宋潔

摘要：“雙減”政策對全面促進(jìn)青少年的素質(zhì)及能力的發(fā)展提出了新要求，對教師的專業(yè)能力也提出了更高要求。在“雙減”背景下，基于STEM教育跨學(xué)科學(xué)習(xí)這一理念，探尋跨學(xué)科學(xué)習(xí)資源整合方法，提升課堂的質(zhì)量與容量。以人教版高中化學(xué)和生物教學(xué)中糖類、油脂、蛋白質(zhì)部分的比較學(xué)習(xí)為例，以任務(wù)驅(qū)動，利用不同學(xué)科知識點梳理融合、學(xué)習(xí)方法對比，解決現(xiàn)實世界問題。同時結(jié)合STEM教育理念，培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科學(xué)習(xí)能力，促進(jìn)獲取知識、整合知識及利用知識解決問題等綜合素質(zhì)的提升。

關(guān)鍵詞：“雙減”；STEM；跨學(xué)科學(xué)習(xí)；綜合素質(zhì)

文章編號：1008-0546（2023）09-0024-04

中圖分類號：G632.41

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2023.09.005

一、“雙減”政策背景介紹

202 1年7月，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步減輕義務(wù)教育階段學(xué)生作業(yè)負(fù)擔(dān)和校外培訓(xùn)負(fù)擔(dān)的意見》（以下簡稱“雙減”）。國家出臺“雙減”政策的主要目的是想通過減少課內(nèi)外簡單、低效、無創(chuàng)造性的重復(fù)勞動，提升課堂教學(xué)的質(zhì)量和容量，讓學(xué)生能運用學(xué)科知識去分析解決現(xiàn)實社會問題，以促進(jìn)學(xué)生綜合素質(zhì)及能力的提升。[1]“雙減”政策要求減輕的是學(xué)生課內(nèi)外學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)，但是并沒有減少對高素質(zhì)人才的需求，所以要求基礎(chǔ)教育在課堂內(nèi)、在滿足學(xué)生全面發(fā)展上花功夫。所以在“雙減”背景下，中央鼓勵支持學(xué)校立足課堂教學(xué)，優(yōu)化教學(xué)方式，滿足不同層次學(xué)生的多樣化需求，探尋人才培養(yǎng)可持續(xù)發(fā)展的突破口與創(chuàng)新點，在不增加學(xué)生負(fù)擔(dān)的前提下，提供更優(yōu)質(zhì)的教育。所以“雙減”減輕學(xué)生課業(yè)負(fù)擔(dān)的同時對教育工作者的專業(yè)能力和素質(zhì)提出了更高的要求。

二、基于STEM教育的跨學(xué)科學(xué)習(xí)理念簡介

近年來興起于美國的STEM教育進(jìn)入我們的視野，其倡導(dǎo)的問題驅(qū)動跨學(xué)科交叉融合的教育理念為越來越多的人接受。STEM教育理念希望學(xué)生能認(rèn)識與建立不同學(xué)科之間的聯(lián)系，在各學(xué)科領(lǐng)域間獲得綜合能力的發(fā)展。[2]lSTEM教育是用多學(xué)科知識、多種技能以及創(chuàng)新思維來解決現(xiàn)實問題，其核心理念是打破學(xué)科間的界限，跨學(xué)科、創(chuàng)新性地解決現(xiàn)實問題。在此過程中掌握分析問題、解決問題的能力，建立對學(xué)科和學(xué)科間內(nèi)在聯(lián)系的認(rèn)知，從而培養(yǎng)創(chuàng)新精神和能力?；赟TEM教育的跨學(xué)科學(xué)習(xí)意味著教育者不再將重點放在某個學(xué)科知識點或者過于關(guān)注學(xué)科界限，而是將重心放在需要解決的問題或任務(wù)，各學(xué)科領(lǐng)域間不是孤立的，需要相互關(guān)聯(lián)來解決問題，打破和跨越學(xué)科邊界，從設(shè)計綜合性的教學(xué)任務(wù)、啟發(fā)思維的角度，調(diào)動多學(xué)科知識來完成任務(wù)，以實現(xiàn)提升綜合素質(zhì)的育人目標(biāo)。[3]現(xiàn)實社會的復(fù)雜性，生活中問題的多樣性，都不是學(xué)習(xí)過程中學(xué)生遇到的單一問題，所以要培養(yǎng)解決未來世界復(fù)雜問題的人就要改變單一學(xué)科思維，幫助學(xué)生建立跨學(xué)科學(xué)習(xí)的全局觀。[4]

