第三节 实践探索，初中生物的课程整合

作为发展核心素养的重要途径，课程整合在生物学科进行了许多有益的探索研究。探索研究的内容和形式呈多元化的状态，有国际的，也有国内的；有学科内部的，也有跨学科的；有课程设计层面的，也有课程实施层面的。

一、国内外生物课程整合的研究

国外许多国家和我国的个别省市初中不单设生物课程，而是设置综合性的科学课程。科学课程本身就是一门综合性的整合课程，而对于科学课程的改革，整合又是当前研究的热点，生物课程整合的研究寓于科学课程整合的研究当中。

（一）国际生物课程整合的研究

国际上有关科学课程整合的研究具有范围广、程度深的特点，美国最具有代表性。美国于2011年发布了《K-12年级科学教育框架：实践、跨学科观念和学科核心素养》，为科学课程的整合勾画出了比较清晰的轮廓。2013年发布的《新一代美国国家科学教育标准》，则是能够体现其科学课程整合最新研究进展的标志性成果。在美国科学教育研究成果中，最引人注目的是提出了三维整合框架体系。

1．三个维度的内容

三维整合的框架体系，即科学与工程学实践、学科核心概念和跨学科共同概念三者有机地整合。下表呈现的是三个维度的内容，其中，科学与工程学实践维度对科学实践与工程学实践进行了区分，学科核心概念只列出了生物学科领域的概念，科学与工程学实践、跨学科共同概念指向的是科学课程中包括生物学科领域在内的所有领域。

2．三个维度的内涵

把科学与工程学实践确定为科学教育的三个维度之一是为了突出“实践”的地位，尤其是工程学实践的地位。美国科学教育最新成果中用“科学实践”取代了“科学探究”，目的是强调科学活动既是动脑的活动，也是动手操作的活动。这种改变并不意味着科学探究不再重要，而是扩展了科学探究的范围。

学科核心概念，处于学科的中心位置。这些概念应该具有如下标准中的2～3条：

（1）对科学或工程学的不同学科领域都有重要的价值，或者可以作为单一学科的组织性概念；

（2）可作为理解和探究更为复杂的概念以及解决问题的重要工具；

（3）与学生的兴趣和生活经验有关，或者联系到需要科学或工程学知识的社会或个人问题；

（4）可以在不同的年级进行教学，并在深度和复杂性上呈现出不同水平。

跨学科共同概念是指在科学、数学和技术领域中反复出现的一些重要概念，这些概念超出学科的界限，在说明事物、创造理论以及观察和设计时发挥着重要的作用。例如，“能量”这一重要概念，在物理、化学和生物学科中都占有重要地位但又各有不同的内涵。如何全面系统地理解这些概念，需要各个学科之间的交叉渗透，也需要各个学科反复强化并建立有效的联系。与此同时，反复使用这些概念进行教学可以强化学生对学科核心概念的理解。

3．三个维度的关系

三个维度就像一根绳索中缠结在一起的三股，呈现出相辅相成的关系，构成了一个有机结合的系统，核心是学科核心概念。通过科学实践发展学生研究自然世界的能力；通过工程设计解决实际的问题；通过聚焦核心概念来掌握科学四个领域（物质科学，生命科学，地球与空间科学，工程、技术和应用科学）的重要知识；通过跨学科共同概念进一步理解和联系科学知识。

三个维度在整合的实施中分为三个层次：首先是以大概念为核心的科学概念体系的建构；其次是在此基础上实现理解与实践的相互促进；最后渗透对科学本质的理解以及STEM、STSE两类跨领域整合。

