創(chuàng)新素養(yǎng)培養(yǎng)視角下的初中生物跨學(xué)科探究活動設(shè)計與實踐

摘 要：《義務(wù)教育生物學(xué)課程標準（2022年版）》新增了跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)內(nèi)容，強調(diào)綜合化學(xué)習(xí)，旨在提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)?；诖耍治隽藙?chuàng)新素養(yǎng)培養(yǎng)對初中生發(fā)展的意義，并進一步探討了初中生物學(xué)與語文、數(shù)學(xué)、化學(xué)、物理、地理、道德與法治等學(xué)科的結(jié)合路徑。研究表明，創(chuàng)新素養(yǎng)培養(yǎng)視角下的初中生物跨學(xué)科探究活動能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，提升其語言表達能力、邏輯思維能力、實驗操作能力、團隊協(xié)作能力以及社會責(zé)任感，為培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神和實踐能力的人才奠定堅實基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：創(chuàng)新素養(yǎng)；初中生物；跨學(xué)科探究活動；實踐能力

在當(dāng)今社會，創(chuàng)新已成為推動國家發(fā)展和提升國際競爭力的核心要素。初中生作為未來社會的建設(shè)者和接班人，其創(chuàng)新素養(yǎng)的培養(yǎng)尤為重要。創(chuàng)新素養(yǎng)不僅關(guān)乎個體的思維能力和問題解決能力，也是其綜合素質(zhì)的重要體現(xiàn)。

一、創(chuàng)新素養(yǎng)培養(yǎng)對初中生發(fā)展的意義

（一）對初中生思維能力的提升作用

創(chuàng)新素養(yǎng)在初中階段具有舉足輕重的地位，它不僅是學(xué)生未來學(xué)習(xí)和工作的核心競爭力，更是推動社會進步與發(fā)展的重要基石。對于初中生而言，創(chuàng)新素養(yǎng)的價值首先體現(xiàn)在對思維能力的顯著提升上。相較于側(cè)重知識灌輸與記憶的傳統(tǒng)教育模式，指向創(chuàng)新素養(yǎng)培養(yǎng)的教學(xué)鼓勵學(xué)生主動探索、勇于質(zhì)疑，注重學(xué)生思維的活躍性與批判性［1］，鼓勵學(xué)生在解決問題時采用創(chuàng)造性方法。例如，在“利用生物技術(shù)改善校園環(huán)境”的探究活動中，學(xué)生需要觀察校園內(nèi)存在的環(huán)境問題，如垃圾處理不當(dāng)、綠化不足等，并運用所學(xué)知識設(shè)計和落實解決方案。在這一過程中，學(xué)生能夠發(fā)揮想象力，將理論知識轉(zhuǎn)化為實際操作，從而提升實踐能力與創(chuàng)新思維。

（二）對初中生綜合素質(zhì)的培養(yǎng)作用

創(chuàng)新素養(yǎng)的培養(yǎng)不僅限于思維層面的提升，對初中生的綜合素質(zhì)也具有深遠影響。在跨學(xué)科探究活動中，學(xué)生需要自主查閱資料、設(shè)計實驗、分析數(shù)據(jù)，這一過程促使學(xué)生從被動接受知識轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃犹剿?，能夠培養(yǎng)他們的學(xué)習(xí)主動性和獨立性。創(chuàng)新素養(yǎng)的培養(yǎng)有助于提升學(xué)生的團隊協(xié)作能力?？鐚W(xué)科探究活動通常需要小組合作完成，學(xué)生在團隊中扮演不同角色，如項目負責(zé)人、數(shù)據(jù)記錄員、報告撰寫人等。通過分工合作，溝通交流，共同解決問題，學(xué)生不僅能夠鍛煉組織協(xié)調(diào)能力，還能培養(yǎng)團隊精神與合作意識。創(chuàng)新素養(yǎng)的培養(yǎng)還有助于學(xué)生社會責(zé)任感的形成。例如，在“生物多樣性保護”主題的探究活動中，學(xué)生在了解生物多樣性的現(xiàn)狀和重要性后，往往會更加關(guān)注環(huán)境保護問題，積極參與到實際的保護行動中。在這一過程中，學(xué)生將深刻認識到個人行為對社會的影響，進而增強社會責(zé)任感與使命感。

