項目式學習在初中生物學跨學科教學中的應用

《義務教育生物學課程標準（2022年版）》明確提出了增設跨學科實踐教學的要求。跨學科教學不僅能提高學生靈活應用知識的能力，還能提升學生的學科核心素養。因此，在初中生物學教學中實施跨學科教學尤為重要。項目式學習作為一種以項目為驅動的教學模式，強調學生作為學習主體，要通過探究和合作等方式對學習資料進行加工、處理、歸納和總結，最終展示學習成果。項目式學習通常由四個部分構成，即提出問題、設計方案、解決問題和評價反思。文章以北師大版初中生物學七年級下冊第四單元第八章第二節“食物的消化和營養物質的吸收”為例，探討基于項目式學習的初中生物學跨學科教學的策略，以供參考。

一、創設生活化情境，明確跨學科教學目標

生命的一切活動都與生物學和化學密切相關。在這節課的教學中，教師首先可以巧妙利用化學中關于食物成分的化學鑒定及消化酶的作用與特性的知識，創設如下教學情境：“淄博因為燒烤以及優質服務吸引大批游客前往打卡，不僅帶動了地區旅游業的繁榮，還促進了經濟的蓬勃發展。如今，在許多地區，吃燒烤已成為一種流行趨勢，成為人們享受生活的一種方式。然而，長期吃燒烤會引發胃脹、惡心嘔吐等胃部不適的癥狀，甚至可能增加罹患胃病和胃癌的風險。這背后的原因是什么呢？”通過提出問題，教師能夠引導學生結合課前所學知識和生活經驗，初步推斷這些癥狀的出現可能與食物的消化和吸收過程有關。

其次，教師可以提出與人體對食物的消化和吸收相關的問題鏈，如“為何食物需要被消化？消化的對象具體是什么？食物又是如何被消化的？人體具有哪些結構特點來適應這一消化和吸收過程”，鼓勵學生圍繞這些問題在課堂上展開討論與交流。

最后，在充分聽取學生討論的基礎上，教師可以明確這節課的教學目標：一是準確描述人體消化系統的組成及各個器官的功能；二是通過構建模型，運用歸納概括和批判性思維等方法，深入探討生命現象及其內在規律；三是借助跨學科實踐，綜合運用多種學科知識，深入理解人體對食物的消化和吸收過程；四是掌握消化系統相關疾病的預防知識，從而自覺養成健康的生活習慣。同時，教師要清晰界定這節課的教學重點和難點。教學重點包括：詳盡描述人體消化系統的組成部分；簡要闡述食物在人體內的消化過程；具體說明小腸結構與其強大吸收功能之間的適應性特點。教學難點包括：深入理解酶在消化過程中的關鍵作用；細致描述食物在口腔、胃、小腸內發生的主要變化；深刻闡釋小腸為何具備優越的吸收結構特點。

二、任務驅動，小組合作完成探究任務

在這一環節的教學中，教師和學生共同搜集資料，并將人體對食物的消化和吸收的相關知識制作成微課視頻。課前，這些微課視頻被分發給各個小組，作為學生自主學習的輔助材料。學生在觀看視頻后，要針對教師提出的問題進行小組討論，并通過合作的方式完成相應的探究任務。這次的課堂任務分為四個部分：一是理解食物消化的概念及消化對象；二是構建消化系統模型；三是繪制三大營養成分的消化過程示意圖；四是觀察并了解小腸的內部結構。

（一）認識食物消化的概念及消化對象

課前，結合化學中分子結構的知識，學生已對蛋白質、糖類、脂肪、維生素、無機鹽和水等物質的分子結構有了初步了解。教師準備了教具——3個玻璃球、3個乒乓球、1個濾網（濾網的孔徑能讓玻璃球通過）和1盆水。課堂上，教師制定了玻璃球和乒乓球分別代表不同食物或成分的規則（玻璃球代表水、無機鹽、維生素，乒乓球代表淀粉、蛋白質和脂肪），引導學生在這盆水上放置濾網，并將6個球全部置于濾網上進行觀察。實驗結果顯示，較小的代表水、無機鹽、維生素的玻璃球可以穿過濾網進入水中，較大的代表淀粉、蛋白質和脂肪的乒乓球則無法穿過濾網進入水中。通過這一實驗，學生直觀地理解了小分子物質易于通過消化壁進入血液被吸收，大分子物質則需要先經過消化過程轉化為小分子后才能通過消化壁進入血液被吸收，明確了食物消化的概念及其主要對象。

