初中生物學(xué)和物理學(xué)學(xué)科交叉水平測量*

林小梅

（廈門市松柏中學(xué) 福建廈門 361012）

目前，我國中學(xué)階段主要施行分科教學(xué)。各科老師僅在各自學(xué)科體系和知識(shí)架構(gòu)內(nèi)進(jìn)行教學(xué)，學(xué)科之間綜合、類比和交流較少。而科學(xué)是內(nèi)在的整體，各個(gè)學(xué)科之間不是彼此獨(dú)立的，它們有共同的源泉和基礎(chǔ)，彼此相互聯(lián)系。[1]解決生活中的問題，也需要綜合各個(gè)學(xué)科的知識(shí)進(jìn)行分析。2020 年9 月，教育部等八部門發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步激發(fā)中小學(xué)辦學(xué)活力的若干意見》中提出了保證教育教學(xué)自主權(quán)的意見，指出學(xué)校在遵循學(xué)科教學(xué)基礎(chǔ)要求基礎(chǔ)上，可自主安排教學(xué)計(jì)劃、自主運(yùn)用教學(xué)方式、自主組織研訓(xùn)活動(dòng)、自主實(shí)施教學(xué)評(píng)價(jià)；對(duì)于學(xué)科間關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，可自主統(tǒng)籌實(shí)施跨學(xué)科綜合性主題教學(xué)。各省市逐步推進(jìn)跨學(xué)科教學(xué)和跨學(xué)科評(píng)價(jià)的發(fā)展。關(guān)于初中生物與其他學(xué)科交叉內(nèi)容的研究，陳秋月梳理了人教版初中生物學(xué)與語文、歷史、思想品德的交叉滲透內(nèi)容，[2]龔文軍[3]、李妮[4]、李小麗[5]、李鈺欣[6]和史俊花[7]梳理了初中生物學(xué)與物理學(xué)學(xué)科交叉內(nèi)容。本文結(jié)合前人梳理的初中生物學(xué)和物理學(xué)學(xué)科交叉內(nèi)容，基于SOLO 理論構(gòu)建學(xué)科交叉學(xué)習(xí)進(jìn)階評(píng)價(jià)框架，開發(fā)學(xué)科交叉水平測量工具，并實(shí)施測驗(yàn)測定初中生學(xué)科交叉水平。

一、研究方法

（一）研究對(duì)象

本文研究被試為廈門市一所初中九年級(jí)學(xué)生。

（二）研究過程

1.學(xué)科交叉學(xué)習(xí)進(jìn)階評(píng)價(jià)框架構(gòu)建

依據(jù)比格斯提出的SOLO 分類理論[8]，結(jié)合初中生物學(xué)和物理學(xué)學(xué)科交叉內(nèi)容，構(gòu)建學(xué)科交叉學(xué)習(xí)進(jìn)階評(píng)價(jià)框架。

2.初中生物學(xué)科交叉水平測定

依據(jù)學(xué)科交叉學(xué)習(xí)進(jìn)階評(píng)價(jià)框架，結(jié)合初中生物學(xué)和物理學(xué)學(xué)科交叉內(nèi)容，編制測量工具，制定評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)；利用評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)回收的測驗(yàn)卷進(jìn)行評(píng)價(jià)，并利用SPSS 等軟件進(jìn)行分析。

二、結(jié)果與分析

（一）學(xué)科交叉學(xué)習(xí)進(jìn)階評(píng)價(jià)框架

依據(jù)SOLO 分類理論構(gòu)建學(xué)科交叉學(xué)習(xí)進(jìn)階評(píng)價(jià)框架，如表1 所示。學(xué)科交叉水平可分為前結(jié)構(gòu)水平、單點(diǎn)結(jié)構(gòu)水平、多點(diǎn)結(jié)構(gòu)水平和關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平四個(gè)水平。

表1 學(xué)科交叉學(xué)習(xí)進(jìn)階評(píng)價(jià)框架

（二）初中生物學(xué)科交叉水平測定

本文依據(jù)學(xué)科交叉學(xué)習(xí)進(jìn)階評(píng)價(jià)框架，結(jié)合涉及物理知識(shí)的初中生物學(xué)概念，編制學(xué)科交叉水平測量工具，共6 題，涉及“生物體的結(jié)構(gòu)層次”“生物圈中的綠色植物”“生物圈中的人”“動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)和行為”和“生物的多樣性”5 個(gè)主題，如表2 所示。

表2 學(xué)科交叉水平測量工具測驗(yàn)內(nèi)容

如圖1 所示測驗(yàn)題1 改編自2015 年P(guān)ISA 的測驗(yàn)題；該測驗(yàn)題對(duì)應(yīng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如表3 所示，4 個(gè)水平分別對(duì)應(yīng)0—3 分。

圖1 學(xué)科交叉水平測驗(yàn)題1

表3 學(xué)科交叉水平測驗(yàn)題1 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

本研究經(jīng)發(fā)放和回收測驗(yàn)卷后共獲得有效測驗(yàn)卷165 份。利用SPSS 軟件進(jìn)行單因素重復(fù)測量方差分析，描述性結(jié)果如表4 所示。

