指向健康生活素養(yǎng)培育的初中生物學(xué)跨學(xué)科實踐
——以“人體膝關(guān)節(jié)模型制作”為例

江巧明

(江陰市南閘實驗學(xué)校 江蘇無錫 214400)

生物學(xué)科作為科學(xué)領(lǐng)域中的生命科學(xué)學(xué)科,學(xué)科性質(zhì)與學(xué)科內(nèi)容決定了其培育學(xué)生健康生活素養(yǎng)的育人價值。生物學(xué)課程學(xué)習(xí)目標中明確指出“通過課程學(xué)習(xí),學(xué)生能夠在體育鍛煉等方面形成健康的生活態(tài)度與行為習(xí)慣,樹立健康意識?！碧K科版初中生物學(xué)“人體的關(guān)節(jié)”的主題學(xué)習(xí)中,教學(xué)內(nèi)容包括關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)、功能以及與人體運動的聯(lián)系。該主題的學(xué)習(xí)對人體關(guān)節(jié)的保護,健康運動的生活習(xí)慣具有指導(dǎo)意義。教學(xué)過程中,教師需要重點突破關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)不易觀察、功能難以理解、動作過程中相關(guān)肌肉協(xié)作關(guān)系抽象、運動中關(guān)節(jié)保護的意義與措施等健康意識培育困難等教學(xué)難點。跨學(xué)科實踐是落實實踐育人的重要舉措,基于教材內(nèi)容的分析,為有效落實《義務(wù)教育生物學(xué)課程標準(2022年版)》(以下簡稱《課程標準》)生物學(xué)課標的教學(xué)要求以及本節(jié)教學(xué)中難點的突破與健康生活素養(yǎng)的培養(yǎng),教師可以設(shè)計應(yīng)用跨學(xué)科學(xué)習(xí)的教學(xué)形式。本文教學(xué)以“人體膝關(guān)節(jié)模型制作”跨學(xué)科項目學(xué)習(xí)為例,分析與探討指向健康生活素養(yǎng)培育的初中生物學(xué)跨學(xué)科實踐學(xué)習(xí)。

1 初中生物學(xué)的跨學(xué)科教學(xué)樣態(tài)

《課程標準》在課程實施教學(xué)建議板塊中指出:教師的課程教學(xué)要將核心素養(yǎng)的要求具體化,體現(xiàn)核心素養(yǎng)的綜合性、發(fā)展性和實踐性等特點;教師要圍繞大概念組織教學(xué)內(nèi)容,生物學(xué)教學(xué)過程要關(guān)注學(xué)生實踐經(jīng)歷,通過實驗、探究類或跨學(xué)科實踐活動,促進學(xué)生對概念的理解,提升知識應(yīng)用能力。因此,實踐跨學(xué)科教學(xué)形態(tài)具有指導(dǎo)意義與遷移價值。筆者開發(fā)的初中生物學(xué)跨學(xué)科教學(xué)實施流程如圖1所示,以學(xué)生為主體,以生物學(xué)核心概念為基點,通過體驗活動的方式,培養(yǎng)學(xué)生綜合運用多學(xué)科知識解決跨學(xué)科問題的高階能力,在體驗、實踐、合作的學(xué)習(xí)過程中發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)。

圖1 基于初中生物學(xué)的跨學(xué)科教學(xué)實施流程

學(xué)科教師在跨學(xué)科實踐教學(xué)設(shè)計中可以應(yīng)用逆向設(shè)計的思路,在選定主題后先確定學(xué)習(xí)目標,提前呈現(xiàn)目標達成的評價標準,最后再安排教學(xué)活動計劃。首先,教師在梳理學(xué)科相關(guān)概念建構(gòu)體系以及關(guān)聯(lián)責(zé)任態(tài)度素養(yǎng)的指向問題后,選擇確定與學(xué)生真實世界有高度關(guān)聯(lián)性且具有適當(dāng)難度的主題。其次,教師需要立足學(xué)科概念的建構(gòu)與深化,聚焦跨學(xué)科整合性理解的培育,設(shè)定具體、可評估的教學(xué)目標。然后,教師設(shè)計指向素養(yǎng)要素的評價量表,通過前置評價量表讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)成果等方面的量化標準,引領(lǐng)學(xué)生鍛煉提升核心素養(yǎng)的相關(guān)能力。接著,教師分解問題設(shè)計活動進而創(chuàng)設(shè)真實性的問題情境,在跨學(xué)科實踐教學(xué)實施過程中引導(dǎo)學(xué)生共同感知情境式實踐任務(wù),明確實踐目標,設(shè)計實施方案,并引導(dǎo)學(xué)生通過合作完成活動任務(wù)。最后,教師評價反饋并改進活動,對學(xué)生的學(xué)習(xí)成果進行展示與共同論證。教師可以將過程性評價與總結(jié)性評價相結(jié)合,以學(xué)生自評、學(xué)生互評及多學(xué)科教師評價等方式對作品成果與實踐過程等內(nèi)容進行綜合點評。

