跨学科教学研究：“城市绿化”跨学科教学设计

1、“城市绿化”跨学科教学设计摘要：跨学科案例以地理与生命科学领域的相关主题为背景，侧重考核学生综合运用核心概念，了解、辨别、分析、讨论存在于生物之间、生物与社会环境或自然环境之间的各种现象，并解决问题的能力。在“城市绿化”一节教学中，教师以现实情境、真实任务为依托，以“为何要绿化绿化中的学问如何提升绿化率”为主线，通过问题链的设计，以小组活动讨论的形式，引导学生进行跨学科问题的分析，探讨如何将跨学科案例分析融合在初中生物学教学中。关键词：城市绿化 跨学科 案例分析2021年是上海新中考改革元年，跨学科案例分析题首次出现在中考综合科目测试中，满分15分。跨学科学习能力包括信息提取与处理、问题分析与质疑、结论阐释与创新等。伴随着经济的发展，我国走出了一条生态文明建设的特色道路，彰显人与自然和谐相处的成功案例不胜枚举。下面以沪教版八年级下册“城市绿化”一课为例，探讨如何将跨学科案例分析融合在初中生物学教学中。01教材分析及设计思路“城市绿化”是八年级生命科学第6章“城市生态”第1节“城市生态与城市环保”第3课时的内容。上海市生命科学课程标准在对“认知”要求的分类界定中，对其目标要求为知道（A）

2、，即初步认识城市绿化的功能和意义。城市绿化是城市生态系统中生物环境的重要组成部分，对于调节城市的局部气候条件，缓解城市“热岛效应”以及降低城市噪声等方面具有积极的作用。本节内容从知识点的角度而言较为简单，但“树立绿色环保需从我做起的意识”“提高建设生态城市责任感”的立意要求较高。随着全社会环保宣传力度的增强，初中生对生态环境问题的关注度逐步提升，他们能体会到绿化对环境所产生的良好影响。为避免说教或留于表面的泛泛而谈，教学以“为何要绿化绿化中的学问如何提升绿化率”为主线，从城市绿化的缩影“校园绿化”谈起，引导学生从“植物的形态结构与其功能相适应”的角度，探讨城市绿化的作用；通过研究人员的实验验证自己的理论推断；同时结合“黄浦江边拔地而起的双子山”新闻材料，从城市绿化规划涉及到的空间定位、气候、社会人文等方面，展开跨学科教学，借以提高学生的综合运用跨学科思维，以及分析问题、解决问题的能力。02教学目标依据课程标准并围绕培养学生核心素养的要求，制订如下教学目标。1）应用对比与联想阐释植物的形态结构特征与其产生的绿化作用之间的联系；在研究人员的实验数据分析中加深对“生物的形态结构与其功能相适应

3、”“生物对环境适应具有普遍性和相对性”等生物学基本观点的理解。2）通过对上海常见绿化植物生长习性共同点的归纳，以及对“中国气候类型图”和“上海气温曲线及降水量柱状图”的观察，描述出上海的气候类型及特点，体会“非生物环境影响生物的生长繁殖和分布”的现实表现。3）结合上海气候和土壤条件等，选择适合的逻辑关联词对上海现有乔木种植的困境进行分析，体会科学预判在物种引入前的重要性，并关注维护生态多样性的重要意义。4）了解现代生态技术在城市绿化中的应用，关注城市绿化需要因地制宜、合理布局、拓展垂直空间、应用“海绵体”技术等理念，体验科学与艺术的结合对提升城市生活品质的意义。5）通过对“如何缓解校园绿化覆盖率不足”的探讨，学会更自主地关注并参与身边环境的建设，树立爱绿、植绿、护绿的意识，提升共建人与自然和谐共生城市的责任感。03教学过程3.1 导入算一算校园绿化覆盖率，思考校园中为何要有绿化教师出示学科周“绘制校园绿化地图”活动中的学生作品，请学生估算校园绿化覆盖率，对比上海绿化条例中关于“新建学校其附属绿地面积不得低于单位用地面积35%”的数据，思考“校园是学习的场所，为何要进行绿化？”，并通过“

4、校园绿化是城市绿化的缩影”的引导语推动学生打开思路，引出学生对城市绿化功能的关注，了解学生对绿化功能的认识程度。3.2 小组活动（头脑风暴）植物的哪些特征有助于改善人类的生存环境1）教师罗列“植物的光合作用”“植物的蒸腾作用”“植物的呼吸作用”“有些植物叶子表面粗糙、有绒毛或黏性分泌物”“植物叶色随季节的变化”“植物根系的不同类型”等形态结构和功能方面的特征，请学生对照绿化的作用，分析人类是如何利用植物的这些特征改善城市环境的。随后通过“如何判断刚才的分析是否正确”过渡到分析实验数据的环节。2）教师出示科研人员的关于“不同绿化类型的地表温度变化如图1”和“不同结构绿地的减尘效应如表1”的数据，请学生对比分析不同绿化类型在缓解“热岛效应”和滞尘效果等方面的差异。此环节使学生认识到“乔灌草”型绿化更有利于绿化功能的发挥，体会到科学搭配、合理布局对提高城市绿化效益的作用。3.3 小组活动：慧眼识同哪些植物适合在上海生长学生根据教师提供的“校园常见植物习性表（如香樟、日本珊瑚、麦冬、山茶等）（表略）”归纳出表中植物适合在温暖潮湿的环境中生存。并根据“中国气候类型图（略）”和“上海气温曲线及降水