（二）国内生物课程整合的研究

国内生物课程整合的研究主要分两个层面，一是由教育行政部门牵头组织的《课程标准》研制工作；二是由教科研部门、学校和教师个人自发进行的研究。

1．课程标准中体现的整合

国内现行的课程标准中，《普通高中生物课程标准（2017年版）》和《义务教育小学科学课程标准（2017年版）》涉及生物学科的课程整合。

（1）《普通高中生物课程标准（2017年版）》中的课程整合

2018年1月16日，教育部公布了《普通高中生物课程标准（2017年版）》。新修订的课程标准中在以下栏目中涉及课程整合。

①基本理念

基本理念的第2条为“内容聚焦大概念”，指向的就是课程内容的整合，具体表述为：“本课程的设计和实施追求‘少而精’的原则，必修和选择性必修课程的模块内容聚焦大概念，精简容量、突出重点、切合年龄特点、明确学习要求，确保学生有相对充裕的时间主动学习，能够深刻理解和应用重要的生物学概念，发展生物学核心素养。”

基本理念的第3条为“教学过程重实践”，指向的是实践活动与概念理解和现实生活的整合，具体表述为：“高度关注学生学习过程中的实践经历，强调学习的过程是主动参与的过程，让学生积极参与动手和动脑的活动，通过探究类学习活动或完成工程学任务，加深对生物学概念的理解，提升应用知识的能力，培养创新精神，进而能用科学的观点、知识、思路和方法，探讨或解决现实生活中的某些问题。”

②课程结构

课程结构的“设计依据”第3条中提到“根据生物学的大概念来构建课程体系和内容框架”，对应的是大概念统领下的课程整合；第4条“满足学生多元需求，突出课程基础性和选择性”，其中的基础性对应的也是大概念统领下的课程整合。

课程结构的“结构”部分，必修和选择性必修课程的各个模块都聚焦“大概念”，选修中的大部分内容都体现了“教学过程重实践”的基本理念。

③课程内容

必修包括《分子与细胞》《遗传与进化》两个模块，每个模块含有两个大概念，共4个大概念。选择性必修课程包括《稳态与调节》《生物与环境》和《生物技术与工程》三个模块，每个模块含有1个大概念，共3个大概念。

在“内容要求”部分，先呈现大概念，然后按照由大到小的层级关系列举其他概念，模块中所有的学习内容都由大概念统领。

在“教学提示”部分，提供了若干个实践活动的建议，目的是通过实践活动促进学生对概念的理解和掌握。

④实施建议

实施建议的“教学建议”包括：强调高度关注生物学核心素养的达成；组织以探究为特点的主动学习为落实核心素养的关键；通过大概念的学习，帮助学生形成生命观念；落实科学、技术和社会相互关系的教育；注重学科间的联系；注重生物学科史和科学本质的学习。这些建议都与课程整合有关，有的指向大概念统领下的课程整合，有的指向实践活动与概念理解的整合，有的指向基于STEM的跨学科整合。

（2）《义务教育小学科学课程标准（2017年版）》中的课程整合

除了新颁布的《普通高中生物课程标准（2017年版）》外，《义务教育小学科学课程标准（2017年版）》中课程整合的特点也很突出。

①规定小学科学的课程性质为“一门基础性、实践性、综合性的课程”。

②将从三个维度改为从“科学知识”“科学探究”“科学态度”“科学、技术、社会与环境”四个方面阐述具体教学目标。

③内容包含物质科学、生命科学、地球与宇宙科学、技术与工程四个领域，共18个适合小学生学习的主要概念。

④倡导跨学科学习方式，“实施建议”中有“针对学科关联的建议”，包括与语文、数学、综合实践等课程的关联。

由上述可知，我国《课程标准》层面的课程整合，确立了概念教学的中心地位，强调了科学实践和探究的重要性，引入了工程学实践和现实问题解决。《义务教育小学科学课程标准（2017年版）》明确指出“科学（science）、技术（technology）、工程（engineering）与数学（mathemetics）即STEM是一种以项目学习、问题解决为导向的课程组织方式，它将科学、技术、工程、数学有机地融为一体，有利于学生创新能力的培养”。以上这些理念和举措与国际科学教育改革发展方向具有较高的一致性。

