí)間達(dá)到最好的效果，為觀察和寫(xiě)作作好鋪墊。③走近秋天： 學(xué)生走進(jìn)校園，按照設(shè)計(jì)的路徑進(jìn)行看葉、撕葉、聞葉、思葉和寫(xiě)葉等活動(dòng)。④活動(dòng)分享： 學(xué)生回到教室，小組內(nèi)進(jìn)行觀察結(jié)果的分享交流，學(xué)習(xí)他人優(yōu)秀的觀察和記錄的方法。每組派1位代表對(duì)本組觀察結(jié)果進(jìn)行分享，如學(xué)生觀察發(fā)現(xiàn)蕨類(lèi)植物的背面有很多褐色的囊狀結(jié)構(gòu)。詢問(wèn)教師后，學(xué)生知道它們是孢子囊群，這片葉子產(chǎn)生了很多孢子。⑤課后寫(xiě)作： 教師首先作點(diǎn)評(píng)，然后布置課后寫(xiě)作任務(wù)，請(qǐng)學(xué)生根據(jù)今天的觀察及參考“濟(jì)南的冬天”范文寫(xiě)一篇主題為“巴川的秋天”的文章，字?jǐn)?shù)500字，文體不限。

1.2.3 第3課——提煉秋天 ①介紹葉綠素： 教師運(yùn)用視頻及圖片簡(jiǎn)介葉綠體是光合作用的場(chǎng)所，葉綠體中含有葉綠素的種類(lèi)及顏色，即葉綠素a(藍(lán)綠色)、葉綠素b(黃綠色)、葉黃素(黃色)和類(lèi)胡蘿卜素(橙黃色)。教師講解葉綠素易溶于無(wú)水乙醇等有機(jī)溶劑中，可用無(wú)水乙醇來(lái)提取葉綠素，不同的葉綠體色素隨層析液在濾紙上擴(kuò)散速度不同，可形成條帶。②提取葉綠素： 此處實(shí)驗(yàn)參考高中生物學(xué)必修1第5章實(shí)驗(yàn)“綠葉中葉綠素的提取和分離”一節(jié)的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)器材和實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。目的改為提取蠟梅鮮葉和落葉中的葉綠素，實(shí)驗(yàn)小組可分為鮮葉提取組和落葉提取組。③表達(dá)和交流： 通過(guò)上述提取鮮葉和落葉葉綠素實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，學(xué)生就實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行討論和交流，最終得出秋天葉子中葉綠素a、 b分解，類(lèi)胡蘿卜素和葉黃素占了上風(fēng)，葉片會(huì)呈現(xiàn)黃色的結(jié)論。

1.3 “紅葉題詩(shī)” 本節(jié)課安排2課時(shí)，是借用“紅葉題詩(shī)”字面意思，通過(guò)學(xué)習(xí)書(shū)簽文化發(fā)展史達(dá)成培養(yǎng)學(xué)生文化理解的目的；通過(guò)學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)并制作葉脈書(shū)簽，達(dá)到化學(xué)與生物學(xué)的融合；通過(guò)策劃葉脈書(shū)簽展示活動(dòng)，并嘗試舉辦葉脈書(shū)簽展示活動(dòng)，提升學(xué)生活動(dòng)策劃的能力。

1.3.1 第1課——制作書(shū)簽 ①猜成語(yǔ)： 教師展示一張?zhí)拼鷮m女在紅葉作詩(shī)的圖片，引導(dǎo)學(xué)生猜出成語(yǔ)“紅葉題詩(shī)”，教師解釋借助成語(yǔ)字面意思開(kāi)始主題學(xué)習(xí)。②學(xué)書(shū)簽： 此環(huán)節(jié)教師帶領(lǐng)學(xué)生應(yīng)用平板在線收集關(guān)于書(shū)簽起源、發(fā)展及文人雅士寫(xiě)書(shū)簽的文章。學(xué)生通過(guò)云平臺(tái)學(xué)習(xí)了解到書(shū)簽源于春秋戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，當(dāng)時(shí)稱“牙黎”，書(shū)簽到了唐代演變成骨片或紙板，最終定型于宋代。書(shū)簽具有獨(dú)特的文化魅力成為文人墨客鐘情之物，慢慢衍生出書(shū)簽文化，請(qǐng)學(xué)生代表展示杜甫“題柏大兄弟山居屋壁”中“筆架沾窗雨，書(shū)簽映隙曛”。③題詩(shī)句： 學(xué)生將葉脈壓平、干后，就在書(shū)簽上題詩(shī)或作畫(huà)加以美化，擺放成一定的形狀塑封?？裳厝~脈邊緣0.5 cm處剪下，在葉柄處打洞，穿上絲線。

