跨學(xué)科研究性學(xué)習(xí)在初中科學(xué)教育中的實(shí)踐

隨著教育理念的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，跨學(xué)科學(xué)習(xí)與研究性學(xué)習(xí)對(duì)提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)、培養(yǎng)跨學(xué)科思維能力和問(wèn)題解決能力具有重要意義。近年來(lái)，教育部及地方教育部門發(fā)布的一系列政策文件，如《義務(wù)教育課程方案（2022年版）》《廣東省義務(wù)教育階段課程實(shí)施辦法（2024年版）》，為加強(qiáng)跨學(xué)科學(xué)習(xí)與研究性學(xué)習(xí)提供了明確的指導(dǎo)和支持，推動(dòng)了教育實(shí)踐的深人發(fā)展。

一、跨學(xué)科研究性學(xué)習(xí)的教育理論

（一）教育理論基礎(chǔ)

跨學(xué)科教育理論與研究性學(xué)習(xí)教育理論是跨學(xué)科研究性學(xué)習(xí)的理論基石，其核心觀點(diǎn)如下：

1.跨學(xué)科教育理論

該理論涵蓋斯滕伯格的三元智力理論與布魯納的螺旋課程理論等。斯滕伯格的三元智力理論將智力結(jié)構(gòu)分為分析性智力、創(chuàng)造性智力和實(shí)踐性智力三部分，跨學(xué)科教育通過(guò)融合不同學(xué)科的知識(shí)體系與方法論，能有效激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維與實(shí)踐操作能力，促進(jìn)創(chuàng)造性智力和實(shí)踐性智力的培養(yǎng)。布魯納的螺旋課程理論主張學(xué)習(xí)是一個(gè)逐步深化、螺旋式遞進(jìn)的過(guò)程?？鐚W(xué)科教育通過(guò)學(xué)科間的交叉與融合，為學(xué)生提供全面且深入的學(xué)習(xí)路徑，助力知識(shí)的螺旋式上升與積累。

2.研究性學(xué)習(xí)教育理論

該理論深受皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展理論與維果茨基的社會(huì)文化理論影響。皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展理論強(qiáng)調(diào)兒童的認(rèn)知結(jié)構(gòu)是在與環(huán)境的互動(dòng)中逐步構(gòu)建的，研究性學(xué)習(xí)鼓勵(lì)學(xué)生自主探索與實(shí)踐，通過(guò)與環(huán)境的深人互動(dòng)，自主構(gòu)建并豐富個(gè)人的知識(shí)體系。維果茨基的社會(huì)文化理論指出學(xué)習(xí)是社會(huì)化的過(guò)程，學(xué)生在交流與合作中不斷發(fā)展成長(zhǎng)，研究性學(xué)習(xí)通過(guò)小組合作、交流討論等社會(huì)化學(xué)習(xí)方式，為學(xué)生搭建互動(dòng)共享的學(xué)習(xí)平臺(tái)，促進(jìn)知識(shí)與能力的共同提升。

（二）跨學(xué)科學(xué)習(xí)與研究性學(xué)習(xí)：相互促進(jìn)的現(xiàn)代教育要素

1.跨學(xué)科學(xué)習(xí)與研究性學(xué)習(xí)的關(guān)聯(lián)與區(qū)別

跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)與研究性學(xué)習(xí)緊密關(guān)聯(lián)，但各有側(cè)重。從教育理念看，跨學(xué)科學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)知識(shí)整合與應(yīng)用，注重培養(yǎng)綜合素養(yǎng)；研究性學(xué)習(xí)以問(wèn)題解決為核心，通過(guò)開放性問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生研究，實(shí)施方式多樣，更注重自主性、探究性和實(shí)踐性。從實(shí)踐方式看，跨學(xué)科學(xué)習(xí)圍繞特定主題整合多學(xué)科知識(shí)解決問(wèn)題，需跨學(xué)科整合知識(shí)、合作探究、遷移創(chuàng)新；研究性學(xué)習(xí)注重實(shí)際操作和體驗(yàn)，通過(guò)實(shí)踐操作、實(shí)驗(yàn)觀察深化知識(shí)理解。從知識(shí)應(yīng)用看，跨學(xué)科學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)知識(shí)整合融合，形成跨學(xué)科知識(shí)體系和方法論；研究性學(xué)習(xí)注重知識(shí)應(yīng)用創(chuàng)新，通過(guò)問(wèn)題解決深化理解，培養(yǎng)創(chuàng)新和實(shí)踐能力。

