核心素養導向下跨學科融合教學案例的設計與探索

《中國學生發展核心素養》指出，學生發展核心素養是指學生應具備的、能夠適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力。《義務教育生物學課程標準（2022版）》（以下簡稱“新課標”）提出四個維度的核心素養，是生物學課程育人價值的集中體現。此外，2022年4月頒布的《義務教育課程方案》明確提出加強課程內容與學生經驗、社會生活的聯系，加強學科內知識整合，統籌設計綜合課程和跨學科主題學習，強化課程協同育人功能。新課標中還增加了“生物學與社會·跨學科實踐”這一學習主題，意在引導學生綜合運用生物學科與其他學科的知識和方法解決實際問題，增強學生對科學、技術與社會關系的認知。跨學科主題的提出和設立，是素養轉向的重要表征，是分科課程背景下實現學科課程綜合化、實踐性的穩妥的措施。本文以發展學生核心素養為目標統領，以新課標中大概念5、大概念6、大概念9為基礎，借助連續性、進階性的學習任務，構建整體性、結構化的概念框架，通過跨學科融合改善了傳統課時學習的片面化碎片化特征，基于“如何科學佩戴口罩”這一生活中的真實情境，對核心素養導向下跨學科融合的教學設計進行探索。

一、設計背景及案例開發意義

每年冬季是呼吸道疾病的高發季節，根據國家衛健委數據統計，青少年冬季出現發熱癥狀主要原因為流感病毒、肺炎支原體等病原微生物感染，并且會出現多種呼吸道疾病交織疊加情況。流感病毒、肺炎支原體的傳播途徑主要是通過呼吸道飛沫傳播和接觸傳播，在無防護的情況下，易在人口密集場所導致集中爆發流行。為進一步做好多種呼吸道傳染病防控工作，國務院聯防聯控機制疫情防控組于2023年12月發布《預防呼吸道傳染病公眾佩戴口罩指引（2023年版）》，指導公眾科學佩戴口罩，有效保護公眾健康。

為了了解學生戴口罩的實際情況，通過線上和線下兩種途徑對山東省濟南第十八中學學生進行了問卷調查，問卷內容包括學生戴口罩的頻率、場所、遇到的問題等方面。通過數據統計發現，學生戴口罩主要存在以下兩個問題：一是戴口罩時感到呼吸不暢，擔心缺氧，因此經常摘下口罩；二是同一口罩戴的時間過長。這兩種行為都會大大降低口罩的防護作用，難以達到有效預防呼吸道傳染病的目的，甚至還可能危害健康。 綜合以上分析，引導學生圍繞“如何科學佩戴口罩”這一生活問題開展跨學科融合的探究學習，具有十分重要的實踐應用價值和現實指導意義。

二、設計思路及教學目標

基于學生具備的人體內物質的運輸、神經調節以及傳染病的預防等相關生物學知識和生活經驗，本案例選擇“如何科學佩戴口罩”這一真實問題作為跨學科教學的載體，通過基于問題解決的驅動性任務貫穿引領整個課堂，問題解決需要綜合運用生物學、數學、物理、技術與工程等相關知識，運用“穩定與變化”“因果關系”“尺度、比例和數量”“結構與功能”等跨學科概念。教學設計注重整體性，基于新課標課程內容及學生的認知規律確定教學目標（圖1），基于新課標“素養發展為本”的學習評價觀，注重以評促學，建立評價體系。逆向設計以核心素養為宗旨、以跨學科融合為支架的教學框架，通過引導學生利用已學知識多角度思考問題，進行診斷性評價；通過實驗方案的交流、數據分析、結果呈現等對學生課堂學習進行表現性評價，通過制作科學佩戴口罩宣傳海報、課后再次進行問卷調查等進行發展性評價。

三、教學過程

由視頻資料導入新課。入冬以來，以甲流、肺炎支原體感染為主的呼吸道傳染病進入高發期，各大醫院的急診、發熱門診、傳染病門診都出現了就診高峰，由此引導學生思考：“呼吸道傳染病就在我們身邊，時刻威脅著我們的健康，你認為以甲流、肺炎支原體感染為主的呼吸道傳染病處于流行態勢的原因有哪些？我們應該如何自我防護？”激發學生學習興趣，引導學生從病原體特點、傳染病類型、預防傳染病措施等角度，合理分析這一生活問題，為后續探究提供鋪墊。