2 指向健康生活素養(yǎng)培育的初中生物學(xué)跨學(xué)科教學(xué)案例

本文以“人體膝關(guān)節(jié)模型制作”跨學(xué)科主題項目學(xué)習(xí)為例,介紹跨學(xué)科教學(xué)主要環(huán)節(jié)的教學(xué)實施流程,以實現(xiàn)學(xué)生健康生活素養(yǎng)的提升。

2.1 跨學(xué)科教學(xué)設(shè)計

2.1.1 概念梳理

蘇科版生物學(xué)教材中“關(guān)節(jié)”部分的內(nèi)容屬于“動物的運動與行為”,其對應(yīng)的核心概念是“人體的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng),各系統(tǒng)協(xié)調(diào)統(tǒng)一,共同完成復(fù)雜的生命活動?！薄瓣P(guān)節(jié)”部分對應(yīng)的次位概念是“人體的運動是在神經(jīng)系統(tǒng)的支配下,由肌肉牽拉著骨圍繞關(guān)節(jié)進行的?！币虼?本節(jié)中“關(guān)節(jié)”部分內(nèi)容的教學(xué)重點是掌握關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)與功能,理解結(jié)構(gòu)與功能觀,并能夠應(yīng)用概念知識指導(dǎo)關(guān)節(jié)保護。其次,本節(jié)中關(guān)節(jié)的運動原理涉及物理學(xué)科概念“知道簡單機械,探究并了解杠桿的平衡條件”。因此,從生物與物理等關(guān)聯(lián)學(xué)科核心概念以及本節(jié)延伸關(guān)聯(lián)的責(zé)任態(tài)度的目標分析,教師需要通過該節(jié)內(nèi)容的教學(xué)促進學(xué)生對關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)功能的掌握與相互關(guān)系的理解,同時引領(lǐng)學(xué)生從關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)功能角度出發(fā),研究關(guān)節(jié)保護方法,培養(yǎng)健康生活的意識與習(xí)慣?；谝陨戏治?教師選擇“制作人體膝關(guān)節(jié)模型,提出關(guān)節(jié)保護的方法”作為跨學(xué)科學(xué)習(xí)主題。

2.1.2 目標確定

通過概念梳理與學(xué)情分析,教師制定“制作人體膝關(guān)節(jié)模型”跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)的目標,具體包括:(1)掌握人體關(guān)節(jié)的基本組成結(jié)構(gòu)以及相應(yīng)功能,說出人體關(guān)節(jié)適于支持與運動的結(jié)構(gòu)特點,建立結(jié)構(gòu)與功能觀。(2)結(jié)合關(guān)節(jié)模型體驗科學(xué)探究過程,發(fā)展發(fā)現(xiàn)問題的能力、實驗實施與分析能力、自主構(gòu)建概念能力。(3)通過實踐制作關(guān)節(jié)模型過程以及應(yīng)用模型解決生活問題,發(fā)展跨學(xué)科實踐技能,培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和團隊合作精神。(4)結(jié)合模型應(yīng)用、病例分析、訪談等方法總結(jié)與學(xué)習(xí)關(guān)節(jié)保護方法,并制作宣傳海報或宣傳視頻,形成健康生活的意識。