2.跨學(xué)科學(xué)習(xí)與研究性學(xué)習(xí)是相互促進(jìn)的關(guān)系

跨學(xué)科學(xué)習(xí)與研究性學(xué)習(xí)之間存在著密切的關(guān)系，兩者相互促進(jìn)，共同構(gòu)成了現(xiàn)代教育體系中的重要組成部分。

一是可拓寬研究視野與培養(yǎng)綜合素養(yǎng)?？鐚W(xué)科學(xué)習(xí)鼓勵(lì)學(xué)生跨越傳統(tǒng)學(xué)科界限，將不同學(xué)科的知識(shí)和技能融合起來(lái)，共同探究實(shí)際問(wèn)題。這為學(xué)生提供了一個(gè)更加開放和多元的學(xué)習(xí)環(huán)境，有助于拓寬學(xué)生的研究視野，發(fā)現(xiàn)新的研究問(wèn)題和方向。通過(guò)跨學(xué)科的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠培養(yǎng)綜合素養(yǎng)，包括跨學(xué)科思維能力、問(wèn)題解決能力、批判性思維和創(chuàng)新能力等，這些都是現(xiàn)代教育所追求的核心素養(yǎng)。

二是可增強(qiáng)問(wèn)題解決與知識(shí)應(yīng)用能力?？鐚W(xué)科學(xué)習(xí)強(qiáng)調(diào)知識(shí)的整合與應(yīng)用，要求學(xué)生在解決問(wèn)題的過(guò)程中綜合運(yùn)用不同學(xué)科的知識(shí)和方法。這一教育理念有助于培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題解決能力和知識(shí)應(yīng)用能力，使學(xué)生能夠更加全面地理解和分析問(wèn)題，提出有效的解決方案。通過(guò)跨學(xué)科的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)、問(wèn)題式學(xué)習(xí)或探究式學(xué)習(xí)等方式，學(xué)生能夠在實(shí)踐中深化對(duì)知識(shí)的理解，并將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題，從而增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力。

三是可深化跨學(xué)科知識(shí)整合與教育學(xué)理論實(shí)踐。研究性學(xué)習(xí)通常圍繞特定的問(wèn)題或主題展開，需要學(xué)生進(jìn)行深人的探究和思考。在解決問(wèn)題的過(guò)程中，學(xué)生將不同學(xué)科的知識(shí)和方法進(jìn)行融合，這有助于培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)整合能力。同時(shí)，從教育學(xué)的角度來(lái)看，跨學(xué)科學(xué)習(xí)與研究性學(xué)習(xí)的結(jié)合也為教育學(xué)理論的實(shí)踐提供了新的途徑。教師可以通過(guò)設(shè)計(jì)跨學(xué)科的研究性學(xué)習(xí)項(xiàng)目，將教育學(xué)理論與實(shí)際教學(xué)相結(jié)合，探索更加有效的教學(xué)策略和方法，從而推動(dòng)教育的實(shí)踐與發(fā)展。

二、跨學(xué)科研究性學(xué)習(xí)的路徑設(shè)計(jì)

以“大米奧秘探索”為例，其路徑設(shè)計(jì)清晰體現(xiàn)了跨學(xué)科研究性學(xué)習(xí)在初中科學(xué)教育中的教學(xué)優(yōu)勢(shì)。

（一）選定跨學(xué)科問(wèn)題

教師需從真實(shí)情境中提煉出跨學(xué)科問(wèn)題，這些問(wèn)題應(yīng)涉及多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)或原理。基于初中生的認(rèn)知特征，以“大米奧秘探索”為例提取幾個(gè)可行的跨學(xué)科問(wèn)題（見(jiàn)表1）：

這些跨學(xué)科問(wèn)題旨在引導(dǎo)學(xué)生探索大米的奧秘，從大米的種類與分布、生長(zhǎng)環(huán)境、營(yíng)養(yǎng)成分、烹飪方法到儲(chǔ)存保鮮等多個(gè)維度深入了解大米，通過(guò)實(shí)踐操作、實(shí)驗(yàn)觀察、小組討論等方式，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、解決問(wèn)題的能力，以及團(tuán)隊(duì)合作和創(chuàng)新精神。

（二）設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題

將跨學(xué)科問(wèn)題拆解為一系列具有遞進(jìn)關(guān)系的驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題，這些問(wèn)題應(yīng)能夠引導(dǎo)學(xué)生逐步深人探究。如針對(duì)“大來(lái)的營(yíng)養(yǎng)成分探究”可設(shè)計(jì)以下問(wèn)題：