三、“雙減”背景下基于STEM教育的跨學(xué)科學(xué)習(xí)實施步驟

為加快適應(yīng)未來教育科技素養(yǎng)、科學(xué)思維等對各學(xué)科功能教育需求，提高課堂教學(xué)的實效性、加強(qiáng)知識體系的建立、幫助學(xué)生創(chuàng)新力和個性的發(fā)展，我們學(xué)習(xí)STEM教育的開放性、包容性，借鑒STEM教育的跨學(xué)科學(xué)習(xí)理念，設(shè)計跨學(xué)科整合的課程，將不同學(xué)科的知識通過一定的教學(xué)方法整合，幫助學(xué)生運用已有概念和經(jīng)驗去探究生活中熟悉的問題，讓學(xué)生在獲取科學(xué)知識的同時獲得能力的提升。首先，尋找跨學(xué)科學(xué)習(xí)教育素材，以糖類、油脂、蛋白質(zhì)部分知識內(nèi)容為例進(jìn)行跨學(xué)科學(xué)習(xí)探索。

1．教學(xué)目標(biāo)整合

糖類、油脂、蛋白質(zhì)這三大類營養(yǎng)物質(zhì)與生命體的生命活動密切相關(guān)，是人體細(xì)胞的重要組成物質(zhì)，同時也是重要的能源來源和營養(yǎng)物質(zhì)，在人教版初、高中生物、化學(xué)六本教材中都有涉及，可見它的重要性。通過梳理化學(xué)和生物教材的教學(xué)目標(biāo)（見表1）發(fā)現(xiàn)，因?qū)W科不同而各有側(cè)重，但是總體教學(xué)目標(biāo)有多處相同。且生物、化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)都有科學(xué)探究、科學(xué)精神、社會責(zé)任這幾個相同的維度，在完成知識目標(biāo)的基礎(chǔ)上，通過三大營養(yǎng)物質(zhì)的生物化學(xué)鑒定方法的異同對比學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神，通過學(xué)習(xí)三大營養(yǎng)物質(zhì)對生命體健康的作用培養(yǎng)社會責(zé)任感，從而完成能力目標(biāo)與情感目標(biāo)。

2．教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計

STEM教育以問題驅(qū)動的跨學(xué)科知識學(xué)習(xí)理念，為課堂教學(xué)提供了一種新思路?？鐚W(xué)科學(xué)習(xí)不是簡單的課程內(nèi)容的整合，更是思維方式的革新。將原本在教學(xué)活動中設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù)時的不同學(xué)科知識內(nèi)容進(jìn)行有機(jī)整合，可以幫助學(xué)生從全局性視角建構(gòu)知識體系，更加系統(tǒng)地掌握相關(guān)知識，體現(xiàn)跨學(xué)科學(xué)習(xí)的優(yōu)勢。[5]圍繞學(xué)習(xí)內(nèi)容發(fā)現(xiàn)尋找不同學(xué)科的相關(guān)知識并把相關(guān)知識進(jìn)行分析整合。在知識比較學(xué)習(xí)中滲透STEM教育跨學(xué)科學(xué)習(xí)理念。糖類、油脂、蛋白質(zhì)與生命體的生命活動密切相關(guān)，是人體細(xì)胞的重要組成物質(zhì)，同時也是重要的能源來源和營養(yǎng)物質(zhì)，在初、高中化學(xué)以及初、高中生物學(xué)科中多次涉及這三類物質(zhì)的知識，可見它們的重要性。梳理化學(xué)、生物教材中有關(guān)糖類、油脂、蛋白質(zhì)部分的知識點進(jìn)行比較學(xué)習(xí)。

