基于核心概念和“問(wèn)題鏈”的初中生命科學(xué)和地理跨學(xué)科教學(xué)實(shí)踐

王文娟 閆白洋

摘要開發(fā)了基于核心概念和“問(wèn)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(jìn)行了教學(xué)實(shí)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(wèn)題鏈

中圖分類號(hào)G633. 91文獻(xiàn)標(biāo)志碼B

2021年6月，上海市中考第一次進(jìn)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(diǎn)。下面基于核心概念和“問(wèn)題鏈”進(jìn)行了生命科學(xué)和地理跨學(xué)科教學(xué)實(shí)踐，希望為一線教師提供參考。

1基于核心概念和“問(wèn)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(jiàn)（試行稿）》中提出，運(yùn)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(shí)、關(guān)鍵能力對(duì)生產(chǎn)生活情境中的實(shí)際問(wèn)題加以分析，提高學(xué)生在解決真實(shí)問(wèn)題中信息提取與處理、問(wèn)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(shí)踐基于核心概念和“問(wèn)題鏈”的跨學(xué)科教學(xué)形態(tài)。基于核心概念和“問(wèn)題鏈”跨學(xué)科教學(xué)是以真實(shí)情境為主題，注重地理和生命科學(xué)的核心概念，通過(guò)“問(wèn)題鏈”的方式進(jìn)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(diǎn)。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(guò)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(shí)的框架。然后，教師依托較復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)情境，設(shè)計(jì)真實(shí)情境、真實(shí)任務(wù)。情境應(yīng)該蘊(yùn)含（涉及跨學(xué)科教學(xué)內(nèi)容）較完整的問(wèn)題，具有良好的跨學(xué)科知識(shí)關(guān)聯(lián)性，能貫穿跨學(xué)科學(xué)習(xí)的全過(guò)程。基于情境設(shè)計(jì)梯度問(wèn)題，問(wèn)題導(dǎo)向中的問(wèn)題指向，不是單一、孤立、碎片化的知識(shí)，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(wèn)題鏈。問(wèn)題導(dǎo)向應(yīng)關(guān)注開放性的問(wèn)題，鼓勵(lì)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(wèn)題，提升信息提取與處理、問(wèn)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(guò)程中，教師起到引導(dǎo)、評(píng)價(jià)和反饋的作用。

2基于核心概念和“問(wèn)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(shí)點(diǎn)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(duì)環(huán)境的適應(yīng)性”。初中地理所涉及的主要知識(shí)點(diǎn)是滬教版初中《地理》中“新疆維吾爾自治區(qū)”“地形與地勢(shì)”“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(duì)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(guò)設(shè)置核心問(wèn)題與具有梯度的問(wèn)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(jìn)化與適應(yīng)觀。

2.2設(shè)計(jì)思路

本節(jié)課的設(shè)計(jì)思路是學(xué)生通過(guò)識(shí)別情境中的事物現(xiàn)象（吐魯番的葡萄熟了），提出問(wèn)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(yùn)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(duì)問(wèn)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(guò)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(jī)制（新疆的哈密瓜移栽到上海），最終達(dá)到知識(shí)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(duì)象為九年級(jí)學(xué)生，我校在九年級(jí)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(jí)地理知識(shí)復(fù)習(xí)及八年級(jí)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(shí)，對(duì)跨學(xué)科案例的分析，具有一定的知識(shí)儲(chǔ)備，但是對(duì)于真實(shí)情境中的問(wèn)題，如何建立符合學(xué)科的邏輯關(guān)聯(lián)，以及運(yùn)用地理與生物學(xué)原理來(lái)分析問(wèn)題等尚沒(méi)有形成方法。

2.4教學(xué)目標(biāo)

①通過(guò)經(jīng)歷“吐魯番的葡萄熟了”整個(gè)自主探究學(xué)習(xí)過(guò)程，模仿遷移解決相似案例，從中學(xué)會(huì)從不同的學(xué)科視角分析問(wèn)題的方法，進(jìn)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(guò)現(xiàn)實(shí)生活中的生物、地理相關(guān)的現(xiàn)象或真實(shí)問(wèn)題，來(lái)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(duì)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(shí)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(diǎn)，同時(shí)達(dá)到復(fù)習(xí)鞏固的目的，也為后續(xù)問(wèn)題的解決奠定學(xué)科基礎(chǔ)知識(shí)。

2.5.2尋找概念鏈接錨點(diǎn)