2.1.3 量規(guī)制訂

跨學(xué)科學(xué)習(xí)的教學(xué)設(shè)計中,體現(xiàn)逆向設(shè)計的特點,教師根據(jù)學(xué)習(xí)目標設(shè)計評價目標,教學(xué)設(shè)計過程中將學(xué)習(xí)目標中的素養(yǎng)要求及成果標準細化并嵌入量規(guī)之中,起到引領(lǐng)、規(guī)范與評價的作用。例如膝關(guān)節(jié)模型制作的綜合評價量規(guī)設(shè)計,從“科學(xué)準確性”(包括模型結(jié)構(gòu)完整性、要素的形態(tài)大小比例、要素相對位置、名稱標注等評價內(nèi)容)、“材料創(chuàng)意性”(包括材料的適切性、環(huán)保、創(chuàng)新、價格、生活材料應(yīng)用程度等評價內(nèi)容)、“視覺觀賞性”(包括模型的牢固性、精細程度、美觀等評價內(nèi)容)、“表達規(guī)范性”(包括準確度、流暢程度、是否參與論證、結(jié)合模型對關(guān)節(jié)病例及運動保護措施解釋說明效果等評價內(nèi)容)四個指標,讓學(xué)生的學(xué)習(xí)目標可視化。

2.1.4 活動設(shè)計

對應(yīng)于表現(xiàn)性任務(wù)的實踐體驗活動是跨學(xué)科實踐教學(xué)設(shè)計中重要的內(nèi)容。首先,體驗活動需要具有可實踐性,與學(xué)生的現(xiàn)實世界直接關(guān)聯(lián);其次,體驗活動需要能夠幫助學(xué)生在跨學(xué)科學(xué)習(xí)過程中更好地完成學(xué)習(xí)任務(wù),形成創(chuàng)造性成果,更要指向于項目主題關(guān)聯(lián)的生命觀念、態(tài)度責(zé)任等核心素養(yǎng)。以“人體膝關(guān)節(jié)模型制作”為例,該跨學(xué)科學(xué)習(xí)的體驗活動設(shè)計見表1。第一與第二部分的體驗活動是“模型制作”實踐任務(wù)的準備與實施階段。第三部分的體驗活動是關(guān)節(jié)模型的應(yīng)用探究,學(xué)生結(jié)合制作的關(guān)節(jié)模型對人體的運動原理進行探究,對關(guān)節(jié)損傷的原因與影響進行探究分析,進而形成關(guān)節(jié)保護的健康意識與關(guān)節(jié)保護行為。第四部分是總結(jié)關(guān)節(jié)保護方法并進行宣傳展示,指導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成健康生活習(xí)慣。以上體驗活動的整體聚類設(shè)計中,教師將問題有效分解,結(jié)合跨學(xué)科學(xué)習(xí),幫助學(xué)生培養(yǎng)關(guān)節(jié)運動保護的健康意識與健康素養(yǎng),同時有助于學(xué)生在活動體驗中進階式地建構(gòu)“人體關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)與相適應(yīng)”的生命觀念。

表1 “膝關(guān)節(jié)模型制作”實踐體驗活動設(shè)計表

2.2 跨學(xué)科教學(xué)實施

2.2.1 情境創(chuàng)設(shè)

跨學(xué)科實踐的教學(xué)設(shè)計到學(xué)生跨學(xué)科實踐的學(xué)習(xí)過程之間,需要教師的教學(xué)轉(zhuǎn)化。學(xué)習(xí)設(shè)計中首要的是創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情境,在“人體膝關(guān)節(jié)模型制作”的跨學(xué)科項目學(xué)習(xí)中,總體的問題情境設(shè)計為“人們?nèi)找骊P(guān)注與踐行運動健身,但同時又會受到膝關(guān)節(jié)損傷等問題的困擾,如果缺少科學(xué)的保護,健身會適得其反,那么我們應(yīng)該如何科學(xué)保護關(guān)節(jié)呢?”該情境問題與健康生活緊密聯(lián)系,不僅可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,還能夠促進學(xué)生理解與應(yīng)用概念解決健康生活問題,訓(xùn)練跨學(xué)科能力,提升其核心素養(yǎng)。

