文章編號：1003-7586（2025）01-0023-04

中圖分類號：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

摘：要：本文以攜李為研究對象，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，設(shè)計(jì)跨學(xué)科探究實(shí)踐，并通過構(gòu)建系統(tǒng)化的單元框架，明確單元學(xué)習(xí)目標(biāo)，設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)活動(dòng)和任務(wù)，制定相應(yīng)的教學(xué)評價(jià)體系，對“植物的新陳代謝”主題進(jìn)行詳細(xì)的教學(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)踐探索。

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》（以下簡稱《科學(xué)課標(biāo)》倡導(dǎo)“以探究和實(shí)踐性為主的多樣化學(xué)習(xí)方式”。教師挖掘并利用地方課程資源，開展跨學(xué)科學(xué)習(xí)不僅能夠有效體現(xiàn)這一課程理念，還能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升學(xué)習(xí)效果。攜李是原產(chǎn)于的中國季品種，擁有長達(dá)2500年的栽種歷史，是文化發(fā)展進(jìn)程中的活化石。近年來，得益于科技賦能，攜李產(chǎn)業(yè)已成為農(nóng)業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。本文以槜李為情境主線，設(shè)計(jì)與實(shí)施“植物的新陳代謝\"這一主題的跨學(xué)科實(shí)踐教學(xué)。

1學(xué)習(xí)內(nèi)容分析及單元框架構(gòu)建

1.1學(xué)習(xí)內(nèi)容分析

“植物的新陳代謝”內(nèi)容選自浙教版義務(wù)教育教科書《科學(xué)·八年級·下冊》第3章和第4章，對應(yīng)《科學(xué)課標(biāo)》中課程內(nèi)容“6生物體的穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)”。在此基礎(chǔ)上，本文聚焦概念“6.1植物能制造和獲取養(yǎng)分來維持自身的生存”展開單元教學(xué)，并分別從水分和無機(jī)鹽的吸收、光合作用和呼吸作用、物質(zhì)的交換和運(yùn)輸三個(gè)方面深入探討攜李生命系統(tǒng)的運(yùn)行機(jī)制。本單元的學(xué)習(xí)內(nèi)容不僅是對“5.4生物體具有一定的結(jié)構(gòu)層次”的延伸，同時(shí)也對學(xué)生學(xué)習(xí)“7生物與環(huán)境的相互關(guān)系”主題奠定了基礎(chǔ)。

1.2學(xué)習(xí)單元框架的構(gòu)建

學(xué)習(xí)單元框架是指導(dǎo)單元教學(xué)方向的關(guān)鍵，其

構(gòu)建主要包括以下兩個(gè)核心步驟。

1.2.1確定跨學(xué)科主題線

首先，跨學(xué)科理念是本單元學(xué)習(xí)的核心和基調(diào)?！爸参锏男玛惔x”單元不僅蘊(yùn)含深厚的生物學(xué)原理，還能夠拓展至技術(shù)、工程學(xué)、信息科學(xué)以及人文社科等學(xué)科對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響。強(qiáng)化學(xué)科間的交叉融合，不僅有利于學(xué)生構(gòu)建科學(xué)的生命觀與自然觀，更對其核心素養(yǎng)的培養(yǎng)具有深遠(yuǎn)意義。其次，跨學(xué)科學(xué)習(xí)活動(dòng)的開展需要以具體情境為載體，并在恰當(dāng)?shù)那榫持腥谌肟鐚W(xué)科元素。攜李作為的特色物種，其栽培技術(shù)蘊(yùn)含豐富的跨學(xué)科知識。

因此，筆者教學(xué)以槜李為情境，圍繞以下三大跨學(xué)科主題線展開：一是“識槜李，領(lǐng)略歷史活化石”，從宏觀角度認(rèn)識槜李的文化歷史與生態(tài)環(huán)境；二是“技術(shù)賦能，助力槜李農(nóng)業(yè)生產(chǎn)”，從微觀層面聚焦技術(shù)如何推動(dòng)攜李生長，理解槜李生理活動(dòng)原理并應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)；三是“保護(hù)瀕危物種，電商點(diǎn)燃共富路”，深刻認(rèn)識檇李的生存現(xiàn)狀和產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，并基于跨學(xué)科知識與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐，深入思考槜李的保護(hù)策略與產(chǎn)業(yè)支持路徑。

1.2.2設(shè)計(jì)單元框架

基于上述跨學(xué)科主題線，筆者明確了單元學(xué)習(xí)目標(biāo)，并圍繞一系列關(guān)鍵問題串設(shè)計(jì)了單元學(xué)習(xí)任務(wù)及評價(jià)體系。本單元的跨學(xué)科實(shí)踐設(shè)計(jì)框架如圖1所示。