通過對比化學(xué)和生物教材中的知識點，可以明確兩個學(xué)科都強(qiáng)調(diào)這三大營養(yǎng)物質(zhì)對人類健康的影響以及它們的特征反應(yīng)，主要不同點在于化學(xué)學(xué)科側(cè)重于三大營養(yǎng)物質(zhì)的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)，生物學(xué)科側(cè)重于它們的功能，可以借鑒STEM教育以問題驅(qū)動的理念，設(shè)計一個任務(wù)將兩個學(xué)科中涉及的內(nèi)容串成一條主線，圍繞主線任務(wù)的解決完成教學(xué)目標(biāo)。

3．教學(xué)任務(wù)的選擇

整個教學(xué)活動的核心是教學(xué)任務(wù)，直接關(guān)系到教學(xué)目標(biāo)能否完成。STEM教育教學(xué)任務(wù)設(shè)計的核心是以問題或任務(wù)驅(qū)動，區(qū)別于傳統(tǒng)的教師講授的學(xué)習(xí)方式。糖類、脂肪和蛋白質(zhì)這部分內(nèi)容，在初中生物和化學(xué)教材中側(cè)重介紹它們對人類健康的作用，高中生物和化學(xué)側(cè)重性質(zhì)和特征反應(yīng)的認(rèn)識。人教版化學(xué)2（必修）第三章第四節(jié)“基本營養(yǎng)物質(zhì)”，重點介紹了糖類、油脂、蛋白質(zhì)三類物質(zhì)的共性與特性，而這部分內(nèi)容在高一上的生物1（必修）的第二章第一節(jié)“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)”中有類似的內(nèi)容，但是物質(zhì)鑒定采用的方法有區(qū)別，如果教師沒有了解相關(guān)內(nèi)容，把這部分當(dāng)做新知識去講授，會讓學(xué)生有內(nèi)容重復(fù)之感，在對知識的學(xué)習(xí)和理解方面也沒有更多的裨益。所以在講授這部分內(nèi)容時，化學(xué)教師可以與生物教師聯(lián)合備課，運用跨學(xué)科學(xué)習(xí)這一教育理念，融合初高中生物、化學(xué)有關(guān)這三大營養(yǎng)物質(zhì)的內(nèi)容，提出“探究三大營養(yǎng)物質(zhì)對人類健康的影響”這個學(xué)習(xí)任務(wù)，讓學(xué)生進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)，對比生物和化學(xué)學(xué)科的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行比較學(xué)習(xí)。

