基于核心概念和“問題鏈”的初中生命科學(xué)和地理跨學(xué)科教學(xué)實踐

王文娟 閆白洋

摘要開發(fā)了基于核心概念和“問題鏈”的生命科學(xué)和地理跨學(xué)科教學(xué)流程，并以“吐魯番的葡萄熟了”為例進行了教學(xué)實踐，取得了較好的效果。

關(guān)鍵詞 生命科學(xué) 地理 跨學(xué)科教學(xué) 核心概念 問題鏈

中圖分類號G633. 91文獻標(biāo)志碼B

2021年6月，上海市中考第一次進行了地理和生命科學(xué)跨學(xué)科的案例分析考試，分值15分，地理和生命科學(xué)跨學(xué)科教學(xué)成為了初中生命科學(xué)教學(xué)改革的熱點。下面基于核心概念和“問題鏈”進行了生命科學(xué)和地理跨學(xué)科教學(xué)實踐，希望為一線教師提供參考。

1基于核心概念和“問題鏈”的跨學(xué)科教學(xué)形態(tài)

上海市教委在《初中地理和生命科學(xué)學(xué)科中開展跨學(xué)科學(xué)習(xí)的教學(xué)指導(dǎo)意見（試行稿）》中提出，運用初中學(xué)生已掌握的地理和生命科學(xué)等學(xué)科的基礎(chǔ)知識、關(guān)鍵能力對生產(chǎn)生活情境中的實際問題加以分析，提高學(xué)生在解決真實問題中信息提取與處理、問題分析與質(zhì)疑、結(jié)論闡釋與創(chuàng)新的能力。基于此要求，實踐基于核心概念和“問題鏈”的跨學(xué)科教學(xué)形態(tài)。基于核心概念和“問題鏈”跨學(xué)科教學(xué)是以真實情境為主題，注重地理和生命科學(xué)的核心概念，通過“問題鏈”的方式進行的教學(xué)如圖1所示。

教師首先根據(jù)初中地理和生命科學(xué)的課程標(biāo)準(zhǔn)和教材梳理核心概念，尋找地理和生命科學(xué)概念的鏈接錨點。例如，生命科學(xué)的生物特性與地理環(huán)境密切相關(guān)、生態(tài)系統(tǒng)與地理環(huán)境有相通之處。通過梳理兩門學(xué)科的相關(guān)核心概念，搭建跨學(xué)科相關(guān)知識的框架。然后，教師依托較復(fù)雜的現(xiàn)實情境，設(shè)計真實情境、真實任務(wù)。情境應(yīng)該蘊含（涉及跨學(xué)科教學(xué)內(nèi)容）較完整的問題，具有良好的跨學(xué)科知識關(guān)聯(lián)性，能貫穿跨學(xué)科學(xué)習(xí)的全過程。基于情境設(shè)計梯度問題，問題導(dǎo)向中的問題指向，不是單一、孤立、碎片化的知識，而是在地理與生命科學(xué)核心概念的引領(lǐng)下，形成有邏輯的問題鏈。問題導(dǎo)向應(yīng)關(guān)注開放性的問題，鼓勵學(xué)生有開放性思維和創(chuàng)新性表現(xiàn)。最后，學(xué)生合作共同解決問題，提升信息提取與處理、問題分析與質(zhì)疑、結(jié)論闡釋與創(chuàng)新等跨學(xué)科能力，在此過程中，教師起到引導(dǎo)、評價和反饋的作用。

2基于核心概念和“問題鏈”的教學(xué)案例

2.1教材分析

本案例所涉及的學(xué)科為初中地理和初中生命科學(xué)。初中生命科學(xué)所涉及的主要知識點是滬教版初中《生命科學(xué)》中“被子植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)與功能”“生物與非生物環(huán)境的關(guān)系”“生物的變異”等。相關(guān)的核心概念是“生物對環(huán)境的適應(yīng)性”。初中地理所涉及的主要知識點是滬教版初中《地理》中“新疆維吾爾自治區(qū)”“地形與地勢”“氣候”“氣溫與降水”“河流”等以及區(qū)域地理學(xué)習(xí)的方法與思想。相關(guān)核心概念是“地理環(huán)境對生物特性的影響；地理環(huán)境各要素之間相互影響、相互制約”。本案例結(jié)合生物（吐魯番的葡萄）特性與地理環(huán)境的關(guān)系，融合地理和生命科學(xué)核心概念，通過設(shè)置核心問題與具有梯度的問題鏈，最終指向吐魯番的葡萄為什么這么甜的“解惑”，即生物與環(huán)境相適應(yīng)的進化與適應(yīng)觀。

