指向學科關鍵能力的初中生物學跨學科實踐

柏潔

文件編號：1003-7586（2023）03-0050-03

教育要充分聚焦中國學生發(fā)展核心素養(yǎng)，培養(yǎng)學生適應未來的正確價值觀、必備品格和關鍵能力。其中，學科關鍵能力因其評價的可操作性成為衡量學生核心素養(yǎng)是否落地的重要指標之一?？v觀歷次課程改革實況，參考布魯姆教育目標分類理論，并通過國內(nèi)外部分有影響力的學科能力體系梳理，以“理解能力”、“應用能力”、“思辨能力”和“創(chuàng)新能力”為主的四級能力系統(tǒng)在初中生物學一線教學中被普遍認可與使用。

同時，隨著《義務教育課程方案（2022年版）》、《義務教育生物學課程標準（2022年版）》（以下簡稱為《課程標準》）的頒布，跨學科實踐得到師生越來越廣泛的重視?！墩n程標準》強調(diào)，“要加強課程內(nèi)容與學生經(jīng)驗、社會生活的聯(lián)系”，旨在保證學科內(nèi)知識整合的基礎上統(tǒng)籌設計跨學科主題學習，引導學生基于真實情境中的實際問題，綜合運用多學科的知識和方法，通過小組合作、探究和實踐等方式實施，形成物化的學習產(chǎn)品和學習成果，培養(yǎng)學生的社會責任感、創(chuàng)新精神和實踐能力。

本研究探索跨學科實踐的微項目化實施，以“候鳥旅行指南”為學習主題，通過“什么是候鳥？”、“候鳥為什么能‘旅行？”、“候鳥為什么要‘旅行？”及“如何保護‘候鳥旅行？”四個微項目，對標“理解能力”、“應用能力”、“思辨能力”和“創(chuàng)新能力”的生物學四級能力系統(tǒng)，探索指向學科關鍵能力的初中生物學跨學科實踐。課程的設計思路見表1。

1 解讀比較，提升理解能力

理解能力是最基礎的學科能力，包括解讀、比較兩個相關要素。通過“項目一：什么是候鳥？”的跨學科實踐，學生將新概念“候鳥”的相關知識與前概念中的鳥類建立新的聯(lián)系，將候鳥這個新知順應、同化到鳥類的整體知識框架中。在整個學習過程中，要求學生能夠在相關情境中解讀并表述出鳥類與候鳥的關系，借助事先收集的各類資料對其進行比較、歸類。

首先，教師通過圖片展示《城市常見鳥類圖鑒》，創(chuàng)設問題情境：當我們漫步草地自由行走、或者追隨鳥語仰望天空的時候，常常可以看到它們的身影，那么，是不是它們都可以被稱作候鳥呢？教師通過導入讓學生形成一個明確的認知：候鳥跟鳥類是兩個雖有不同、但又相互聯(lián)系的概念。

接著，教師提出新的疑問：如何區(qū)分課本上的鳥類和我們今天探究的候鳥之間的區(qū)別與聯(lián)系呢？學生通過課前自主收集的資料、結合教師展示的相關材料中提取所需信息，展示探究成果。學生思索后，根據(jù)鳥類的生態(tài)習性和形態(tài)特點進行劃分，將鳥類分為鳴禽、攀禽、猛禽、陸禽、涉禽和游禽六大生態(tài)類群；亦可根據(jù)鳥類是否季節(jié)性地在生殖地和越冬地之間來回遷徙，將其分為留鳥、候鳥，引出項目一的學習主題。

在此項目的學習中，教師要注意點撥、引導，激發(fā)學生的深度學習：根據(jù)遷徙時間的不同，可以將候鳥繼續(xù)細分為夏候鳥、冬候鳥和旅鳥。

2 推理歸因，提升應用能力

應用能力的思維層次略高于理解能力，要求學生在充分理解概念、原理、模型、知識的基礎上，繼續(xù)深入挖掘，建立因果聯(lián)系，包括推理和歸因兩個能力要素。推理要求學生直接呈現(xiàn)思維加工的結果，在項目二的學習中，體現(xiàn)為從不同層次、不同角度尋找并解釋候鳥適于空中飛行的特征，這是思維的發(fā)散；而歸因要求學生能夠解釋導致結果出現(xiàn)的原因，在本項目中體現(xiàn)為從減少阻力、減少重力和增大動力三個維度歸納候鳥空中飛行原因，這是思維的聚攏，兩者既矛盾又統(tǒng)一，強調(diào)以理解能力為基礎，側重因果邏輯關系，突出對知識的應用。

在“項目二：候鳥為什么能旅行？”的學習中，教師先讓學生自行思考候鳥能旅行的原因。部分學生從外部環(huán)境條件出發(fā)進行解釋：比如，在“人”字、“一”字編隊中的候鳥，可以借助前鳥形成的渦流來節(jié)省體力；候鳥會根據(jù)上升氣流等環(huán)境條件，選擇更省力的遷徙時間和路線；又或者當遭遇環(huán)境改變的時候，改變自己的遷徙策略。也有學生參考書本內(nèi)容，從體型、翼、骨骼、肌肉、呼吸及其他結構出發(fā)，整理鳥類適應飛行生活的特征。

除了以上常規(guī)思維，教師可以從“殲-20”入手，引導學生將生物學與物理學緊密結合，從“力”的角度出發(fā)，探索候鳥能夠旅行的原因。學生原有的知識體系，已經(jīng)能夠說出飛機能夠飛行的原因是發(fā)動機產(chǎn)生的動力和機翼“伯努利原理”所產(chǎn)生的升力。以此為線索延伸思維，學生很容易推理出：候鳥為了具備更佳的飛翔能力，從減少阻力、減小重力、增大動力三個維度進化出完美適應空中飛行的生理條件。

