基于A-STEM理念的初中生物學跨學科實踐活動的設計與實施
——以“調查周邊環境中的外來入侵物種”為例

涂壯 廣東省深圳市龍崗區龍崗中心學校

《義務教育生物學課程標準程（2022年版）》在課程內容中增設了“生物學與社會·跨學科實踐”主題為初中生物學跨學科實踐課程的設計與實施提供了理論支撐。[1]《義務教育課程方案（2022年版）》及各學科課程標準均強調跨學科實踐，可見開展跨學科實踐活動是落實學生核心素養培養的重要途徑，將成為今后教育發展的趨勢。[2]

A-STEM教育在STEAM理論的基礎上，進一步強調人文精神的內涵和價值，在課程內容上堅持人文教育的引領。A-STEM教育強調要賦予項目人文價值，為人類福祉服務，激發學生內在的學習動機。[3]

初中生物學課程包含了豐富的人文教育素材，在初中生物學教學中不斷挖掘教學資源，滲透人文教育，對于幫助學生樹立正確的生命觀、人生觀、價值觀，培養人文情懷，協調心智發展具有重要作用。[4]在此背景下，筆者基于人教版初中生物學（2012年版）教材七年級上冊第一章第二節《調查周邊環境中的生物》，以“調查周邊環境中的外來入侵物種”為主題設計基于A-STEM理念的初中生物學跨學科實踐活動，以期為初中生物學一線教師提供參考案例。

●初中生物學跨學科實踐課程的設計策略

1.立足于教材，梳理跨學科知識點

初中生物學教材中包含大量跨學科教學素材（如下頁表1），教師在進行跨學科實踐課程設計時，應立足教材，梳理跨學科知識點，有針對性地挖掘合適的教學資源，為開發初中生物學跨學科實踐課程奠定基礎。

表1

2.結合現實條件，合理設計跨學科實踐活動方案

初中生有很強的好奇心與求知欲，并有一定的實踐能力。教師可以結合學校或區域教育資源開發跨學科實踐活動，但在設計跨學科實踐活動時，需要結合現實條件，合理設計跨學科實踐活動的主題與活動范圍、活動時間等內容。

3.優選真實情境，充分發掘社會資源

教師在設計跨學科實踐活動時，應該對生活情境進行優選、優化，使其更為聚焦，更加典型，并基于此充分發掘社會資源。例如，學生在進行校園生物觀察時，應選擇某一類型的生物作為觀察對象，切實落實觀察體驗。觀察外來入侵物種可以借助生態環境部發布的中國外來入侵物種名單（共四批）或中國科學院植物研究所開發的中國外來入侵物種信息系統（www.iplant.cn），觀察花卉可以借助“花伴侶”APP，觀察鳥類可以借助懂鳥APP，觀察昆蟲可以借助微信小程序“昆蟲百科”等，這些信息技術資源可以完成物種識別與鑒定、物種相關資料的查閱、調查數據的記錄與上傳等任務。如果需要到戶外進行跨學科實踐活動，可以選擇與博物館、公園、動植物園、自然保護區的講解團隊或者科普團隊合作。

●“調查周邊環境中的外來入侵物種”活動設計與實踐

1.活動背景

我國是全球遭受外來入侵物種危害最嚴重的國家之一。很多初中學生生活中常見的、熟悉的物種，如福壽螺、巴西龜、小龍蝦、非洲大蝸牛等已被生態環境部列入外來入侵物種名單。外來生物入侵會造成草場退化、沙塵暴頻發、水體污染等系列生態環境危害。

在全世界普遍強調環境保護的今天，植物多樣性保護已經引起大家的高度重視，人們不僅在理論上進行了廣泛的探討，而且也付諸了實踐。因此，筆者基于生物學課堂學習的《調查周邊環境中的生物》一節的內容，將調查目標進一步細化為“生態殺手”—外來入侵物種，賦予了該項目保護生態環境的人文價值。希望學生綜合運用多學科知識調查周邊環境中外來入侵物種的種類、數量及其分布狀況，思考應對之策，并通過撰寫調研報告、制作宣傳海報等方式宣傳外來入侵物種的危害性，呼吁大家共同保護生態環境。