大米的主要營(yíng)養(yǎng)成分是什么？不同種類大米的營(yíng)養(yǎng)成分有什么差異？大米中的營(yíng)養(yǎng)成分如何影響我們的健康？如何通過(guò)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)檢測(cè)大米中的營(yíng)養(yǎng)成分？等等。

設(shè)計(jì)這些有遞進(jìn)關(guān)系的驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題，不僅能夠幫助學(xué)生深入了解大米的營(yíng)養(yǎng)成分，還能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、實(shí)驗(yàn)操作技能和團(tuán)隊(duì)合作精神，使學(xué)生通過(guò)實(shí)際操作和實(shí)驗(yàn)更直觀地理解科學(xué)知識(shí)，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)的興趣和探索欲望。

（三）制訂學(xué)習(xí)目標(biāo)

根據(jù)學(xué)科核心知識(shí)和學(xué)生的認(rèn)知水平，制訂基于立德樹人根本任務(wù)、以核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的學(xué)習(xí)目標(biāo)，涵蓋學(xué)生全面發(fā)展核心素養(yǎng)的三個(gè)維度六大素養(yǎng)。以“大米營(yíng)養(yǎng)成分探究\"問(wèn)題為例，學(xué)習(xí)目標(biāo)如下：

1.文化基礎(chǔ)維度

了解大米在不同文化中的象征意義和飲食習(xí)俗，培養(yǎng)學(xué)生的人文情懷和文化自信；引導(dǎo)學(xué)生掌握大米營(yíng)養(yǎng)成分的基本知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的興趣和探索精神。

2.自主發(fā)展維度

鼓勵(lì)學(xué)生自主查閱資料、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和信息獲取、處理能力；讓學(xué)生了解合理膳食中大米的攝入量和搭配原則，以達(dá)到營(yíng)養(yǎng)均衡的目的，幫助學(xué)生樹立正確的健康生活觀念。

3.社會(huì)參與維度

討論學(xué)校食堂中存在的糧食浪費(fèi)現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注社會(huì)問(wèn)題，增強(qiáng)責(zé)任擔(dān)當(dāng)意識(shí)；組織學(xué)生開展與大米營(yíng)養(yǎng)成分相關(guān)的實(shí)踐活動(dòng)，如制作大米營(yíng)養(yǎng)成分宣傳手冊(cè)，向社區(qū)居民宣傳健康飲食知識(shí)等，以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐創(chuàng)新能力。

三、教學(xué)過(guò)程

（一）選題環(huán)節(jié)

通過(guò)播放關(guān)于大米種植、收割、加工和烹飪的視頻，展示不同種類大米的圖片引入主題，激發(fā)學(xué)生對(duì)大米研究的興趣。

組織學(xué)生成立研究小組，分組討論，鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)個(gè)人興趣和小組優(yōu)勢(shì)選擇問(wèn)題（如“大來(lái)的種類與分布探究\"“大米的營(yíng)養(yǎng)成分探究\"等），頭腦風(fēng)暴確定跨學(xué)科研究主題，該主題應(yīng)該與真實(shí)情境中的問(wèn)題密切相關(guān)，能夠有效整合各學(xué)科的學(xué)習(xí)內(nèi)容與核心素養(yǎng)，促進(jìn)解決真實(shí)世界的復(fù)雜問(wèn)題。根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知特征，研究問(wèn)題應(yīng)當(dāng)既有趣味性又易于理解，同時(shí)能夠激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探索精神。

（二）規(guī)劃環(huán)節(jié)

各小組根據(jù)選定主題，明確研究目標(biāo)、方法和步驟，制訂詳細(xì)的研究計(jì)劃。例如，研究“大米的營(yíng)養(yǎng)成分”的小組進(jìn)行碘酒測(cè)試來(lái)檢測(cè)淀粉含量，并查閱營(yíng)養(yǎng)表了解其他營(yíng)養(yǎng)成分，收集必要的實(shí)驗(yàn)材料（如顯微鏡、碘酒、大米樣品等）、文獻(xiàn)資料等，做好資源準(zhǔn)備。

（三）實(shí)施環(huán)節(jié)

按照計(jì)劃進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、觀察、記錄。例如，研究“大來(lái)的儲(chǔ)存與保鮮”的小組設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，觀察不同溫度、濕度下大米的儲(chǔ)存情況。鼓勵(lì)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐，如研究“大米的烹飪方法”的小組，進(jìn)行烹飪實(shí)驗(yàn)，探索不同烹飪方法對(duì)大米口感和營(yíng)養(yǎng)保留的影響。

（四）總結(jié)環(huán)節(jié)