二、初中生物跨學(xué)科探究活動與創(chuàng)新素養(yǎng)培養(yǎng)的結(jié)合路徑

（一）與語文學(xué)科結(jié)合：提升表達與創(chuàng)新能力

1.提升描述與解讀生物實驗的能力

實驗探究是學(xué)習(xí)生物學(xué)的重要途徑。準確、生動地描述和解讀實驗過程與結(jié)果，是學(xué)生需要掌握的技能，而語文學(xué)科中的敘述、描寫、議論等表達方式，能為這一技能的提升提供有力支持。例如，在“觀察草履蟲的結(jié)構(gòu)和運動”實驗中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生運用語文中的細節(jié)描寫技巧，生動地描繪草履蟲的形態(tài)特征、運動方式，以及實驗中的關(guān)鍵步驟；還可以鼓勵學(xué)生使用比喻、擬人等修辭手法，使實驗報告更加生動有趣。通過結(jié)合語文知識撰寫實驗反思或?qū)嶒瀳蟾?，學(xué)生能夠進一步鍛煉邏輯思維能力和批判性思維，學(xué)會用準確、嚴謹?shù)恼Z言表達科學(xué)觀點。

2.融合語文元素創(chuàng)新生物學(xué)習(xí)材料

傳統(tǒng)的生物學(xué)習(xí)材料多側(cè)重于科學(xué)知識的傳授，往往忽略了語言的魅力與文化內(nèi)涵。將語文元素融入生物學(xué)習(xí)材料，能使學(xué)生在掌握科學(xué)知識的同時，感受語言的韻律之美和文化的深厚底蘊。例如，教師可以選取與生物相關(guān)的古詩詞或成語，如“春種一粒粟，秋收萬顆子”（描述生物繁殖過程）、“螳螂捕蟬，黃雀在后”（反映生物間的食物鏈關(guān)系）等，作為生物課堂的引入或討論話題。這些詩文不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，還能幫助其從文化的角度理解生物現(xiàn)象，拓寬視野。此外，教師還可以鼓勵學(xué)生創(chuàng)作與生物相關(guān)的科普文章、詩歌、劇本等文學(xué)作品。例如，以“生物多樣性保護”為主題，學(xué)生可以撰寫一篇科普文章，介紹生物多樣性的重要性及保護措施；或者創(chuàng)作一首詩歌，歌頌大自然的美麗與生命的奇跡；甚至編寫劇本，用角色扮演的方式模擬生物間的相互作用，展現(xiàn)生態(tài)平衡的重要性。

（二）與數(shù)學(xué)學(xué)科結(jié)合：培養(yǎng)邏輯思維與探究精神

1.利用數(shù)學(xué)工具深化生物學(xué)問題分析

生物學(xué)研究涉及大量數(shù)據(jù)，而數(shù)學(xué)正是處理數(shù)據(jù)，揭示其背后規(guī)律的有力工具。在數(shù)學(xué)工具的輔助下，學(xué)生可以更加深入地理解生物現(xiàn)象，提升問題分析的準確性和深度［2］。例如，在學(xué)習(xí)種群生態(tài)學(xué)時，學(xué)生可以利用數(shù)學(xué)中的指數(shù)增長模型和邏輯斯蒂增長模型來描述種群數(shù)量的變化，基于實際數(shù)據(jù)，繪制種群增長曲線，計算增長率、環(huán)境容納量等關(guān)鍵參數(shù)。這不僅有助于學(xué)生加深對種群增長規(guī)律的理解，還能鍛煉他們的數(shù)據(jù)處理能力和數(shù)學(xué)建模能力。又如，在學(xué)習(xí)遺傳學(xué)時，學(xué)生可以利用概率論和統(tǒng)計學(xué)知識，分析基因型、表現(xiàn)型的分布規(guī)律，計算雜交后代的基因型和表現(xiàn)型比例，評估遺傳病的發(fā)病風(fēng)險，從而直觀地理解基因遺傳規(guī)律，提高對遺傳學(xué)原理的掌握程度。

2.借助數(shù)學(xué)思維提升生物實驗的嚴謹性

數(shù)學(xué)思維強調(diào)邏輯嚴密、推理嚴謹，這與生物實驗的要求高度契合。在生物實驗中，運用數(shù)學(xué)思維有助于學(xué)生更加科學(xué)地設(shè)計實驗方案、控制實驗條件、分析實驗結(jié)果，提升實驗的嚴謹性和可靠性。例如，在“光合作用中光反應(yīng)與暗反應(yīng)的關(guān)系”實驗中，學(xué)生可以借鑒控制變量的思想，通過改變光照強度、二氧化碳濃度等單一變量，觀察并記錄光合作用速率的變化。這樣，學(xué)生不僅能夠準確探討各變量對光合作用的影響，還能培養(yǎng)實驗設(shè)計能力與數(shù)據(jù)分析能力。