（二）構建消化系統模型

教師提前為每個小組發放了印有“人體消化系統內部結構模型”的彩圖，要求學生通過小組合作，自主學習并識別出食物在消化和吸收過程中涉及的消化器官和消化腺，進而構建人體的消化系統模型并繪制成圖。在此過程中，教師可以提出啟發性問題：“為何人們吃壞肚子時，嘔吐物呈糊狀且帶有酸臭味？”以此引導學生思考食物成分在消化過程中的變化，進而引出“物理性消化”和“化學性消化”的概念。通過討論，學生理解到物理性消化可以使食物變小，而化學性消化可以改變食物的成分，嘔吐物的性狀正是這兩種消化方式共同作用的結果。

在這個部分的教學中，學生通過自主繪制消化系統模型圖，不僅掌握了消化系統的結構特點，還理解了各器官的功能以及消化酶在食物消化過程中的重要作用。這一過程不僅加深了學生對消化系統知識的理解，還提高了他們的歸納整合能力和團隊協作能力。

（三）繪制三大營養成分的消化過程示意圖

食物中需要消化的三大營養成分是淀粉、蛋白質和脂肪，但這三種營養成分的消化過程及需要的消化酶均存在顯著差異。因此，在課堂上，教師應引導學生運用化學知識中關于酶的作用原理，繪制出這三大營養成分的消化過程示意圖，標注出其需要的消化酶及最終產物，由學生代表分別闡述各營養成分的消化過程。

淀粉的消化過程主要分為三個階段。第一階段，食物進入口腔后，經牙齒咀嚼、舌頭攪拌與唾液充分混合，唾液中的淀粉酶能將淀粉分解為麥芽糖，此時的麥芽糖還不能被人體吸收。第二階段，食物通過咽和食管進入胃，胃的蠕動將食物和胃液混合成食糜，但胃液中不含能分解淀粉和麥芽糖的酶。第三階段，食糜進入小腸中，小腸中含有三種消化液，分別是來自小腸壁上的腸腺分泌的腸液、來自胰腺分泌的胰液以及來自肝臟分泌的膽汁，其中，腸液和胰液中的多種消化酶將淀粉和麥芽糖最終分解為葡萄糖，葡萄糖屬于小分子營養物質，能夠輕松透過小腸絨毛壁和毛細血管壁進入血液。

蛋白質的消化過程同樣包含三個階段。第一階段，食物在經過口腔、咽、食管后通過物理性消化變小，但并未發生化學變化，因為此階段沒有能分解蛋白質的酶。第二階段，食物進入胃，胃壁上的胃腺分泌的胃液中含有蛋白酶，能初步將蛋白質轉變為多肽，但多肽同樣不能被人體直接吸收。第三階段，食物進入小腸，小腸中的腸液和胰液含有能夠消化蛋白質和多肽的酶，蛋白質和多肽最終在腸液和胰液的作用下被分解為氨基酸，氨基酸同樣屬于小分子物質，可以被小腸吸收進入血液。

脂肪的消化過程相對集中于小腸，雖然小腸中的膽汁不含消化酶，但是它能夠將脂肪轉變成脂肪微粒，這個過程被稱為乳化。乳化后的脂肪微粒與小腸中腸液和胰液的接觸面積更大，而腸液和胰液中含有消化脂肪的酶，因此，脂肪微粒在腸液和胰液的作用下，最終會被消化成甘油和脂肪酸，這兩種物質均屬于小分子，容易被人體吸收。

總之，淀粉、蛋白質、脂肪這三種大分子營養物質在消化酶的作用下，能夠在小腸被分解為可被人體吸收的小分子物質。由此可見，小腸是人體消化的主要場所，而口腔和胃也在此過程中發揮了重要作用。