2.2設(shè)計思路

本節(jié)課的設(shè)計思路是學(xué)生通過識別情境中的事物現(xiàn)象（吐魯番的葡萄熟了），提出問題（吐魯番的葡萄為什么這么甜？），建立學(xué)科邏輯關(guān)聯(lián)（生命科學(xué)與地理），并運用地理與生物學(xué)原理（地理環(huán)境中的位置、地形、氣候、河流等，生命科學(xué)中的光合作用、呼吸作用、性狀、基因、遺傳、變異等），從不同學(xué)科角度對問題做出分析（從生命科學(xué)的角度，從地理環(huán)境的角度，從生命科學(xué)的遺傳學(xué)角度，分析吐魯番的葡萄甜的原因），并能夠得出結(jié)論。通過該案例，教師引導(dǎo)學(xué)生分析歸納出解決這類跨學(xué)科案例的分析方法（地理環(huán)境與植物類案例分析方法），最后能解釋其他相關(guān)或相類似現(xiàn)象的原因、機制（新疆的哈密瓜移栽到上海），最終達到知識方法的遷移應(yīng)用（課后練習(xí)鞏固），如圖2所示。

2.3學(xué)情分析

本節(jié)課的授課對象為九年級學(xué)生，我校在九年級中開設(shè)了跨學(xué)科案例教學(xué)課程，由地理和生命科學(xué)教師基于學(xué)生已有水平，共安排了六、七年級地理知識復(fù)習(xí)及八年級生命科學(xué)復(fù)習(xí)。從目前看，學(xué)生基本具備了以上學(xué)科的基礎(chǔ)知識，對跨學(xué)科案例的分析，具有一定的知識儲備，但是對于真實情境中的問題，如何建立符合學(xué)科的邏輯關(guān)聯(lián)，以及運用地理與生物學(xué)原理來分析問題等尚沒有形成方法。

2.4教學(xué)目標(biāo)

①通過經(jīng)歷“吐魯番的葡萄熟了”整個自主探究學(xué)習(xí)過程，模仿遷移解決相似案例，從中學(xué)會從不同的學(xué)科視角分析問題的方法，進而可以歸納出解決地理環(huán)境與植物類跨學(xué)科案例分析的方法。

②初步形成能通過現(xiàn)實生活中的生物、地理相關(guān)的現(xiàn)象或真實問題，來感悟生物與環(huán)境的相適應(yīng)、相影響的關(guān)系。

2.5教學(xué)流程

2.5.1梳理學(xué)科核心概念

針對跨學(xué)科案例分析的學(xué)習(xí)要求，課前各學(xué)習(xí)小組梳理地理和生命科學(xué)核心概念：地理中的新疆地區(qū)的位置、地形、氣候（氣溫、降水、日照）、河流等；生命科學(xué)中的光合作用、呼吸作用、性狀、基因、遺傳、變異等知識概念的梳理。教師引導(dǎo)學(xué)生在梳理地理和生命科學(xué)核心概念中尋找其中的關(guān)聯(lián)點，同時達到復(fù)習(xí)鞏固的目的，也為后續(xù)問題的解決奠定學(xué)科基礎(chǔ)知識。

2.5.2尋找概念鏈接錨點

學(xué)生經(jīng)歷上述核心概念的梳理過程，尋找學(xué)科概念鏈接錨點。教師引導(dǎo)學(xué)生分析，使學(xué)生發(fā)現(xiàn)“生物的生長一定會受到如地形、氣候中的氣溫、降水、日照等地理環(huán)境因素的影響”，從而將植物的生長聚焦到“光合作用中有機物的合成（需要水、二氧化碳，條件光照、葉綠素）和呼吸作用中有機物的消耗（主要受溫度的影響）”“生物的任何一種性狀都是由基因和環(huán)境共同決定的，反過來生物要生長在某一區(qū)域就必須適應(yīng)這里的環(huán)境，否則無法生長、生存、繁殖”等。最終，學(xué)生得出兩者的交叉點為“生物適應(yīng)環(huán)境、環(huán)境影響生物”。

2.5.3設(shè)計課堂真實情境

基于以上鏈接錨點，教師設(shè)計貫通課堂的真實情境，課前播放新疆特色音樂、圖片，并擺放新鮮的新疆葡萄讓學(xué)生品嘗。學(xué)生課前分組品嘗葡萄，互相交流口感及產(chǎn)地。教師提問：葡萄的口感如何？這么甜的葡萄產(chǎn)自哪里呢？最后，提出核心問題：吐魯番的葡萄為什么這么甜？