2基于跨學(xué)科主題的單元教學(xué)過程設(shè)計(jì)

2.1識槜李，領(lǐng)略歷史活化石

攜李作為的地方特色物種，不僅承載著深厚的文化歷史，還蘊(yùn)藏著豐富的農(nóng)學(xué)智慧。因此，教師以人文視角作為跨學(xué)科切入點(diǎn)，旨在拓寬學(xué)生科學(xué)與人文的交融視野，進(jìn)而運(yùn)用多重跨學(xué)科思維審視槜李的發(fā)展路徑。

活動(dòng)1：融合人文、地理，分析槜李生長條件。

教師組織學(xué)生完成跨學(xué)科預(yù)習(xí)任務(wù)—“風(fēng)雅，尋味槜李”，要求學(xué)生以小組形式，通過文獻(xiàn)檢索、實(shí)地探訪攜李果園等方式，搜集槜李的人文故事、地域特色及栽培技藝。課堂上，教師舉辦“攜李故事分享會(huì)”，學(xué)生代表講述槜李的發(fā)展歷程。在激發(fā)學(xué)生興趣后，教師引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用已有知識“土壤性質(zhì)與植物生長”，分析土壤特性，論證壤土類土壤對槜李生長的適宜性。

活動(dòng)2：拓展實(shí)踐，探究影響槜李生長的物質(zhì)因素。

鑒于槜李生長的土壤須具備良好的保水保肥能力，教師引導(dǎo)學(xué)生思考水分與不同種類無機(jī)鹽對攜李生長的具體作用。此外，教師設(shè)計(jì)并實(shí)施“不同濃度與種類的培養(yǎng)液中攜李生長狀況\"的實(shí)驗(yàn)探究，以深化學(xué)生理解。

活動(dòng)3：深入實(shí)際，探討李栽培管理技術(shù)。

教師提供資料，指出幼樹需施用氮、磷、鉀復(fù)合肥或高氮肥以促進(jìn)其快速生長，而結(jié)果樹則應(yīng)以有機(jī)肥為主，輔以鉀肥及中微量元素肥料。2在此基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合所學(xué)原理分析施肥策略，并討論分享有效的槜李栽培技術(shù)。

設(shè)計(jì)意圖：教師通過整合人文、地理等跨學(xué)科知識，激發(fā)學(xué)生的思維活力；引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識到槜李的重要價(jià)值，增強(qiáng)鄉(xiāng)土情感；通過深入分析攜李生長條件，培養(yǎng)學(xué)生形成生物與環(huán)境相協(xié)調(diào)的生命觀念。

2.2技術(shù)賦能，助力攜李農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

學(xué)生在解決槜李生產(chǎn)問題時(shí)，需綜合運(yùn)用多學(xué)科知識、方法與思維，尋求解決方案。因此，本跨學(xué)科主題線融合生物學(xué)與技術(shù)學(xué)科，圍繞光合作用與呼吸作用，分兩階段遞進(jìn)實(shí)施：一是利用技術(shù)闡釋生物學(xué)原理，二是應(yīng)用技術(shù)優(yōu)化槜李生產(chǎn)。

2.2.1借助技術(shù)，理解光合作用原理

教師引導(dǎo)學(xué)生思考槜李甜味的來源，進(jìn)而引出植物的光合作用相關(guān)內(nèi)容。

活動(dòng)1：了解檢測技術(shù)，探究槜李葉片在光照下合成淀粉。

首先，學(xué)生通過直觀感受槜李體內(nèi)有機(jī)物的積累，思考“有機(jī)物源自何處”，教師提出探究問題：植物光合作用是否會(huì)產(chǎn)生淀粉？在了解淀粉檢測技術(shù)的基礎(chǔ)上，教師圍繞實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵步驟提出問題串，如“選擇攜李的哪個(gè)部位進(jìn)行實(shí)驗(yàn)\"“是否需要對葉片進(jìn)行不同處理”等，引導(dǎo)學(xué)生小組開展討論，逐步完善實(shí)驗(yàn)方案。各小組通過對比實(shí)驗(yàn)中葉片在光照與黑暗處理下的顏色變化，分析得出綠葉在光照下能夠產(chǎn)生淀粉。教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生從“光照是攜李合成淀粉的必要條件\"中，推理出光合作用的能量轉(zhuǎn)化過程，即將光能轉(zhuǎn)化為淀粉中的化學(xué)能。

