指向核心素养的跨学科主题学习的设计与实施 —— 以“探秘大连大樱桃”为例

摘要：本文以“探秘大连大樱桃”主题学习为案例，基于生物学科课程，引导学生积极主动跨学科运用所学知识，解决真实问题，增强学生的科学思维、创新意识和团队协作精神，推进其综合素养的高效深化培养。

关键词： 核心素养；跨学科主题学习；设计与实施

引言

开展跨学科主题学习是课程改革的重要趋势，更是提升新课程育人质量的一条有效路径[1]。本文以“探秘大连大樱桃”为学习主题，以探秘“大连大樱桃特点及其价值”为任务驱动，以“分组研究、实地走访、实验探究、展示交流”等实践活动，引导学生主动运用多个学科的知识，深入探究学习，为学生释疑，为消费者解困，为家乡助农做宣传，进而增强学生的科学思维、创新意识和团队协作精神，推进其综合素养的高效深化培养。

一、研究背景

(一)以生活为基调，确定学习主题

普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）对选修模块的要求是“学会把所学知识应用于生产实践，提高理论与实践结合的能力，培养关心家乡建设、服务家乡经济发展的情感。”为落实这一价值导向，更好地将学生所学的各学科知识融会贯通，教师布置研究性学习主题任务“探秘大连大樱桃特点及其价值”。学生要完成这两个任务，需要网络搜索、查阅相关资料、开展实地走访、甚至开展实验探究等活动。这些活动不仅需要运用生物、地理、化学、数学、政治等学科的相关知识，还需要语文、信息技术、美术等学科的知识来对学习成果进行汇总和展示交流。

（二）以素养为宗旨，确定学习目标

1.通过实地走访，提高学生的地理实践力，运用适应观解释大樱桃特点，运用结构与功能观阐释大樱桃营养价值，运用经济学观点分析大樱桃的经济价值。

2.运用生物、化学、物理、数学的学科方法，通过对收集的信息进行分析、判断、求证，提高批判性思维和实验探究能力，从而为消费者提供食用大樱桃的建议，加深对血糖调节的深入理解。

3.通过制作PPT、板报，运用准确的语言和文字进行学习成果的分享与交流。

4.运用多学科知识提供一份提高经济效益的助农措施，通过写广告语或制作微视频等形式，为家乡的大樱桃做宣传。

二、以活动为抓手，实现多学科有效融合

实践活动在跨学科学习中扮演着重要角色，它不仅能够提供丰富的学习体验，促进知识的融会贯通，还能够培养学生的创新精神和实践能力[2]。

（一）访问交流，实现生物学科与地理学科的有效融合

在研究大连大樱桃特点的成因时，教师提出问题：大连大樱桃的特点是什么？大连为什么是我国大樱桃最晚熟的地区？你能从生物学角度阐释大连大樱桃的特点体现了生物与环境是如何相适应？从而引导学生分析大连的地域特色对大樱桃生长的影响。带着疑问学生主动走访地理活动教室，向地理老师请教。学生们通过与地理老师的探讨，了解到大连的地理位置、气候特点、土壤条件是如何影响大樱桃的品质，以及大连大樱桃在国内外市场上的地位。然后，学生运用生物学的观点阐释大樱桃与大连独特的环境是如何相适应的。

（二）实验探究，实现生物学科与化学、物理、数学学科的有效融合

在探秘大连大樱桃特点的成因时,同学们了解到大连大樱桃特别甜,“甜”的直接原因是不是因为其含有大量的还原糖？如果是，那么糖尿病人是否可以食用？针对困惑开展实验探究。

学生通过网络搜索得知大连大樱桃中含有的糖主要是果糖、葡萄糖和少量的蔗糖，有同学想通过实验加以验证。但是大连大樱桃品种以红色居多，少量是黄色。黄色的大樱桃汁与斐林试剂在60℃水浴后，现象明显，但是红色大樱桃汁实验结果不明显。如何解决该问题？学生们展开头脑风暴，联想化学知识，有说用银氨溶液，有说去掉色素，有说稀释，有说过滤……各小组主动到实验室开展实验探究活动。实验探究的结果显示过滤和稀释两组的实验现象很明显，这样学生运用化学实验方法解决了生物实验中的颜色干扰问题。