（三）與化學(xué)學(xué)科結(jié)合：促進知識轉(zhuǎn)化與創(chuàng)新應(yīng)用

1.融合生物化學(xué)知識以加深理解

將生物化學(xué)知識融入生物教學(xué)中，有利于學(xué)生更全面地理解生命現(xiàn)象，促進其對化學(xué)原理的深入掌握。例如，在講解蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能時，教師可以引導(dǎo)學(xué)生回顧化學(xué)中的氨基酸、肽鍵等概念，解釋蛋白質(zhì)是如何由氨基酸的脫水縮合形成的，以及蛋白質(zhì)的一級、二級、三級和四級結(jié)構(gòu)如何決定其生物功能，以化學(xué)原理在生物學(xué)中的具體應(yīng)用加深學(xué)生對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的理解。又如，在探討糖類的代謝時，教師可以結(jié)合化學(xué)中的氧化還原反應(yīng)和酶催化作用，闡述葡萄糖如何經(jīng)過一系列化學(xué)反應(yīng)在細胞內(nèi)釋放能量，并生成二氧化碳和水。在這一過程中，學(xué)生不僅能夠理解糖類的代謝途徑，還能掌握化學(xué)反應(yīng)在生物體內(nèi)的調(diào)控機制。

2.在生物學(xué)探究中應(yīng)用化學(xué)實驗方法

化學(xué)實驗方法是科學(xué)研究的重要工具，其在生物學(xué)探究中的應(yīng)用同樣具有不可替代的作用。以化學(xué)實驗的精確性和可控性為導(dǎo)向，學(xué)生能夠更加科學(xué)地探索生命現(xiàn)象，驗證生物學(xué)原理。例如，在進行“DNA的粗提取與鑒定”實驗時，教師可以引導(dǎo)學(xué)生運用化學(xué)中的“溶解與沉淀”原理，選擇合適的溶劑和沉淀劑，從生物材料中提取DNA，或是利用電泳技術(shù)等化學(xué)實驗技術(shù)，觀察DNA的遷移情況，驗證其存在和純度。

（四）與物理學(xué)科結(jié)合：探究原理與拓寬視野

1.應(yīng)用物理學(xué)原理解釋生物現(xiàn)象

作為自然科學(xué)的基礎(chǔ)，物理學(xué)在解釋生物現(xiàn)象時同樣展現(xiàn)出強大的力量。應(yīng)用物理學(xué)原理解釋生物現(xiàn)象，可以幫助學(xué)生更深入地理解生命活動的本質(zhì)與規(guī)律。例如，在解釋“植物向光性”這一現(xiàn)象時，教師可以引入物理學(xué)中的光學(xué)原理。植物葉片中的光合作用色素能夠吸收光能并將其轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，而光線的方向性使植物能夠感知光源的位置?；诠獾闹本€傳播、光的反射等物理學(xué)原理，學(xué)生可以理解植物如何通過調(diào)整生長方向來最大化地接收光照，以滿足光合作用的需求［3］，進而理解植物向光性的生物學(xué)意義，深刻體會到物理學(xué)原理在生物學(xué)中的應(yīng)用價值。

2.在生物物理學(xué)科交叉領(lǐng)域中拓寬視野

在生物物理學(xué)交叉領(lǐng)域的學(xué)習(xí)中，學(xué)生能夠接觸到前沿的科學(xué)研究，培養(yǎng)跨學(xué)科的創(chuàng)新思維和實踐能力。例如，在生物力學(xué)的學(xué)習(xí)中，學(xué)生可以探索生物體在力學(xué)作用下的行為與響應(yīng)。通過研究骨骼的力學(xué)特性、肌肉的收縮機制以及生物材料的力學(xué)性能等，學(xué)生能夠了解生物體如何適應(yīng)和應(yīng)對力學(xué)環(huán)境的變化，以及這些原理是如何應(yīng)用于生物醫(yī)學(xué)工程、康復(fù)醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的。這不僅能拓寬學(xué)生的知識視野，還能為他們未來的科學(xué)研究與技術(shù)創(chuàng)新提供思路和方向。又如，在生物光學(xué)的研究中，學(xué)生可以探究生物體與光的相互作用。通過研究生物發(fā)光現(xiàn)象、生物組織對光的吸收和散射特性、光學(xué)成像技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用等，學(xué)生可以深入了解生物光學(xué)的基本原理和前沿進展，認識生物光學(xué)成像、光療等領(lǐng)域。這不僅能提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，還能為其未來的職業(yè)發(fā)展提供更多的可能。

（五）與地理學(xué)科結(jié)合：增強社會責(zé)任感與環(huán)境保護意識

地理知識，特別是關(guān)于氣候、地形、水文等自然要素的知識，對于理解生物生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能至關(guān)重要。在生物生態(tài)系統(tǒng)的分析中融入地理知識，有助于學(xué)生深入領(lǐng)會生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性，為環(huán)境保護和管理提供科學(xué)依據(jù)［4］。例如，在分析亞馬遜雨林的生態(tài)系統(tǒng)時，教師可以讓學(xué)生考慮亞馬遜雨林所處的地理位置（赤道附近、熱帶雨林氣候區(qū)）、地形特征（平坦廣闊、河流縱橫）以及水文條件（降水豐富、河流眾多）對生物多樣性的影響，通過引導(dǎo)學(xué)生探討人類活動（如森林砍伐、農(nóng)業(yè)擴張）是如何改變這些地理要素，對生態(tài)系統(tǒng)造成破壞的，激發(fā)學(xué)生對生態(tài)保護的思考。