活動(dòng)2：展示傳感器檢測技術(shù)，分析槜李光合作用過程的物質(zhì)與能量變化。

教師提出問題：攜李在合成有機(jī)物的同時(shí)，還伴隨著哪些物質(zhì)和能量的變化？經(jīng)過師生、生生討論，教師展示能夠同時(shí)完成多因素檢測的創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置利用精密的二氧化碳、氧氣傳感器測量容器內(nèi)兩種氣體含量的細(xì)微變化，同時(shí)利用濕度傳感器檢測水分的變化。通過觀察與分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，學(xué)生得出槜李的光合作用能夠?qū)⒍趸己退D(zhuǎn)化成儲存能量的有機(jī)物，并釋放氧氣。

活動(dòng)3：構(gòu)建光合作用的概念模型。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，學(xué)生歸納光合作用的定義并結(jié)合光合作用的條件、原料、產(chǎn)物及過程，利用圖示方法構(gòu)建光合作用的概念模型。

設(shè)計(jì)意圖：本設(shè)計(jì)從學(xué)生的真實(shí)體驗(yàn)出發(fā)，以光合作用原理為核心，融入現(xiàn)代科學(xué)與工程技術(shù)，旨在發(fā)展學(xué)生在真實(shí)情境中運(yùn)用跨學(xué)科思維分析問題的能力。

2.2.2遷移技術(shù)，認(rèn)識呼吸作用原理

教師引導(dǎo)學(xué)生探究成熟槜李存放一段時(shí)間后甜度下降的原因。學(xué)生使用糖度儀測量槜李汁液的含糖量，并將十天前與十天后的含糖量進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)槜李含糖量在存放過程中有所減少，這表明槜李體內(nèi)包括糖類在內(nèi)的有機(jī)物被消耗，進(jìn)而引出植物的呼吸作用相關(guān)內(nèi)容。

活動(dòng)1：遷移思路，實(shí)驗(yàn)探究槜李呼吸作用過程中的物質(zhì)與能量變化。

學(xué)生已知植物能制造有機(jī)物，并伴隨著物質(zhì)與能量的轉(zhuǎn)化。教師引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用類比思維，思考呼吸作用過程中可能發(fā)生的物質(zhì)與能量變化。教師組織學(xué)生小組討論，借鑒光合作用實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路，制訂探究呼吸作用的實(shí)驗(yàn)方案。學(xué)生提出利用傳感器技術(shù)探究槜李的呼吸作用，但需考慮排除光合作用的影響或設(shè)置對照組。最終，學(xué)生基于實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析得出，槜李能夠通過呼吸作用分解有機(jī)物，釋放生命活動(dòng)所需的能量，并產(chǎn)生二氧化碳和水。

活動(dòng)2：視頻展示，分析李的各個(gè)器官能否進(jìn)行呼吸作用。

教師展示提前錄制的檢測視頻，檢測部位包括攜李的根、莖、葉、花、果實(shí)等器官，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明槜李的各個(gè)器官均具備呼吸作用的能力。

活動(dòng)3：構(gòu)建呼吸作用的概念模型。

依據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論，學(xué)生歸納呼吸作用的定義，并運(yùn)用圖示方法構(gòu)建呼吸作用的概念模型。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生通過理解光合作用原理，能夠初步形成借助實(shí)驗(yàn)探究植物類似生理活動(dòng)的思維方式，并在探究呼吸作用原理的過程中實(shí)現(xiàn)思維的遷移與升華，有效發(fā)展了學(xué)生的跨學(xué)科實(shí)踐能力。

2.2.3應(yīng)用技術(shù)，助力攜李增產(chǎn)保鮮

活動(dòng)1：分析光合作用在攜李增產(chǎn)中的應(yīng)用。

教師提供以下資料供學(xué)生分析： ① 不同攜李品種間含糖量存在顯著差異，這一差異可能與果實(shí)生長發(fā)育期的長短緊密相關(guān)，具體表現(xiàn)為生長期越長的品種，其成熟期果實(shí)的含糖量往往越高； ② 槜李的最終成熟階段恰好處于地區(qū)的高溫季節(jié)?；谏鲜鲑Y料，教師引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用光合作用原理深入剖析這些現(xiàn)象背后的原因，并據(jù)此提出切實(shí)可行的槜李增產(chǎn)措施。

活動(dòng)2：探討呼吸作用在攜李保鮮中的應(yīng)用。

教師提出問題：如何有效協(xié)助果農(nóng)減少攜李在運(yùn)輸與儲存過程中的果實(shí)內(nèi)部有機(jī)物的無謂消耗？學(xué)生結(jié)合呼吸作用原理，共同探討并制訂科學(xué)的檇李果實(shí)保鮮策略。