但是随之学生产生了新的问题：红樱桃汁即使稀释到几乎无色，与斐林试剂反应后仍能观察到砖红色沉淀，得出大樱桃的还原糖含量非常高。那么大连大樱桃含糖量到底有多少呢？如何测定含糖量？

水果测糖仪主要利用了物理和化学的原理。它通过测量水果对光的折射率或吸收光谱的特性来检测水果中的糖分含量。学生利用水果测糖仪，对三种大樱桃的含糖量进行测定，并利用数学模型对测定结果进行处理。学生发现大连大樱桃的含糖量非常高，糖尿病人是否可以食用呢？

（三）AI赋能，实现生物学科与信息技术的有效融合

通过查阅资料得知大连大樱桃含糖量一般在10.82%-15.125%之间，而学生选择的三种大樱桃的含糖量更高一些。那么糖尿病人是否可以食用呢？学生运用AI搜集：糖尿病人可以选择升糖指≤55的水果在两餐之间、饥饿时或者体力活动之后食用。大连大樱桃的升糖指数在20-30之间‌，属于升糖指数较低的水果‌，糖尿病人在稳定期可以少量食用。学生又产生了疑问：为什么大樱桃的含糖量很高，升糖指数相对较低呢？这是否与大樱桃中果糖含量高有关呢？

学生用AI搜集相关信息总结果糖的吸收和利用与葡萄糖的不同点。

1. 果糖的吸收速度比葡萄糖慢。果糖通过被动扩散进入小肠，而葡萄糖则是通过主动运输进入小肠‌。

2. 果糖的代谢需要经过肝脏转化为葡萄糖，这一过程相对较慢。

3. 果糖不依赖胰岛素，进入血液后可以在没有胰岛素的情况下转化为肝糖原参与代谢，因此不会引起血糖的急剧波动。

由此加深学生对血糖调节的进一步理解，即使都是六碳糖，对血糖的影响也是不同的。同时也明确了，糖尿病人可以食用大樱桃，但不能过量，升糖指数低并不代表不升血糖，只是相对而言升糖较慢而已。

（四）走访调查，实现生物学科与政治学科的有效融合

为进一步了解大樱桃的价值，学生走访了大樱桃园和集市，了解到大连大樱桃不仅味道酸甜可口，风味纯正，而且营养丰富，富含维生素C、花青素、铁等多种对人体有益的成分。教师引导学生用生物学的结构与功能观分析大连大樱桃在美容养颜、延缓衰老方面为什么有显著效果。学生在走访调查中，与农户和技术人员面对面交流，了解大连大樱桃的生长周期，亲身体验大樱桃的种植技术以及病虫害防治方法，将生物学知识应用于实践；又与商户面对面交流，从经济学角度，了解市场行情和需求，以及价格走势、对地方经济的贡献等。最后运用多学科知识，对大连大樱桃的产业链，包括种植、加工、销售等环节做了全面分析，总结出一份提高经济效益的助农措施。

结语

跨学科主题学习通过整合不同学科的知识和方法，使学生更全面地认识和理解世界，促进学生综合素养的全面发展[3]。在学生进行两周多的分组学习后，各小组汇总学习成果，以PPT形式展示交流学习过程及感悟，以撰写广告语、制作板报、微视频等形式为家乡的大樱桃做宣传，显化多学科素养落实，并提升了语文、美术、信息技术等学科素养，落实社会责。

参考文献：

[1] 周慧.指向核心素养培育的跨学科主题学习实施路径——以生物学与劳动课程的融合为例[J].中学生物教学,2024,(第29期).

[2] 郑彬彬.指向核心素养的跨学科主题活动的设计与实施 ——以“我的菜园我做主”为例[J].河北教育(教学版),2024,(第5期).

[3] 黄佳音.指向核心素养的跨学科主题学习的设计与实施——以“走近校园植物”为例[J].陶行知学刊,2024,(第3期).

本文是辽宁省教育科学“十四五”规划2022年度课题《高中生物学科思维的表现性评价创新实践研究》（课题编号为JG22CB234）的研究成果。