在這個部分的教學中，教師通過讓學生親手繪制三大營養成分在人體內的消化過程示意圖，不僅能幫助學生直觀地理解不同物質在不同消化酶作用下的不同產物，還能讓學生在動手實踐中深化對知識的理解和記憶。

（四）觀察并了解小腸的內部結構

小腸是大部分營養物質被消化成可吸收小分子形式的關鍵場所，其中富含多種消化液。在這個部分的教學中，為了引導學生深入探索小腸的獨特之處，教師可以利用與人體小腸結構相似的豬小腸開展實踐教學，具體包括以下步驟。首先，教師可以將課前精心準備的一副豬小腸完整展示在學生面前，然后組織學生將豬小腸拉直，測量其長度。在測量過程中，教師應引導學生采用多次測量取平均值的方式，以確保測量數據的準確性，同時鼓勵學生感受豬小腸的長度、外形和質感。

其次，教師可以讓學生分組合作，利用放大鏡觀察豬小腸的內表面，并對比其與外表面的差異。隨后，教師可以引導學生結合觀察結果、教材相關內容的講解以及教師提供的人體小腸絨毛顯微圖片，繪制人體小腸內表面結構圖（圖1）。

最后，由小組代表展示并解讀所繪制的結構圖，闡述小腸的結構特點：小腸的長度遠超其他消化器官，其內表面布滿環形皺襞和小腸絨毛，這一結構顯著增大了其與營養物質的接觸面積；小腸絨毛周圍密布毛細血管，且小腸絨毛壁和毛細血管壁均極薄，這些特征極大地促進了營養物質的吸收效率，因此，小腸被公認為是吸收營養物質的主要場所。此外，教師應補充相關知識，說明除了小腸，胃也能吸收少量的水和酒精，而大腸能夠吸收少量水、無機鹽及部分維生素。

在這個部分的教學中，學生不僅通過親身體驗和實際操作獲得了對小腸結構特點的感性認識，還在觀察與分析的基礎上培養了推理分析能力，并繪制出了人體小腸內表面結構圖，從而加深了對相關知識的理解，提升了核心素養。

三、聯系生活，開展跨學科實踐活動

當下，吃燒烤已成為人們聚會、休閑的一種常見娛樂方式。在學生學習了食物的消化和吸收相關知識后，教師可以巧妙地圍繞“燒烤”這一主題，引導學生開展跨學科實踐活動，探索諸如“燒烤健康嗎”“燒烤食物易于消化嗎”等問題。具體而言，教師可以策劃并組織學生進行一次烤肉實驗。實驗前，教師需要準備陶爐、木炭、肉串、調味品等材料，并鼓勵學生查閱資料，應用所學的化學知識分析燒烤過程中食物可能發生的變化及產生的物質，并了解這些物質的潛在危害。例如，食物在烤制過程中，其中的水分、蛋白質、無機鹽等營養物質會流失，從而降低食物的利用率；在高溫持續的燒烤過程中，食物中的脂肪和蛋白質易產生有害物質，如苯并芘，這種物質不僅不利于消化和吸收，還可能致癌；長時間的腌制和燒烤可能促使食物滋生病毒和細菌，人食用后可能引發健康問題，如出現惡心嘔吐、胃腸不適、腹脹、發熱等癥狀。

教師通過聯系生活，以燒烤為切入點開展跨學科的實踐活動，不僅能有效培養學生的批判性思維，還能讓學生理解燒烤過程中食物的變化及其影響，認識到長期過量食用燒烤食物對消化和吸收的不良影響，以及可能導致的健康問題，從而在生活中自覺養成良好的飲食習慣。

結語

在新時代的背景下，將跨學科實踐融入初中生物學教學之中已成為必然趨勢。教師通過創設真實生活情境，能夠讓教學更加貼近生活，增強學習的實用性和趣味性。項目式學習作為一種有效的教學模式，為培養學生的多學科核心素養提供了堅實的支撐。在教學過程中，教師應勇于嘗試、勤于思考、善于總結，不斷在實踐中提高生物學教學水平，以適應新時代對教育的更高要求。

（作者單位：晉江市紫峰中學）