設(shè)計(jì)意圖：本系列活動(dòng)旨在促使學(xué)生將生物學(xué)原理與技術(shù)手段緊密融合，以解決槜李生產(chǎn)中的實(shí)際問題。通過這一過程，學(xué)生不僅能夠深刻體會(huì)到生物學(xué)與技術(shù)在真實(shí)應(yīng)用場景中的緊密聯(lián)系，更能在實(shí)踐中鍛煉其綜合運(yùn)用多學(xué)科知識與方法解決問題的能力。

2.3保護(hù)瀕危物種，電商點(diǎn)燃共富路

攜李物種保護(hù)的復(fù)雜性在于其涉及生物學(xué)、社會(huì)學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等多個(gè)學(xué)科的系統(tǒng)知識。因此，對于攜李瀕危的成因及科學(xué)治理問題，師生既需從生物學(xué)角度深人探究槜李的生命系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)制，又需從社會(huì)學(xué)與經(jīng)濟(jì)學(xué)視角出發(fā)，關(guān)聯(lián)鄉(xiāng)村農(nóng)業(yè)與鄉(xiāng)村振興等議題。

活動(dòng)1：分析檇李體內(nèi)的物質(zhì)交換、運(yùn)輸?shù)牟课患斑^程。

教師指出，植物體的生長與成熟離不開水分、無機(jī)鹽以及光合作用、呼吸作用等生理活動(dòng)。這些活動(dòng)促使槜季體內(nèi)的水、無機(jī)鹽、有機(jī)物等不斷交換與運(yùn)輸，以維持其生命系統(tǒng)的有序運(yùn)行。基于此，教師引導(dǎo)學(xué)生從植物的生理活動(dòng)轉(zhuǎn)向物質(zhì)交換與運(yùn)輸?shù)奶骄?，通過設(shè)計(jì)“水分和無機(jī)鹽的運(yùn)輸”“有機(jī)物的運(yùn)輸\"等實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，推理得出“水分和無機(jī)鹽通過導(dǎo)管向上運(yùn)輸，有機(jī)物通過篩管向下運(yùn)輸\"的結(jié)論。

活動(dòng)2：三維植物模型模擬其運(yùn)輸系統(tǒng)。

學(xué)生以小組合作形式，結(jié)合所學(xué)知識，利用多種材料搭建槜李的結(jié)構(gòu)模型。教師指導(dǎo)學(xué)生聚焦根、莖、葉構(gòu)成的營養(yǎng)系統(tǒng)，模擬根部吸收水分和無機(jī)鹽、葉片制造有機(jī)物的過程，以及這些物質(zhì)的輸送路徑。模型搭建完成后，小組代表演示模型運(yùn)行，闡述攜李如何維持整體有序運(yùn)行。

活動(dòng)3：分析攜李生存現(xiàn)狀，探討科技與信息技術(shù)如何支持槜李產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

教師通過展示“種桃李是一場與時(shí)間的較量”的資料，分析嘉興槜李種植面臨的碎片化小規(guī)模種植、良種率低、技術(shù)難題等問題。隨后，教師引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合本單元所學(xué)知識，融合跨學(xué)科理念與電商經(jīng)濟(jì)，討論槜李產(chǎn)業(yè)發(fā)展的措施和保護(hù)對策。

設(shè)計(jì)思路：本設(shè)計(jì)旨在通過構(gòu)建模型闡明攜李機(jī)體的運(yùn)行機(jī)制，培養(yǎng)學(xué)生的生命系統(tǒng)觀和技術(shù)與工程實(shí)踐能力。在此基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注瀕危物種保護(hù)及鄉(xiāng)村農(nóng)業(yè)瓶頸等問題，參與相關(guān)決策討論，提升其社會(huì)責(zé)任意識。

3教學(xué)反思

教師將學(xué)習(xí)置于真實(shí)情境中，從學(xué)生熟悉的身邊事物出發(fā)，挖掘課程資源進(jìn)行跨學(xué)科學(xué)習(xí)，不僅能讓學(xué)生感受到家鄉(xiāng)的進(jìn)步變遷，深入認(rèn)識家鄉(xiāng)，增進(jìn)身份認(rèn)同，還能讓學(xué)生體驗(yàn)科技的進(jìn)步，提升其解決實(shí)際問題的能力和綜合素養(yǎng)。

參考文獻(xiàn)

[1]胡惠珍，陳瑾，周雪娥，等.桐鄉(xiāng)攜李的生態(tài)價(jià)值、生存現(xiàn)狀與保護(hù)對策[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，59（6）：946-948.

[2]謝小波.攜李的生態(tài)高效栽培技術(shù)[J].浙江林業(yè)，2021（7）：30.