4．教學(xué)過程的實施

以“探究三大營養(yǎng)物質(zhì)對人類健康的影響”這一任務(wù)為導(dǎo)向，讓學(xué)生通過課前預(yù)習(xí)教材和查找資料，分解完成這個任務(wù)需要解決的幾個問題：（1）三大營養(yǎng)物質(zhì)的重要性。（2）三大營養(yǎng)物質(zhì)特性的實際應(yīng)用。（3）三大營養(yǎng)物質(zhì)的特性是由什么決定的。并設(shè)計小組實驗：糖、蛋白質(zhì)的檢測。解決了這幾個問題，不僅結(jié)合實際問題了解了糖類、脂肪、蛋白質(zhì)性質(zhì)及其特征反應(yīng)在生活中的應(yīng)用（設(shè)計鏡子的生產(chǎn)工藝、糖尿病檢測、生活中蛋白質(zhì)變性的應(yīng)用等實驗），并且加深理解初中三大營養(yǎng)物質(zhì)對人類健康的影響這部分內(nèi)容。在三大營養(yǎng)物質(zhì)的實際應(yīng)用中涉及到利用其特征反應(yīng)，可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行生物、化學(xué)學(xué)科的對比學(xué)習(xí)（見表2），了解不同學(xué)科的特點，體驗跨學(xué)科學(xué)習(xí)的魅力，引導(dǎo)學(xué)有余力的同學(xué)深入探究不同方法的本質(zhì)內(nèi)涵。例如，通過對比蔗糖、葡萄糖的斐林實驗現(xiàn)象理解醛基為什么會有這種特征反應(yīng)，通過查閱資料認(rèn)識醛基中碳氧雙鍵與其他酮、脂、羧酸結(jié)構(gòu)中碳氧雙鍵的不同，從而理解結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)繼而掌握它們的結(jié)構(gòu)特征。又如，蛋白質(zhì)的鑒定，生物學(xué)科利用蛋白質(zhì)分子中含有的兩個以上的肽鍵會與雙縮脲試劑形成紫色絡(luò)合物這個性質(zhì)；化學(xué)學(xué)科利用了含有苯環(huán)的蛋白質(zhì)會與硝酸發(fā)生顏色反應(yīng)。通過兩種方法的對比學(xué)習(xí)，加深對蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)識。這樣不僅將這些零散的知識點用一個個問題串成了一根線，而且這種學(xué)習(xí)方式教會學(xué)生學(xué)會自己建構(gòu)知識體系的深入思考的學(xué)習(xí)方法，提升綜合素質(zhì)能力。

5．總結(jié)評價

對學(xué)生的評價也是對教師教學(xué)方式的檢測?？鐚W(xué)科學(xué)習(xí)這種教學(xué)方式對于教師和學(xué)生都是挑戰(zhàn)，教師在教學(xué)活動中對學(xué)生知識與技能的形成、能力發(fā)展進(jìn)行評價也是一個新嘗試。分小組用繪制思維導(dǎo)圖的形式完成對知識的梳理小結(jié)回答課程開始老師的三個問題，教師根據(jù)小組的思維導(dǎo)圖和學(xué)生的發(fā)言評價學(xué)生對知識的理解和掌握情況，在課堂總結(jié)中將教學(xué)活動與評價有機(jī)結(jié)合。而這種教學(xué)方式對學(xué)生能力發(fā)展的影響則需要一個相對較長時間來檢驗。小組總結(jié)和物質(zhì)鑒定小組實驗時，可以進(jìn)行同學(xué)間的相互評價，同學(xué)們對小組合作伙伴在小組活動時的表現(xiàn)進(jìn)行相互評價。小組學(xué)習(xí)對于學(xué)生個性發(fā)展也有積極的促進(jìn)作用?；赟TEM跨學(xué)科學(xué)習(xí)的教學(xué)方式對學(xué)生學(xué)習(xí)能力、探究能力、問題意識等綜合素質(zhì)培養(yǎng)等方面的促進(jìn)作用還有待更多的實施案例來檢驗。

在“雙減”背景下，為滿足國家發(fā)展對高素質(zhì)人才的迫切需求，在不增加學(xué)生課內(nèi)外學(xué)業(yè)負(fù)擔(dān)的前提下與時俱進(jìn)地優(yōu)化教學(xué)方式，落實推進(jìn)人才培養(yǎng)工作，是對教育工作者提出的更高要求。而融人STEM教育理念以任務(wù)為驅(qū)動、以解決實際問題為導(dǎo)向的課堂，學(xué)習(xí)用知識的遷移整合能力解決真實社會的問題，設(shè)計整合跨學(xué)科學(xué)習(xí)任務(wù)，在比較中學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生梳理建構(gòu)知識體系掌握獲取知識的方法和技能，對于學(xué)生綜合素質(zhì)的提升和終身發(fā)展都有積極的作用。

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