1.3.2 第2課——策劃簽展 本節(jié)課主要是教會(huì)學(xué)生策劃一次葉脈書(shū)簽展示活動(dòng)，教師提供學(xué)生策劃書(shū)模板，包含活動(dòng)名稱、活動(dòng)目的、活動(dòng)概況、前期準(zhǔn)備、活動(dòng)流程、活動(dòng)分工、活動(dòng)預(yù)算和注意事項(xiàng)等板塊。學(xué)生經(jīng)小組討論形成可行性的活動(dòng)策劃方案，并嘗試舉辦一次葉脈書(shū)簽的展示活動(dòng)。

1.4 “葉落歸根” 本主題以“葉落歸根”為主題，安排1課時(shí)，本課程最后一課是以“葉落歸根”作為結(jié)尾，意義深遠(yuǎn)，教師促發(fā)學(xué)生銘記對(duì)事物的探究，最終回歸事物的本源，用科學(xué)思維來(lái)看待周?chē)h(huán)境，做一個(gè)愛(ài)祖國(guó)、愛(ài)家鄉(xiāng)的人： ①找成語(yǔ)： 教師告知學(xué)生從以下九宮格(表5)中選擇4個(gè)字，組成一個(gè)成語(yǔ)，即“葉落歸根”，引入主題教學(xué)；②賞電影： 教師播放電影“葉落歸根”片段，要求學(xué)生觀看時(shí)分析這部電影所要表達(dá)意圖，并將自己所思、所想及時(shí)記錄；③寫(xiě)影評(píng)： 此環(huán)節(jié)學(xué)生撰寫(xiě)和分享影評(píng)，教師引導(dǎo)學(xué)生形成正確的人生觀、價(jià)值觀和世界觀，培養(yǎng)學(xué)生家國(guó)情懷；④葉落歸根： 引導(dǎo)學(xué)生樹(shù)葉從樹(shù)根生發(fā)出來(lái)，凋落后最終還是回到樹(shù)根，探究葉子落到地面是怎樣被微生物分解，哪些微生物參與了分解？樹(shù)葉中的有機(jī)物被分成了什么？

表5 成語(yǔ)九宮格

2 跨學(xué)科實(shí)踐的價(jià)值

2.1 “跨學(xué)科之界”助推學(xué)科融合 目前學(xué)校的課程都是獨(dú)立成體系，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中對(duì)各個(gè)學(xué)科之間關(guān)聯(lián)性理解不強(qiáng)。而且在學(xué)習(xí)中發(fā)現(xiàn)要解決很多問(wèn)題，不能只依托某一學(xué)科知識(shí)，而會(huì)用到多學(xué)科的知識(shí)。例如，在“一葉障目”主題學(xué)習(xí)時(shí)有機(jī)地將生物學(xué)、語(yǔ)文、數(shù)學(xué)、物理和美術(shù)等相關(guān)知識(shí)進(jìn)行融合學(xué)習(xí)?？鐚W(xué)科學(xué)習(xí)已打破了學(xué)科間的壁壘，讓各單學(xué)科的知識(shí)緊密地聯(lián)系在一起，使學(xué)生在基于實(shí)際問(wèn)題解決時(shí)能有效地運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)，加深對(duì)學(xué)科知識(shí)的理解。

2.2 “跨認(rèn)知之界”邁向深度學(xué)習(xí) 跨學(xué)科學(xué)習(xí)過(guò)程是一個(gè)個(gè)學(xué)科知識(shí)綜合運(yùn)用和深度學(xué)習(xí)建立的過(guò)程，跨學(xué)科學(xué)習(xí)不只是簡(jiǎn)單多學(xué)科知識(shí)的疊加，而是高于多學(xué)科知識(shí)之和。因此，跨學(xué)科學(xué)習(xí)內(nèi)容是高于單學(xué)科學(xué)習(xí)的內(nèi)容，提升學(xué)生對(duì)多個(gè)學(xué)科知識(shí)的理解和運(yùn)用[2]。在跨學(xué)科學(xué)習(xí)背景下，學(xué)生要同時(shí)學(xué)習(xí)多學(xué)科的新知識(shí)，由淺層知識(shí)的學(xué)習(xí)邁向?qū)W科知識(shí)的深度融合。

特別在小組合作的模式下，同學(xué)之間分享交流讓學(xué)生能夠深度思考，促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，提升學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。