2.活動目標

（1）價值認同

通過調研外來入侵物種對本地生態系統造成的危害，深化對生物多樣性、生態系統等概念的理解，更好地理解生態系統的柔弱性和保護地球生態系統的重要性，認同外來物種入侵問題的緊迫性與嚴重性；通過實地調查，感受周邊環境的生態之美，樹立生態文明理念；在調查的過程中，借助信息技術或尋求教師的幫助，了解常見外來入侵物種的結構和生理特征，認同并進一步鞏固結構與功能觀、進化與適應觀、生態觀等初中生物學需要掌握的基本觀念。

（2）責任擔當

開展閱讀、觀察、訪談、探究等活動，獲取入侵物種的相關知識，參與外來物種入侵途徑的討論，建立自覺參與防范外來物種入侵的責任感；了解我國環保事業，提升愛國情懷，養成擔當意識。

（3）問題解決

通過實地調查，借助中國外來入侵物種信息系統（www.iplant.cn）判斷發現的外來入侵物種的種類并記錄相關信息；通過對調查數據的統計分析，得出調查區域外來入侵物種的種類、數量及分布狀態；進一步根據調查結果，按照習得的調查報告撰寫要求與注意事項，撰寫調查報告。

運用生物學、地理、化學、信息技術等跨學科知識，進一步調研調查區域所存在的外來入侵物種的入侵途徑，理解外來入侵物種的不同防治手段，結合本地地域、人文、教育等特點，設計適宜的防治方案。

（4）成果物化

根據調查結果撰寫調研報告并設計適宜的防治方案；通過宣傳海報、手抄報等形式宣傳常見的外來入侵物種種類及入侵途徑、相關法律法規、當地的外來入侵物種分布情況及其危害、中學生能為防治外來入侵物種做出哪些貢獻等相關內容，形成物化成果。

3.立足生物教材，涵蓋跨學科內容

STEM教育倡導學生運用多學科知識在實踐性活動中解決現實問題，“調查周邊環境中的外來入侵物種”活動，立足初中生物學教材內容，并涵蓋了多學科內容（如下頁表2）。

表2

4.活動實施

（1）知識鋪墊

①通過各種途徑查閱、搜集圖文資料，了解外來入侵物種及生物多樣性相關知識。②掌握中國外來入侵物種信息系統（www.iplant.cn）的使用方法。

評價：小組合作態度、材料的搜集與整理、心得寫作。

設計意圖：了解外來物種入侵對生態系統的破壞性，樹立環境保護意識與責任感；掌握外來入侵物種查詢、鑒定方法。

（2）實踐調查

①制訂“生物入侵”實踐調查活動方案。②實地調查，完成“外來入侵物種”調查活動記錄表。

評價：科學思維、探究實踐能力、態度責任、合作學習。

設計意圖：培養根據前期資料積累，選取調查線路，制訂調查方案的能力；鍛煉科學思維，提升探究能力。

（3）外來入侵物種的治理

①了解常見的外來入侵物種防治方法，如人工清除、火燒、翻耕、碎根、農藥等。②體驗采用人工清除或碎根等安全、易行的方法防治外來入侵物種。

評價：態度責任、科學防治。

設計意圖：學習技術，體驗勞動，收獲自我成就感。

（4）匯報展示

①通過調查報告、電子板報、手抄報等形式呈現實踐過程和成果。②針對外來入侵物種的防治提出自己的建議。

評價：科學思維、態度責任、藝術性。

設計意圖：擴大交流范圍，欣賞、學習優秀的作品；聯系生活實際，處理現實問題。

●總結

本活動基于教材內容與學生生活的真實情境，在設計上著重凸顯項目的人文價值。活動實施過程分主題進行，便于安排教學進程與實施分層教學，其中知識鋪墊、匯報展示部分可以在課堂教學中面向全體學生實施，實踐調查與外來入侵物種的治理部分可以借助生物學興趣小組或綜合實踐性作業的形式實施。在活動實施的整個過程中，學生綜合運用多學科知識，在了解外來入侵物種及其危害性的同時，積極參與了生態保護實踐，養成了從自身做起，不購買、不種植或養殖、不隨意放生外來入侵物種的責任意識，形成了生態保護觀念，學生的學科素養和社會責任感都得到了良好的發展。