5、量柱状图（图2）”回忆上海的气候类型及特征，以印证表格中的植物的确适合在上海生长。图 2 上海气温曲线及降水量柱状图结合当地的气候类型及特征，分析相关物种是否适应环境，是地理和生物学科的一个常见联系点。学生在六、七年级完成了地理学科的学习，部分学生对于上海气候类型及特征的记忆和表述已经有些模糊。执教教师课前同地理学科教师探讨交流后，决定借助图示唤起学生对上海气候类型（亚热带季风气候）的记忆；借助“20温度线”和“100mm降水量线”帮助学生区分使用“高温与温和”“多雨与少雨”等表述词，唤起学生正确描述上海气候特征（夏季高温多雨，冬季温和少雨）的记忆。在此基础上，请学生结合校园中常见的植物习性，印证和体会生物对环境的适应具有普遍性，为后续材料分析做好准备。3.4 小组活动：逻辑关联哪种植物更适合作为绿化乔木引入上海教师讲述科研人员面对“土壤盐碱化导致香樟树黄化”“悬铃木花粉和果实飞絮引起人们过敏”等在上海绿化中难以有效解决的问题，所开展的绿化乔木引入和培育工作。学生根据白桦、黄连木的相关介绍材料（含习性、分布等），结合上海的气候类型及特征，进行能否引入的初步判断。在个别学生进行口头表达交

6、流的基础上，教师带领全体学生将最终明确的分析内容书写下来。城市绿化的核心任务之一是绿化植物的科学选择和合理配置。通过科学分析与规划,选择适宜的植物是有效提高城市绿化水平、改善城市环境的关键。目前，上海城镇绿化大量采用法桐、香樟、雪松和广玉兰为行道树种，一则降低了城市生物多样性，二则季相效果变化差。黄连木枝密叶繁，抗风力强，对二氧化硫和烟的抗性较强；秋叶为橙黄或鲜红色，雌花序紫红色，能一直保持到深秋，甚为美观；同时具有喜光、喜温暖、畏严寒、对土壤要求不严等特征，是上海绿化引入的参考树种之一。白桦树生命力强，喜光、不耐荫、耐严寒，喜湿润、酸性土壤等；主要分布在大、小兴安岭及长白山，在华北平原和黄土高原山区也有种植。二者具有较强的对比性，适 合学生应用所学体验科学预判的过程，体会良好的逻辑关联能力在解决实际问题时的重要作用。3.5 小组活动：小小规划师“双子山”在哪里教师出示“黄浦江边拔地而起的双子山”新闻材料。具体内容为：“双子山”项目位于浦东滨江地区的世博文化公园，西侧与北侧倚靠黄浦江，公园由黄浦江取水，通过后滩公园的生态净化系统，以确保水质主要指标达到类，视觉感官清澈；这些水还可再用于

7、浇灌，形成水循环；公园本身就是一块巨大“海绵”，能有效减轻暴雨积水的压力。教师在引导学生了解现代科学技术在城市绿化中应用的同时，请学生在“山体位置”初步确定山体在 A、B、C 哪个位置，如图 3。图 3 “山体位置”确认图面对城市绿化空间不足，上海已连续4年将立体绿化列为市政府实施项目。“双子山”项目体现了因地制宜、合理布局、开展垂直绿化、应用 “海绵”技术缓解城市内涝等多种绿化理念。以此作为素材，既能使学生体会到城市绿化规划需考虑空间定位、气候灾害、社会人文、交通等多方面因素，又能引导学生提升建设人与自然和谐共生城市的责任感。提取文字及地图信息，辨别区域方位或区域间的相对位置，是学生应具备的地理学科基本素养之一。本环节设置了“确认山体位置”的内容，为锻炼学生提取材料中的有效信息，在地图上分辨方位提供了现实情境。3.6 七嘴八舌议一议如何提高校园绿化覆盖率 经过讨论，各小组代表进行了发言。有的小组从加强立体绿化的角度进行思考，提出可以在校园的墙面、屋顶、围栏等地方扩展绿化空间；有的 小组提出可以让班级的“绿化角”也立体起来；还有的小组从维护现有绿化环境的角度入手，提到精心养护好学校现有

8、的绿化植物，定期开展校园周边绿化带的垃圾清洁志愿劳动，也是保持学校绿化覆盖率、让绿化功能得到充分发挥的好办法。 此环节设计回应了导入环节关于“校园绿化”的话题，引导学生应用所学关注并参与到身边的环境建设中。教师需提前准备一些，为学生的观点提供具象的证明。04小结本节教学设计是在生命科学基础课程中进行地理、生命科学跨学科教学的一次尝试。最初的设计雏形来源于备课组结合“黄浦江边拔地而起的双子山”的新闻材料。结合“城市绿化”一课的教学内容，教师从提升学生爱绿、植绿、护绿的角度进行了素材扩充。将“分析相关物种是否适应环境”“预判新绿化物种能否引入”以及“依据文字及地图信息辨别方位”等内容作为跨学科教学的切入点。以培养学生解决问题能力，锻炼学生在情境下迁移与应用“核心概念”的能力为重点，通过问题链的设计，以小组活动讨论的形式完成整个教学。由于前期对各教学环节的逻辑联系、转承衔接考虑较为充分，所以整体实施情况较为顺利。总之，跨学科能力评价的导向，促使生物学教学需要更关注真实合理情境的选择，突出概括性、应用性、有迁移价值的学科原理性知识，帮助学生提升对学科基本知识结构的理解，以及综合运用所学分析和解决实际问题的能力。

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