2.5.4圍繞情境設(shè)計問題

教師圍繞真實情境，在核心問題的引領(lǐng)下，設(shè)計3個問題鏈。（1）從生命科學(xué)的角度，設(shè)計梯度問題鏈：①甜說明什么物質(zhì)多？②從植物光合作用的生理作用來分析呢？③植物本身細胞呼吸會消耗有機物嗎？④葡萄植株一邊合成有機物，一邊又消耗有機物，那為什么糖分還會積累的多呢？⑤新疆地區(qū)的地理環(huán)境有什么特點呢？（2）從地理環(huán)境的角度，結(jié)合吐魯番平均日照時數(shù)表（表1）、吐魯番基本氣候情況表（表2）和吐魯番全年溫度曲線圖（圖3），設(shè)計梯度問題鏈：①哪些自然地理環(huán)境要素影響了葡萄糖分多的品質(zhì)？②只要滿足充足的日照條件就能盛產(chǎn)優(yōu)質(zhì)葡萄嗎？③氣溫是如何影響的呢？（3）從生命科學(xué)的遺傳學(xué)角度，設(shè)計梯度問題鏈：①果實的甜度這一生理特性屬于遺傳學(xué)中所講的什么呢？②性狀主要由什么決定？③從之前的分析來看，性狀本身又受什么影響？④你能得到什么結(jié)論？

教師由核心問題引出3個問題鏈，并設(shè)計梯度問題鏈，以促進學(xué)生調(diào)動已有的學(xué)科知識，建立兩個學(xué)科核心概念之間的關(guān)聯(lián)，并最終落腳在糖分積累這一重要生理性狀上。同時，這也是在一系列梯度問題鏈設(shè)計中自然形成的，而非教師的簡單灌輸。學(xué)生從不同的學(xué)科視角審視問題，提高綜合分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)跨學(xué)科思維力以及語言的表達能力。這也是強化不同學(xué)科核心概念之間相關(guān)聯(lián)的過程。

2.5.5合作解決問題，提升跨學(xué)科能力

學(xué)生在合作中解答一系列的梯度問題，進而完成對3個問題鏈的回答，最終完成對核心問題的解答，并建構(gòu)跨學(xué)科思維方式。最后，教師提出討論問題：解決地理環(huán)境和植物類跨學(xué)科案例分析的方法是什么？學(xué)生思考、討論、表達、互相補充。同時，教師多媒體展示“地理環(huán)境與植物類跨學(xué)科案例分析方法”思維導(dǎo)圖（圖4），引導(dǎo)學(xué)生利用該方法自主學(xué)習(xí)“新疆哈密瓜”跨學(xué)科案例分析，強化分析方法，總結(jié)解決問題的思維方式。

2.5.6教學(xué)評價

本節(jié)課上，學(xué)生在經(jīng)歷整個學(xué)習(xí)過程中最主要的學(xué)習(xí)方式就是自主學(xué)習(xí)法。在整個案例實施過程中，教師主要采用了學(xué)生合作評價、知識聯(lián)系評價、語言表達評價、方法歸納評價、遷移應(yīng)用評價等評價方式?；谝陨辖虒W(xué)實施評價，學(xué)生初步學(xué)會了跨學(xué)科案例分析的基本思路，具體表現(xiàn)在能夠?qū)⒌乩憝h(huán)境與生命科學(xué)相關(guān)核心概念聯(lián)系起來，能從不同的角度分析具體的真實情境的問題，能對生活中一些現(xiàn)象提出問題，用學(xué)科知識解決問題，同時對信息的提取、語言的表達、文字的書寫等能力都有所提升。

3教學(xué)反思

本節(jié)課上，教師基于核心概念和創(chuàng)設(shè)“問題鏈”，進行了地理和生命科學(xué)跨學(xué)科案例教學(xué)的實踐，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷了地理和生命科學(xué)核心概念的梳理、真實情境問題的探究、解決問題能力的提升、課堂教學(xué)的評價等環(huán)節(jié)，大大吸引了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生掌握了學(xué)習(xí)方法，幫助學(xué)生建立、形成生物與環(huán)境相互適應(yīng)、影響的觀念，使學(xué)生體會生命科學(xué)知識學(xué)習(xí)對實踐應(yīng)用的重要性，感悟保護生態(tài)環(huán)境的重要性，從而提升了學(xué)生解決問題的跨學(xué)科能力。