表4 各試題得分

學(xué)生在試題1 和試題3 中學(xué)科交叉水平平均表現(xiàn)為僅達(dá)到單點(diǎn)結(jié)構(gòu)水平，只能針對(duì)一個(gè)方面進(jìn)行回答，只能回答了生物方面內(nèi)容或物理方面內(nèi)容；學(xué)生在試題2、試題4 和試題5 中學(xué)科交叉水平平均表現(xiàn)為前結(jié)構(gòu)水平，尚未能利用生物方面或物理方面知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行回答；學(xué)生在試題6 中學(xué)科交叉水平平均表現(xiàn)為可達(dá)到多點(diǎn)結(jié)構(gòu)水平，能夠針對(duì)兩個(gè)或多個(gè)方面進(jìn)行回答，同時(shí)回答了生物方面和物理方面的內(nèi)容。

表5 多重比較表

*：均值之間在0.05 水平上有顯著性差異，在平均數(shù)差值上用“*”號(hào)表明。

學(xué)生的得分，除了在試題2 與試題5 和試題4 與試題5之間無顯著差異外，其余試題間均存在顯著差異。學(xué)生在不同主題試題的學(xué)科交叉水平表現(xiàn)不同。

表6 各試題學(xué)科交叉水平百分比

雖然學(xué)生在不同主題試題的學(xué)科交叉水平表現(xiàn)不同，但均集中在前結(jié)構(gòu)水平和關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平，單點(diǎn)結(jié)構(gòu)水平次之，每道題分布在多點(diǎn)結(jié)構(gòu)水平的學(xué)生占比均小于15%，平均為4.44%。一定程度上反映了學(xué)生的學(xué)科交叉水平受限于對(duì)物理學(xué)或生物學(xué)知識(shí)的掌握，學(xué)生無法建立物理學(xué)和生物學(xué)內(nèi)容的關(guān)系，聯(lián)系兩個(gè)方面進(jìn)行回答和有邏輯地解釋可能是因?yàn)槟撤矫嬷R(shí)掌握不佳。對(duì)比學(xué)生在試題2、試題4 和試題5的學(xué)科交叉水平百分比，結(jié)合表4 中的平均值，可知學(xué)生在試題2、試題4 和試題5 中表現(xiàn)無顯著差異的原因?yàn)榫幱谳^低學(xué)科交叉水平，均受限于對(duì)物理學(xué)或生物學(xué)知識(shí)的掌握，從而無法建立聯(lián)系。

三、總結(jié)與建議

（一）總結(jié)

本文依據(jù)比格斯提出的SOLO 分類理論將學(xué)生的學(xué)科交叉學(xué)習(xí)進(jìn)階水平分成五個(gè)層級(jí)，由低級(jí)到高級(jí)依次為前結(jié)構(gòu)、單點(diǎn)結(jié)構(gòu)、多點(diǎn)結(jié)構(gòu)、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平。具體表現(xiàn)分別為：①不作答或做出與問題無關(guān)的回答；②只針對(duì)一個(gè)方面進(jìn)行回答，只回答了生物方面內(nèi)容或物理方面內(nèi)容；③能夠針對(duì)兩個(gè)或多個(gè)方面進(jìn)行回答，同時(shí)回答了生物方面和物理方面的內(nèi)容，但兩者關(guān)聯(lián)不大；④能夠建立起事件間的關(guān)系，聯(lián)系兩個(gè)方面進(jìn)行回答和有邏輯地解釋?？蔀榻窈蟮膶W(xué)科交叉學(xué)習(xí)進(jìn)階研究提供參考。

本研究以廈門市一所初中九年級(jí)學(xué)生作為被試，收集到有效問卷165 份。通過單因素重復(fù)測量方差分析和各試題學(xué)科交叉水平百分比對(duì)比發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在不同主題試題的學(xué)科交叉水平表現(xiàn)不同，大部分學(xué)生處于低水平；學(xué)生的學(xué)科交叉水平可能受限于對(duì)物理學(xué)或生物學(xué)知識(shí)的掌握，從而無法建立物理學(xué)和生物學(xué)內(nèi)容的關(guān)系，無法聯(lián)系兩個(gè)方面進(jìn)行回答和有邏輯地解釋，可能是因?yàn)槟撤矫嬷R(shí)掌握不佳。

（二）建議

教師可在平時(shí)教學(xué)中適當(dāng)進(jìn)行學(xué)科交叉教學(xué)。學(xué)生在不同主題試題的學(xué)科交叉水平表現(xiàn)不同，大部分學(xué)生處于低水平。教師可結(jié)合本研究中的生物學(xué)和物理學(xué)交叉內(nèi)容適當(dāng)進(jìn)行學(xué)科交叉教學(xué)，促使學(xué)生對(duì)各主題內(nèi)容有更高水平的理解，促進(jìn)學(xué)生從前結(jié)構(gòu)水平或單結(jié)構(gòu)水平轉(zhuǎn)向關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平。

教師在教學(xué)時(shí)應(yīng)避免過度還原，導(dǎo)致忽略生物學(xué)學(xué)科的特性。本研究梳理了涉及物理知識(shí)的初中生物學(xué)概念或知識(shí)點(diǎn)，但并非這些生物學(xué)現(xiàn)象皆可還原為物理學(xué)知識(shí)，并非皆可用物理學(xué)規(guī)律來解釋。教師在進(jìn)行教學(xué)時(shí)，既應(yīng)遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，合理進(jìn)行學(xué)科交叉教學(xué)，同時(shí)也要避免過分將生物學(xué)內(nèi)容還原成物理學(xué)和其他學(xué)科內(nèi)容而忽略生物學(xué)學(xué)科的獨(dú)特性。