生物與地理的結(jié)合為學(xué)生分析生態(tài)系統(tǒng)提供了工具，是培養(yǎng)學(xué)生生態(tài)保護意識的重要途徑。通過學(xué)習(xí)生物地理學(xué)，學(xué)生可以深刻認識到人類與自然環(huán)境的緊密聯(lián)系，以及保護生態(tài)環(huán)境對人類可持續(xù)發(fā)展的重要性。教師可以組織學(xué)生開展生物多樣性調(diào)查活動，實地考察不同地理區(qū)域（如山地、濕地、城市綠地）的生物多樣性，直觀感受生態(tài)系統(tǒng)的豐富性和脆弱性。在調(diào)查過程中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生思考生物多樣性在維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定、促進物質(zhì)循環(huán)與能量流動中的重要作用，以及人類活動對生物多樣性的威脅。這樣的跨學(xué)科實踐活動能提高學(xué)生的實踐能力，讓他們在實踐中深刻體會生態(tài)保護的重要性。

（六）與道德與法治學(xué)科結(jié)合：培養(yǎng)人文素養(yǎng)與正確價值觀

生命倫理教育是生物教學(xué)的重要組成部分，關(guān)乎學(xué)生對生命價值的認知、對科研道德的把握以及對社會責(zé)任的擔(dān)當(dāng)。將道德與法治學(xué)科知識融入生命倫理教育，有助于學(xué)生深刻理解生命倫理的內(nèi)涵，形成正確的生命觀和科研觀。例如，在講授基因編輯技術(shù)時，教師可以探討基因編輯技術(shù)的倫理邊界和社會影響。教師可以進行案例分析，引導(dǎo)學(xué)生思考基因編輯技術(shù)的合理使用與濫用之間的界限，以及科學(xué)家在科研活動中應(yīng)承擔(dān)的道德責(zé)任，從而增強學(xué)生的倫理意識，使他們認識到科技發(fā)展與倫理規(guī)范之間的緊密關(guān)系。

生物學(xué)和道德與法治學(xué)科的融合，不僅限于生命倫理教育，還要貫穿于生物教學(xué)的全過程［5］。這一融合教學(xué)可以讓學(xué)生更全面地理解生命科學(xué)的真諦，提升人文素養(yǎng)，樹立正確的價值觀。教師可以介紹生物學(xué)史上的重大發(fā)現(xiàn)或科學(xué)家的故事，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)精神和創(chuàng)新精神。例如，介紹孟德爾的豌豆實驗，達爾文的進化論等科學(xué)發(fā)現(xiàn)，以及這些發(fā)現(xiàn)背后科學(xué)家們的堅韌不拔與勇于探索的精神，讓學(xué)生了解科學(xué)發(fā)現(xiàn)的艱辛和偉大，激發(fā)他們的科學(xué)興趣和創(chuàng)新意識，培養(yǎng)他們的科學(xué)素養(yǎng)與人文精神。

總結(jié)

創(chuàng)新素養(yǎng)培養(yǎng)是教育改革的重要方向，而生物跨學(xué)科探究活動為實現(xiàn)這一目標提供了有效路徑。初中生物學(xué)與語文、數(shù)學(xué)、化學(xué)、物理、地理、道德與法治等多學(xué)科的融合，能夠提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和實踐能力，激發(fā)其創(chuàng)新思維。教師需要不斷提升自身的跨學(xué)科素養(yǎng)和教學(xué)能力，以更好地引導(dǎo)學(xué)生參與跨學(xué)科探究活動，實現(xiàn)創(chuàng)新素養(yǎng)的全面提升。

［參考文獻］

［1］溫衛(wèi)紅.核心素養(yǎng)視域下的初中生物跨學(xué)科融合教學(xué)研究［J］.山西教育（教學(xué)），2024（6）：81-82.

［2］盧妍，黃超凡.基于跨學(xué)科視域下初中生物教學(xué)實踐路徑初探［J］.智慧中國，2023（5）：74-76.

［3］吳天福.探跨學(xué)科切入點潤色物理課堂教學(xué)：跨學(xué)科學(xué)習(xí)視域下初中物理教學(xué)探索［J］.讀寫算，2024（29）：40-42.

［4］劉昭.核心素養(yǎng)視域下初中地理跨學(xué)科教學(xué)實踐［J］.華夏教師，2024（22）：109-111.

［5］陳翠紅.跨學(xué)科視域下初中物理實踐類作業(yè)設(shè)計與實施研究［J］.考試周刊，2024（28）：107-111.