2．课程实施中整合的探索

由教科研部门、学校和教师个人自发进行的生物学科课程整合研究，主要集中在课程实施层面。

（1）课程实施中整合的概况

目前，我国课程实施层面课程整合的探索大致可分为学科内的整合、学科间的整合和跨领域的整合三个层次。

①学科内的整合。生物学科内的整合主要是指调整现行生物教材中教学内容的顺序，形成专题进行学习，目的是节省知识性内容学习的时间，提高学习的效率。例如，北京十一学校的王春易老师，将高中生物的内容整合学习，节省下来的时间用于学生的实践活动。但这样的案例目前还比较少，查阅中国知网，生物学科内课程整合的相关文章尚处于空白。从其他网站可以找到3篇介绍学科内整合的文章，集中在高中学段。

②学科间的整合。这里所说的学科间整合，是指以生物课程为核心，整合其他学科进行教学的方式。目前，生物学科与其他学科的整合主要集中于与信息技术、综合实践活动的整合。从中国知网可以查到的结果是，生物课程与信息技术整合的相关文章有355篇，与综合实践活动整合的相关文章有125篇。

③跨领域的整合。跨领域整合是指将有内在联系的不同领域的内容或问题进行统整，最常见的方式是STEM。我国STEM教育起步较晚，近年来才有少数学校或社会组织开展研究和实施，也取得了一定的成绩，但总体来说还属于比较薄弱的领域。目前，尚无权威的STEM教育理论专著出版。在中国知网中输入“生物学科STEM教育”，仅可查阅到4篇文章，所涉及的知识内容均属高中生物。

（2）课程实施中整合的问题

分析我国当前生物学科课程实施层面的课程整合，可以发现主要存在以下问题。

①整合范围窄：就目前查阅到的资料来看，学科内的整合主要集中在高中学段，学科间主要是生物与信息技术、综合实践活动的整合。另外，参与课程整合的教科研机构、学校和个人也比较少。

②整合层次浅：学科内整合大都仅仅局限于内容的顺序调整和增删改移，而没有构成内在紧密的逻辑联系，这实际上只是知识的重新组合，而不能称为严格意义上的整合。另外，对STEM教育的研究也大都处于起步阶段，停留在较浅层次的活动层面。

③整合成果少：除生物与信息技术、综合实践活动整合形成了一定的成果外，生物学科内整合、跨学科整合成果都比较少。涉及初中生物学科内和学科间的研究成果基本还是空白。

二、威海市初中生物课程整合的探索

此部分是本书作者们实践探索取得的成果，也是本书将要重点介绍的内容。这项研究以《普通高中生物课程标准（2017年版）》和美国科学教育改革最新研究成果为指导，以生物学科核心素养培育为目标，构筑起了初中生物课程整合的实践模型。模型包括课程整合的设计和课程整合的实施两个板块，每个板块又包括三项内容。

（一）初中生物课程整合的设计

由于“指向核心素养的初中生物课程整合”是目前国内首次进行的实践探索，因此首先需要对课程整合进行一个全新的设计。与常规教学设计一样，课程整合的设计也应当关注学生“学什么”“怎样学”和“学得怎样”三方面的问题，即教学内容、教学方式和学习评价。通过对这三个方面的设计，构建起课程整合的内容体系、实施体系和保障体系，从而为实现目标、评价、教学的一致性奠定基础。

1．课程整合的主题设置

主题设置解决的是“学什么”的问题。课程整合是以主题为学习单位的，因此需通过设置学习主题实现学习内容的整合。学习主题的设置不是相关内容的简单组合，而是需要依据《课程标准》，并以学科知识为线索进行。主题需与大概念相对应，主题所包含的内容是以大概念为统领的，此即大概念统领下的课程整合。

2．课程整合的教学方式

教学方式对应的是“怎样学”的问题。整合后的课程内容需要有相应的教学方式与之相适应。由于课程整合主题包含的内容都是由大概念统领起来的，强调知识的整体性和关联性，因此课程整合的教学方式也需要能够帮助学生进行整体认知，通过整体认知构建起结构化的知识体系。

