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聚焦跨学科概念的项目式学习设计与实施--以初中生物学“墨池华丽转身”为例
2022年4月21日,《义务教育生物学课程标准(2022年版)》(以下简称“课标”)正式发布。本次课标修订中,课程理念的最大变化是内容聚焦大概念、教学过程重实践、学习主题为框架,呈现出内容结构化、活动实践化、学科融合化的特点，特别需要关注的是不仅单列出了跨学科实践主题，强调应用生物学、物理、技术和工程学等学科概念，以及“结构与功能”“尺度、比例以及数量”“系统与模型”“物质与能量”“因果关系”等跨学科概念，提升学生在真实情境中解决实际问题的综合能力，并且要求将10%的国家课程时间用于跨学科的实践提升。而聚焦跨学科概念的项目式学习，可以为学生提供良好的跨学科实践经历和体验，从上位的视角实现学科之间的深度融合，帮助学生建构相应的学科核心概念和跨学科概念，提升学生的跨学科学习能力，进而发展学生的核心素养。跨学科概念是指在两门或两门以上的数学、科学和技术学科中所涉及的共同概念。聚焦跨学科概念的项目式学习旨在打破学科壁垒，以跨学科概念为统领,组织学生的跨学科实践与探究，实现深度学习和素养发展。本文以“墨池华丽转身”这一项目式学习为例，围绕“稳定与变化”和“因果关系”两个跨学科概念，从项目来源、项目设计与实施、项目评价与反思等方面进行项目回顾和分需要考虑多方面的因素,如课程标准的具体要求、相关的学科核心概念、学生的认知发展和能力水平、项目的现实意义和可操作性等。因此，本项目基于初中生物学课程标准中“生物与环境”学习主题的要求，选择成都市第七中学校园文化因子之一——墨池，作为真实情境，将相关的核心概念“生态系统的组成及功能”“生态系统的特点”“生态系统的保护”按照其内在逻辑关系，融入墨池改造的项目式学习中，如图1所示。期望学生在研究和改造墨池的项目活动中深入学习“生物与环境”的相关知识，并进一步聚焦跨学科概念——“因果关系”“稳定与变化”的建构，应用生物学、物理学、化学、数学、工程学等多学科的方法改造墨池，实现跨学科的深度学习。
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项目设计与实施
项目设计是指规划整个项目的蓝图，包括明确项目目标、规划项目程序、定义项目产品、设计项目支架等。本项目借助“如何构建相对稳定平衡的生态系统”这一本质问题，融合多学科概念和方法，用“如何让墨池中的生物与周围环境和谐共生?”这一驱动问题，引发学生的科学调查、科学思考、科学实验、实践探索和创造性的规划。项目实施过程分为确定问题、借鉴经验、考察分析、模型探究、实验探究、形成观念、成果展示7个阶段，以方法为手段，以跨学科概念为载体,以核心素养为内涵，以成果为反馈，完成了此项目的整体设计，如图2所示。
一、确定问题，构建问题系统
高质量的驱动性问题是高质量项目式学习活动的基础。从真实情境中的深度体验出发，引导学生产生自发性问题——墨池的生态为什么不好？进而剖析出本质问题——如何构建相对稳定平衡的生态系统？最后形成驱动性问题——如何让墨池中的生物与周围环境和谐共生？接着细化驱动问题，对问题层层分解，形成问题系统：墨池中有哪些生物?墨池的水质受哪些因素影响？墨池中的生物与环境有着怎样的关系？如何提升墨池生态系统的调节能力?通过构建问题系统，聚焦“因果关系”和“稳定与变化”这两个跨学科概念，培养学生的逻辑思维和发现问题的能力，,形成问题清单的成果。问题清单设计：
（1）问题：确定研究的主问题，收集所有问题。
（2）确定研究的子问题，根据研究方法（观察法、实验法、调查法、分类法、文献法等)对子问题进行分类。
二、借鉴经验，构建学科核心知识
通过阅读等多种方式获取资源是构建学科核心概念的重要手段。本项目实施过程中，首先借鉴城市湖泊生态修复典范——四川省成都市兴隆湖的经验，开展兴隆湖调查访谈活动。通过问题串引导、任务串驱动，使学生能够多角度、多学科阐明并理解生态系统是一个有机整体，鼓励学生运用图示或模型表示生态系统中各成分间的营养关系等，学生在建模生态系统营养关系的过程中可以深入感悟“因果关系”和“稳定与变化”的内涵，认识到生物与环境相互影响，相互依赖，互为因果，共同作用，以保证生态系统在动态变化中保持相对的稳定，进而培养学生的系统思维、分类思想、系统观念,最后形成兴隆湖生态系统的调查访谈任务单、调查分析报告等项目成果，见图3、图4、图5。
三、考察分析，多元化实践
调查、访谈等多元化实践是丰富项目式学习过程中学生实践体验的有效途径。通过访谈兴隆湖水质检测中心的工作人员,学生知道了哪些生物可以清洁水源、如何抑制藻类过度繁殖、如何解决水中沉淀物等问题，有利于学生深入理解水生生物与水质的关系，以及非生物因素对生态系统的影响。通过水质检测的深度体验，学生真实体验了水质检测过程，能够有意识地综合运用化学、数学、工程学等多种学科方法解决实际问题，进而让学生