1.任務一：探究佩戴口罩對人體呼吸的影響

多媒體展示學生日常戴口罩現狀調查結果：多數學生經常摘下口罩的原因是認為戴口罩阻礙了呼吸，擔心戴口罩會導致呼吸過程中進入人體內的氧氣減少，導致缺氧。根據學生推測引出任務一，請學生自主設計實驗，探究佩戴口罩對人體呼吸的影響（表1）。教師向學生提供普通棉布口罩、普通醫用口罩、醫用防護口罩，不帶針頭的針筒，彈簧測力計，秒表，軟尺，指夾式血氧儀等實驗材料，請學生自主設計探究實驗，達成目標。

2. 任務二：探究更換口罩的合理時間

多媒體展示學生戴口罩時長調查結果，提出問題：“你認為口罩應不應該戴很長時間？口罩能有效防止細菌病毒傳播的秘密是什么？”引導學生觀察并了解普通醫用口罩的結構。通過資料分析，皮膚表面、口腔內部、呼出的氣體中也有大量微生物，在緊貼口罩內部的局部微環境中造成“自身污染”，佩戴時間長，由于咳嗽、打噴嚏以及佩戴方式的不合理，口罩內表面接觸污染的風險也將大大增加。學生能夠總結出：口罩佩戴時間長，不但過濾性會明顯降低，口罩內表面會有大量細菌滋生，不利于健康。教師設疑：“那多久更換口罩比較合適？如何確定更換時間？”學生通過小組討論，設計實驗方案（表2），并由生物興趣小組同學展示課前的實驗結果：佩戴4h后口罩內表面菌落數量便多于空氣中對照組的菌落數量（圖2），根據現象總結出同一口罩佩戴時間應盡量不超過4h。

3.任務三：以“科學佩戴口罩，守護自身健康”為主題，制作宣傳海報

本環節的設計能夠增強學生積極預防傳染病的健康意識，對于進一步幫助學生內化生命觀念、檢測學習目標的達成、進一步促進跨學科融合、擴大本節課探究成果都具有十分重要的意義。該環節指向實際應用，也為他人預防傳染病提供幫助。

四、整體概念框架設計

概念是在對客觀事物進行觀察或實施實驗活動的基礎上，再進行對比、分析、綜合、抽象、概括而形成的。新課標在教學建議中指出，圍繞著生物學重要概念來組織并開展教學活動，能有效地提高教學效益，有助于學生對知識的深入理解和遷移。本教學案例設計以生物學事實作為學生概念生成和傳遞的梯子，構建結構化的概念體系，幫助學生生成和理解生物學大概念和跨學科概念（圖3）。

五、學生課堂評價設計

新課標倡導，教學評價應堅持素養導向，既要重視對學生知識理解和應用的評價，又要關注對學生發現問題、提出問題、分析問題、實驗操作、推理想象和解決具體問題等能力的評價，還要注意對學生態度的評價，教師應關注學生個體差異，根據評價結果發現教學過程中存在的問題，構建以評促教、以評促學、多元多樣的評價體系（表3）。

六、教學案例設計反思

本節教學案例在設計時基于真實情境解決真實問題，以核心素養為導向，整合了生物學、數學、物理、化學、技術與工程等多學科知識，通過“教—學—評”一致性的整體教學設計，推動整節課學習目標的達成，是新課標背景下探索新課堂、應用新理念的嘗試。課后再次對學生進行問卷調查，發現學生在生活中科學佩戴口罩的意識有所提升。學習不應局限在課堂與學校，學生應更廣泛地與社會生活相聯系，從而拓寬視野，提高健康意識和社會責任。

（作者單位：李浩然、李晴晴 山東省濟南第十八中學；張 珂 濟南市歷下區教育和體育局中學教研室）

注：1為并列第一作者；2為第二作者。