3．课程整合的学习评价

学习评价回答的是“学得怎样”的问题。课程整合的学习评价与常规教学有相同之处，包括过程性评价和终结性评价，是指向目标的达成，也需要体现与目标和教学的一致性。但由于相比于常规教学，课程整合的教学目标、学习内容的组织形式和教学方式都有不同，因此课程整合的学习评价在评价的侧重点上又有所不同，一是需更加注重对主题整体学习情况的评价，二是需更加注重对实践活动设计、实施和结果的评价。

（二）初中生物课程整合的实施

初中生物课程整合借鉴美国的做法，将课程整合在实施上分为三个层次。这三个层次是按照从知识之间的整合到知识学习与实践活动的整合、从强调知识的呈现到强调概念的理解、从学科内整合到跨领域整合的原则划分的。三个层次体现的是整合的不同程度，由低程度到高程度依次加深。

1．大概念统领下的课程整合

大概念统领下的课程整合是围绕生物学大概念建构而进行的教学内容的统整，是课程整合最主要的形式。围绕大概念组织学习内容，一是能够提炼出最重要、最主干的知识，实现教学内容“少而精”的目标；二是能够因为“少而精”而做到对学习内容深刻的理解，进而发展逻辑思维能力；三是能够梳理出学习内容的线索和层次，搭建起知识结构。

大概念统领下的课程整合，学习内容组织整体而严密，决定了实施层面也需要有相应整体上的考虑。备课时，要先对整个主题进行总体的教学设计安排，然后再具体到课时的教学设计；过程中，需将知识结构的构建作为最重要的学习任务，贯穿于主题学习的始终；结果上，需能够通过搭建知识结构的过程形成生命观念，并运用搭建起来的知识结构解决实际问题。

2．实践活动与概念理解的整合

科学本身是知识和实践的统一体，不仅包括一系列知识，还包括用来建构、拓展、修正知识的实践。“没有直接的实践，无论是对科学本质的理解，还是对操作性技能的掌握，都往往流于肤浅。”实践活动是学生获得事实性知识的主要手段，事实性知识是构建概念的基础，而通过概念建构可以实现对概念最深刻的理解。因此，在实践活动与概念理解的整合中，实践活动是手段，概念理解为目的。

实践活动对概念理解的促进作用需具有针对性，要解决学生在学习过程中暴露出来的真正问题。在通过大概念整合学习内容时，会发现学生的一些前科学概念，对这些前科学概念的转化就是实践活动主要的任务。用于前科学概念转化的实践活动，可以是课标和教材中原有的活动，有时候还需要开发针对性更强的新活动，这就要求教师不仅要有实证意识，还要具有创新精神。

3．基于STEM项目的跨领域整合

基于STEM项目的跨领域整合是课程整合的最高层次。STEM项目通过接近真实而富有现实意义的学习情境，为学生提供了问题解决或项目实施的任务。STEM项目的完成需要综合运用以生物学科为主的科学知识，以及技术、工程、数学领域的知识与技能，需要亲身经历动脑设计和动手实施的过程，需要高阶思维与积极情感的投入，对学生来说具有较高的难度和较大的挑战性。也正因为如此，基于STEM项目的跨领域整合对学生解决实际问题能力的提高和核心素养的发展，才有着不可替代的作用。

STEM项目的开展，包括主题设置、教学设计、项目实施、项目评价四个主要环节。以初中生物为学科基础的STEM，从项目的开发，到项目的实施，再到项目的评价，都没有现成的经验可以借鉴，这给项目开展带来了一定的困难，尤其是工程和技术部分，更是项目开展的难点所在。所以，需要教师自力更生，通过学习、借鉴和探索，创造性地开发和组织实施。

综上所述，本书具体介绍的课程整合实践模型，既与国内外科学教育改革的方向保持一致，又为我国初中生物课程整合提供了具体可行的实践路径，其所作所为皆指向的是生命观念、科学思维、科学探究、社会责任四大生物学科核心素养。