各小組通過(guò)PPT、海報(bào)、視頻等形式展示研究成果。例如，研究“大米的烹飪方法\"的小組制作包含各種大米實(shí)物照片和口感描述的展示板。引導(dǎo)學(xué)生反思研究過(guò)程，評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)成果，提出改進(jìn)建議。

（五）拓展延伸環(huán)節(jié)

鼓勵(lì)學(xué)生將研究成果應(yīng)用于日常生活，如創(chuàng)新烹飪方法的家庭實(shí)踐，參與社區(qū)科普活動(dòng)，向社區(qū)居民介紹研究成果，傳播科學(xué)知識(shí)。

（六）評(píng)價(jià)與反饋環(huán)節(jié)

評(píng)價(jià)包括過(guò)程性評(píng)價(jià)和結(jié)果性評(píng)價(jià)。過(guò)程性評(píng)價(jià)關(guān)注學(xué)生在研究過(guò)程中的參與度、合作情況、創(chuàng)新思維等，通過(guò)觀察學(xué)生在小組討論和實(shí)驗(yàn)中的表現(xiàn)來(lái)評(píng)估學(xué)生的合作和創(chuàng)新精神，具體評(píng)價(jià)指標(biāo)可包括承擔(dān)分工任務(wù)、提出核心觀點(diǎn)、加工和創(chuàng)新觀點(diǎn)、設(shè)計(jì)探究方案、開展自主學(xué)習(xí)、信息加工分析、提出新穎獨(dú)特的想法等。結(jié)果性評(píng)價(jià)通過(guò)成果展示、研究報(bào)告等評(píng)估學(xué)生知識(shí)的掌握程度，根據(jù)各小組的展示內(nèi)容和質(zhì)量來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生的研究成果。具體評(píng)價(jià)指標(biāo)可包括作品的科學(xué)性、條理性、藝術(shù)性等。

根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果，及時(shí)反饋學(xué)情，便于及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略，優(yōu)化學(xué)習(xí)路徑。例如，如果發(fā)現(xiàn)學(xué)生在某個(gè)問(wèn)題上遇到困難較多，可以增加相關(guān)的輔導(dǎo)材料或調(diào)整實(shí)驗(yàn)難度。

四、反思與建議

（一）教學(xué)反思

1.跨學(xué)科整合的深度與廣度有待更深入

在“大米奧秘探索”教學(xué)中，雖然我們已經(jīng)嘗試從生物學(xué)、食品科學(xué)、地理學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)等多個(gè)角度對(duì)大米進(jìn)行綜合研究，但在實(shí)際操作中，發(fā)現(xiàn)不同學(xué)科之間的融合仍有待加深。例如，在探討大米的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值時(shí)，如果能更深入地引入生物、化學(xué)知識(shí)，分析大米中的特定成分如何影響人體代謝與健康，將使研究更加透徹。同時(shí)，增加實(shí)地考察環(huán)節(jié)，如訪問(wèn)稻田基地，觀察不同生態(tài)環(huán)境對(duì)大米生長(zhǎng)的影響，可以拓寬學(xué)生的視野，增強(qiáng)實(shí)踐操作能力。

2.學(xué)生的參與度有待提升

雖然教學(xué)時(shí)注重學(xué)生的主體性，但在實(shí)施過(guò)程中，部分學(xué)生的積極性和參與度仍有提升空間。這可能與任務(wù)分配、興趣激發(fā)以及反饋機(jī)制有關(guān)。未來(lái)，可以通過(guò)設(shè)置更多小組合作項(xiàng)目，鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)個(gè)人興趣選擇研究方向，并定期進(jìn)行小組展示和互評(píng)，增加互動(dòng)性和競(jìng)爭(zhēng)性，從而提高整體參與度。

3.資源利用與技術(shù)支持要得到重視

教學(xué)實(shí)施過(guò)程中，對(duì)于圖書館資源、網(wǎng)絡(luò)資源以及實(shí)驗(yàn)室設(shè)備的利用不夠充分。為了提升研究效率和質(zhì)量，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的信息檢索技能培訓(xùn)，引導(dǎo)學(xué)生有效利用數(shù)據(jù)庫(kù)、專業(yè)網(wǎng)站等資源。同時(shí)，加強(qiáng)與高?；蜓芯繖C(jī)構(gòu)的合作，爭(zhēng)取更多實(shí)驗(yàn)和技術(shù)支持，使得學(xué)生能夠進(jìn)行更高水平的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)分析。