學(xué)生經(jīng)歷上述核心概念的梳理過(guò)程，尋找學(xué)科概念鏈接錨點(diǎn)。教師引導(dǎo)學(xué)生分析，使學(xué)生發(fā)現(xiàn)“生物的生長(zhǎng)一定會(huì)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(zhǎng)聚焦到“光合作用中有機(jī)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(jī)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(guò)來(lái)生物要生長(zhǎng)在某一區(qū)域就必須適應(yīng)這里的環(huán)境，否則無(wú)法生長(zhǎng)、生存、繁殖”等。最終，學(xué)生得出兩者的交叉點(diǎn)為“生物適應(yīng)環(huán)境、環(huán)境影響生物”。

2.5.3設(shè)計(jì)課堂真實(shí)情境

基于以上鏈接錨點(diǎn)，教師設(shè)計(jì)貫通課堂的真實(shí)情境，課前播放新疆特色音樂(lè)、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(wèn)：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(wèn)題：吐魯番的葡萄為什么這么甜？

2.5.4圍繞情境設(shè)計(jì)問(wèn)題

教師圍繞真實(shí)情境，在核心問(wèn)題的引領(lǐng)下，設(shè)計(jì)3個(gè)問(wèn)題鏈。（1）從生命科學(xué)的角度，設(shè)計(jì)梯度問(wèn)題鏈：①甜說(shuō)明什么物質(zhì)多？②從植物光合作用的生理作用來(lái)分析呢？③植物本身細(xì)胞呼吸會(huì)消耗有機(jī)物嗎？④葡萄植株一邊合成有機(jī)物，一邊又消耗有機(jī)物，那為什么糖分還會(huì)積累的多呢？⑤新疆地區(qū)的地理環(huán)境有什么特點(diǎn)呢？（2）從地理環(huán)境的角度，結(jié)合吐魯番平均日照時(shí)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(jì)梯度問(wèn)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(jì)梯度問(wèn)題鏈：①果實(shí)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(lái)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(wèn)題引出3個(gè)問(wèn)題鏈，并設(shè)計(jì)梯度問(wèn)題鏈，以促進(jìn)學(xué)生調(diào)動(dòng)已有的學(xué)科知識(shí)，建立兩個(gè)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(shí)，這也是在一系列梯度問(wèn)題鏈設(shè)計(jì)中自然形成的，而非教師的簡(jiǎn)單灌輸。學(xué)生從不同的學(xué)科視角審視問(wèn)題，提高綜合分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，培養(yǎng)跨學(xué)科思維力以及語(yǔ)言的表達(dá)能力。這也是強(qiáng)化不同學(xué)科核心概念之間相關(guān)聯(lián)的過(guò)程。

2.5.5合作解決問(wèn)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(wèn)題，進(jìn)而完成對(duì)3個(gè)問(wèn)題鏈的回答，最終完成對(duì)核心問(wèn)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(wèn)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(dá)、互相補(bǔ)充。同時(shí)，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(qiáng)化分析方法，總結(jié)解決問(wèn)題的思維方式。

2.5.6教學(xué)評(píng)價(jià)

本節(jié)課上，學(xué)生在經(jīng)歷整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中最主要的學(xué)習(xí)方式就是自主學(xué)習(xí)法。在整個(gè)案例實(shí)施過(guò)程中，教師主要采用了學(xué)生合作評(píng)價(jià)、知識(shí)聯(lián)系評(píng)價(jià)、語(yǔ)言表達(dá)評(píng)價(jià)、方法歸納評(píng)價(jià)、遷移應(yīng)用評(píng)價(jià)等評(píng)價(jià)方式。基于以上教學(xué)實(shí)施評(píng)價(jià)，學(xué)生初步學(xué)會(huì)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(lái)，能從不同的角度分析具體的真實(shí)情境的問(wèn)題，能對(duì)生活中一些現(xiàn)象提出問(wèn)題，用學(xué)科知識(shí)解決問(wèn)題，同時(shí)對(duì)信息的提取、語(yǔ)言的表達(dá)、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(wèn)題鏈”，進(jìn)行了地理和生命科學(xué)跨學(xué)科案例教學(xué)的實(shí)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(shí)情境問(wèn)題的探究、解決問(wèn)題能力的提升、課堂教學(xué)的評(píng)價(jià)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(huì)生命科學(xué)知識(shí)學(xué)習(xí)對(duì)實(shí)踐應(yīng)用的重要性，感悟保護(hù)生態(tài)環(huán)境的重要性，從而提升了學(xué)生解決問(wèn)題的跨學(xué)科能力。