以減少阻力這個維度為例，學生可結合地理知識加深理解。學生在自主探究大天鵝遷徙路線時，發(fā)現(xiàn)太行山和呂梁山等南北走向的山脈是為它們遷徙所準備的天然通道，因為在這些通道中通常會有強勁的風。御風飛行，恰是候鳥減少阻力、節(jié)省體力的關鍵。再比如，學生在制作世界九大候鳥遷徙路線圖時，發(fā)現(xiàn)雖然海洋遼闊，但寬闊的海平面并不適于候鳥遷徙，一是因為海上沒有停歇地可供休息和補給，另外是由于海面的上升氣流相對陸地較弱，所以候鳥在海上遷徙不利于他們減少阻力、節(jié)省體力。

3 論證評價，提升思辨能力

思辨能力是在應用能力基礎上的能力，在生物學關鍵能力中較為重要，包括論證和評價兩個能力要素。在“項目三：候鳥為什么要旅行？”的跨學科實踐中，學生要從不同維度對這個問題進行拆分并篩選相關角度展開探究，能夠運用所掌握的生物學知識與事實論據(jù)進行分析，并得出合理的結果與結論。思辨能力更加強調(diào)“分析與綜合”的思維過程，要求使用恰當?shù)淖C據(jù)與評價標準作出有理有據(jù)的評判，是對信息進行復雜加工的能力。

在項目二中，學生已標記出候鳥的九大國際遷徙路線。教師展示學生標記后的世界地圖，重點圈出經(jīng)過中國境內(nèi)的三條國際遷徙路線，并讓學生推測：在我國境內(nèi)，候鳥遷徙最繁忙的一條通道是哪條呢，為什么？

這個問題對學生個體而言難度較大，僅憑初中生物學知識難以說明。教師借助中國主要的氣候類型示意圖、中國年平均氣溫示意圖等地理圖冊，讓學生小組討論、分析候鳥遷徙的原因。結合地理知識和小組群體的力量，學生能夠得出：受緯度位置和海陸位置的影響，我國大多數(shù)地區(qū)一年內(nèi)的盛行風向隨季節(jié)有顯著變化，形成了典型的季風氣候。冬季風帶來的氣流寒冷干燥，導致北方地區(qū)天寒地凍，不容易尋覓食物和哺育幼雛，所以鳥類需要飛到溫暖的南方過冬，等到來年，北方溫度適宜、食物充沛，鳥兒再次回到北方地區(qū)繁殖。如此年復一年，形成遷徙的自然現(xiàn)象。遷徙是鳥類對環(huán)境條件、季節(jié)變化的一種積極的適應。

整個過程，學生先推測、再論證，最后評價，得出候鳥旅行的原因。當然，在此過程中，還會有一些不同的想法：比如有小組提出的“地質(zhì)變化說”，以鳥類起源于南方為前提，認為大陸板塊自南向北漂移使得南方許多鳥類被帶到了北方，于是這些鳥類為了返回南方而產(chǎn)生的種種嘗試，慢慢形成了鳥類遷徙的習性。這都是思維的碰撞與深化，對于培養(yǎng)學生思辨能力有較好的促進作用。

4 假設設計，提升創(chuàng)新能力

創(chuàng)新能力是最高層級的能力要求，是思辨能力的基礎上進行思維拓展或重構。創(chuàng)新能力要求學生從自身的知識結構中提取、整合、再加工后進行拓展、延伸、再創(chuàng)造，形成與原有知識相關但突破原有知識范圍的新結果，是最為高等的思維層次。創(chuàng)新能力包括假設與設計兩個能力要素，對學生的生物學核心素養(yǎng)的提升起到?jīng)Q定性作用。在“項目四：如何保護候鳥旅行？”中，讓學生自主制訂合理解決探究性或開放性問題，也不對學生的實踐結果做任何預設，充分發(fā)揮學生的主觀能動性及創(chuàng)造力。

課堂上，學生通過收集的各種圖文資料已經(jīng)得知并不是只要候鳥能飛，就能保證候鳥能安全的旅行。工業(yè)化的進程改變了部分鳥類的生理節(jié)律，都市中的人造光源也會對鳥類的遷徙會產(chǎn)生嚴重干擾、快速發(fā)展的城市侵占了大量濕地，讓途徑的候鳥無處停歇。教師提問：作為一名學生，我們能做些什么來保護他們呢

在這個環(huán)節(jié)，學生可以關注自己感興趣的方向、選擇自己所擅長的領域開展跨學科實踐。有的學生擅長彩鉛，就可以設計一份《候鳥圖鑒》：通過查找文獻，掌握長三角地區(qū)常見候鳥類型；通過網(wǎng)絡搜索，明確候鳥的外部形態(tài)和主要特征；參考《城市常見鳥類圖鑒》，打印制作《候鳥圖鑒》，并用彩鉛在上面畫上候鳥圖片，制作完成后，可以在同學、家長甚至是社區(qū)居民中傳閱，宣傳、普及候鳥的種類及常見保護方法。有的學生動手能力很強，就可以利用身邊隨處可見的素材（麻繩、椰子殼或者冰棍等），廢物利用制作環(huán)保鳥巢，掛在自己家的陽臺或者校園、社區(qū)內(nèi)的綠化帶中，給鳥兒提供一個棲息的家園。

在整個微項目跨實施過程中，教師充分重視通過跨學科實踐來提升學生學科關鍵能力，讓學生在“做中學”、“用中學”和“創(chuàng)中學”的過程中體驗知行合一、學思結合。