4.活動(dòng)設(shè)計(jì)注重趣味性，理實(shí)結(jié)合

初中生處于青春期，好奇心強(qiáng)，喜歡動(dòng)手實(shí)踐，但注意力易分散，抽象思維能力正在發(fā)展中。因此，設(shè)計(jì)活動(dòng)時(shí)應(yīng)注重趣味性、直觀性和可操作性，同時(shí)適當(dāng)引人理論知識(shí)，促進(jìn)學(xué)生理論與實(shí)踐相結(jié)合。

（二）進(jìn)一步建議

1.實(shí)施個(gè)性化學(xué)習(xí)路徑

教師利用數(shù)字化學(xué)習(xí)平臺(tái)，為學(xué)生提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)資源和路徑規(guī)劃。通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查、興趣測(cè)試等方式，了解每位學(xué)生的興趣和強(qiáng)項(xiàng)，定制適合學(xué)生的研究任務(wù)和閱讀材料，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的針對(duì)性和有效性。具體措施包括：（1）分層教學(xué)，因材施教?？筛鶕?jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和基礎(chǔ)，將學(xué)生分為不同的層次，如A層（學(xué)優(yōu)生）B層（中等生）C層（學(xué)困生）。針對(duì)不同層次的學(xué)生，制定難度相當(dāng)?shù)慕虒W(xué)目標(biāo)和教學(xué)內(nèi)容。（2）小組合作，互助學(xué)習(xí)。將學(xué)生分成小組，開展合作學(xué)習(xí)活動(dòng)。在小組合作過(guò)程中，教師引導(dǎo)學(xué)生互相交流、互相幫助，共同解決問(wèn)題。（3）創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)興趣。利用多媒體教學(xué)手段，將抽象的科學(xué)知識(shí)與實(shí)際生活相結(jié)合，創(chuàng)設(shè)生動(dòng)有趣的學(xué)習(xí)情境。例如，在講解大米的生長(zhǎng)環(huán)境時(shí)，可通過(guò)動(dòng)畫演示或?qū)嵨锬Ｐ蛠?lái)展示大米的生長(zhǎng)過(guò)程，讓學(xué)生直觀感受科學(xué)的魅力。

2.加強(qiáng)實(shí)踐

如有條件可與本地農(nóng)業(yè)合作社、稻米加工企業(yè)加強(qiáng)合作，組織學(xué)生參觀學(xué)習(xí)，甚至參與實(shí)際的種植、收割和加工過(guò)程。這不僅能讓學(xué)生親身體驗(yàn)大米生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，還能促進(jìn)對(duì)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)文化的理解和尊重，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。

3.建立持續(xù)反饋與評(píng)估機(jī)制

實(shí)施定期的自我反思、同伴評(píng)價(jià)和導(dǎo)師反饋機(jī)制。鼓勵(lì)學(xué)生定期進(jìn)行自我反思，填寫自我評(píng)價(jià)表，反思自己的表現(xiàn)和學(xué)習(xí)過(guò)程中的收獲與不足；實(shí)施同伴互評(píng)，學(xué)生之間互相評(píng)價(jià)對(duì)方的研究成果，并提出意見(jiàn)和建議；教師定期對(duì)學(xué)生的研究過(guò)程和成果進(jìn)行反饋，提供專業(yè)的指導(dǎo)和建議等，確保學(xué)生在研究過(guò)程中不斷得到指導(dǎo)和調(diào)整。同時(shí)，搭建展示平臺(tái)，鼓勵(lì)學(xué)生展示研究成果，接受更廣泛的評(píng)價(jià)和建議，促進(jìn)相互學(xué)習(xí)和成長(zhǎng)。

五、結(jié)論

本文以“大米奧秘探索”為例，不僅能夠充分利用其易獲得性和熟悉性的優(yōu)勢(shì)，還能有效滿足初中生對(duì)趣味性、直觀性和可操作性的學(xué)習(xí)需求，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)探索精神的培養(yǎng)和跨學(xué)科學(xué)習(xí)能力的提升，是一次兼具教育性和趣味性的教學(xué)實(shí)踐

跨學(xué)科學(xué)習(xí)與研究性學(xué)習(xí)的有機(jī)結(jié)合，可以拓寬學(xué)生的研究視野，增強(qiáng)學(xué)生的問(wèn)題解決能力，并深化跨學(xué)科知識(shí)的整合。未來(lái)，隨著教育理念的不斷進(jìn)步和教育實(shí)踐的深人發(fā)展，跨學(xué)科研究性學(xué)習(xí)將在初中科學(xué)教育中發(fā)揮更加重要的作用。

（作者單位：東莞市萬(wàn)江第二中學(xué)）

編輯：張國(guó)仁