2.2.2 活動實施

經(jīng)歷體驗活動是學(xué)生在跨學(xué)科實踐學(xué)習(xí)中深度理解學(xué)科概念,提升科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。教師可以按照“問題驅(qū)動—經(jīng)歷活動—總結(jié)提升”的模式實施活動。如本項目分任務(wù)一“學(xué)習(xí)體驗關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)與功能”中,教師可以引導(dǎo)學(xué)生思考以下問題:(1)我們要掌握關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)及組分知識,可以從哪些方面獲得相關(guān)資料信息呢?(2)醫(yī)生是如何判斷關(guān)節(jié)發(fā)生骨折或病變的?(3)我們要探究關(guān)節(jié)的功能可以借助哪些實驗器材?(4)如果我們的關(guān)節(jié)活動受阻對我們的活動會有什么影響呢? 接著,學(xué)生經(jīng)歷合作觀察人體關(guān)節(jié)模式圖以及膝關(guān)節(jié)X 光片等系列體驗活動,完成觀察記錄表,并結(jié)合教材知識應(yīng)用概念圖的形式總結(jié)關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)組成。通過以上活動,教師幫助學(xué)生掌握“關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)由關(guān)節(jié)面、關(guān)節(jié)囊、關(guān)節(jié)腔構(gòu)成,關(guān)節(jié)面由關(guān)節(jié)頭與關(guān)節(jié)窩組成”等科學(xué)事實。然后,學(xué)生通過課前收集人體關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)組成成分的資料,課上合作總結(jié)的形式形成關(guān)節(jié)各部分組分的科學(xué)事實。同時,學(xué)生通過探秘物理學(xué)中的“杠桿平衡條件”的實驗裝置,并應(yīng)用實驗裝置模擬人體抬腿的動作,探究關(guān)節(jié)在動作過程中的作用,以及運動中關(guān)節(jié)肌肉對完成動作的作用,從而理解“人體運動中關(guān)節(jié)的支點作用以及肌肉的動力作用”。最后,學(xué)生通過體驗關(guān)節(jié)被固定情境下坐、立、行、走的動作,理解與深化關(guān)節(jié)與人體運動的關(guān)系。

2.2.3 學(xué)習(xí)評價

為了促進學(xué)生對跨學(xué)科學(xué)習(xí)過程與學(xué)習(xí)行為的反思,教師需要在學(xué)生跨學(xué)科學(xué)習(xí)中及時進行學(xué)習(xí)評價。依據(jù)《課程標準》中“定性評價與定量評價相結(jié)合、主觀性與客觀性評價相結(jié)合”的教學(xué)評價指導(dǎo)原則,本項目采用分任務(wù)過程評價與項目量規(guī)總評價相結(jié)合的方式,結(jié)合分值評價與等級描述評價相結(jié)合的反饋方式。如在項目分任務(wù)一“探究關(guān)節(jié)的功能與作用”中設(shè)計以“主動參與合作探究”“正確操作實驗裝置”“實驗數(shù)據(jù)的正確記錄”、“科學(xué)分析實驗結(jié)論”為評價內(nèi)容,采用組內(nèi)學(xué)生互評與教師評價相結(jié)合的方式,進行學(xué)生學(xué)習(xí)過程的分值評價;在分任務(wù)二“制作關(guān)節(jié)模型”中以制作方案、應(yīng)用模型健康探究的文字稿為評價內(nèi)容,采用教師評價的形式;在分任務(wù)三中采用應(yīng)用模型進行合作健康探究的效果表現(xiàn)為評價指標,采用組間評價的形式;本項目的綜合評價則以“膝關(guān)節(jié)模型制作與應(yīng)用”學(xué)習(xí)評價量規(guī)為工具,采用積分等級評價的反饋形式,評價內(nèi)容涉及模型制作的科學(xué)規(guī)范性、觀賞性、材料選擇的創(chuàng)新性、應(yīng)用模型進行健康展講的效果,以及參與小組模型論證的表現(xiàn)。

2.3 跨學(xué)科教學(xué)反思

本項目中跨學(xué)科教學(xué)的特點明顯,指向?qū)W生健康素養(yǎng)的提升,教師根據(jù)核心概念設(shè)計體驗活動,教師進行了生物學(xué)、物理、信息技術(shù)、工程學(xué)等相關(guān)的跨學(xué)科案例教學(xué)。 本案例以健康生活素養(yǎng)為教學(xué)指向,生物學(xué)科核心概念的建構(gòu)為基礎(chǔ),體驗活動為主要學(xué)習(xí)形式,經(jīng)過概念梳理、目標確定、量規(guī)制訂、活動設(shè)計等教學(xué)設(shè)計程序,教師通過情境創(chuàng)設(shè)、活動實施、學(xué)習(xí)評價等教學(xué)組織流程,在真實性問題、真實性實踐、真實性參與中激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,促進學(xué)生對科學(xué)方法的掌握,幫助學(xué)生建立“人體結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的,各系統(tǒng)協(xié)調(diào)統(tǒng)一,共同完成生命活動”的觀念,使得學(xué)生體會生物學(xué)知識對健康保護的重要意義,培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注與宣傳健康生活方式的社會責(zé)任意識,從而提升了學(xué)生跨學(xué)科解決問題的能力。