“校園農田實踐”真實情境下的跨學科項目化學習設計

【摘要】當前的課程標準提倡開展跨學科學習。項目化學習是在真實或模擬的情境中，通過綜合、開放、自主的學科實踐活動開展項目。由于項目任務往往無法只運用單一學科的知識來完成，因此跨學科學習和項目化學習之間就有了共通點。介紹一次“校園農田實踐”真實情境下的地理、化學與生物學的跨學科項目化學習活動，旨在為其他教師提供參考。

【關鍵詞】高中；跨學科項目化學習；校園農田

作者簡介：饒雯雯（1990—），女，云南省昆明市官渡區第二中學。

一、“校園農田實踐”跨學科項目化學習背景

（一）新課程改革對跨學科主題活動的要求

普通高中課程方案強調加強學科間的關聯，關注學生在真實情境中運用知識解決問題的能力培養?？梢哉f，跨學科主題活動是人才培養的一種積極的策略。因此，在高中階段進行跨學科主題活動具有重要意義。

（二）新高考選科對跨學科融合的要求

新高考取消了傳統的文理分科，并給出了12種選科組合。這反映了未來高考命題的方向以及高等院校的人才培養方向，也體現了國家對未來人才的能力素養要求。因此，學生需要關注多門學科，思考所選科目之間是否有交叉，進行跨學科融合。

（三）項目化學習對跨學科融合的驅動作用

項目化學習是在杜威“做中學”理論基礎上發展而來的一種教學模式。該模式需要整合相關課程資源，設計系統性、開放性的項目，讓學生完成項目任務，豐富學習經驗，培養學生學科核心素養［1］。而項目化學習能夠驅動跨學科融合。所以，在真實的情境下積極開展跨學科項目化學習十分有必要。

二、“校園農田實踐”跨學科項目化學習總體設計

昆明市官渡區第二中學校園農田于2023年春季學期伊始建立。下文所介紹的活動以“校園農田實踐”為主題，旨在實現真實情境下地理、化學與生物學的跨學科項目化學習?；顒拥目傮w設計方案如表1所示。

三、“校園農田實踐”跨學科項目化學習開展策略

（一）引入化學相關實驗，開展“認識土壤”地理探究

在引導學生對校園農田進行耕作的過程中，將地理與化學學科進行銜接的一個關鍵點是關于土壤的知識。地理學科學習也涉及探究土壤組成的實驗，但是學生可能存在實驗不規范的問題。對此，化學教師可以帶領學生規范地進行實驗，從而選擇合適的紅土改良方式。另外，土壤的酸堿性與農作物對酸性或堿性土壤的適應能力有關，也和pH值測定有關。第一個綜合探究問題對應的教學方案具體如下。

地理：我國五色土中的紅土主要分布在南方地區。云南紅土的特點包括土壤呈酸性，有機質含量低，黏度大。云南氣溫高，微生物分解速度較快，淋溶作用強烈，使得紅土積累的有機質較少；氧化鐵等物質含量高，使得土壤呈紅色。

化學：如通過加熱土壤后產生水蒸氣的現象來驗證土壤中含有水。通過化學方程式說明為什么南方地區的土壤主要呈酸性。用pH試紙檢測校園中紅土的酸堿性。

對校園中的紅土進行改良的部分措施如表2所示。

（二）融入化學、生物學知識原理，理解“農業技術措施”地理知識

農業技術措施是關聯地理、化學、生物學三門學科的知識點。這一知識點與地理學科中的農業的社會經濟因素密切相關。而對農業技術的介紹又要依據化學和生物學的相關知識原理。第二個、第三個綜合探究問題對應的教學方案具體如下。

地理：校園的自然條件主要體現在以下幾個方面—在氣候方面，校園地處亞熱帶季風氣候區，雨熱同期，水熱條件好，但季風活動不穩定，農田容易干旱；在地形方面，校園地形相對平坦，農田平整，適宜種植；在水源方面，校園農田距河遠，灌溉水源不足；在土壤方面，校園農田的土壤主要為紅土，需要進行改良。

生物學：通過不同種子萌發條件的探究實驗，提高校園農田里種子的發芽率。實驗第一步—查閱常見的小麥、棉、水稻、玉米、菜豆的種子萌發的最適宜溫度。實驗第二步—種植種子，注意使培養皿內保持濕潤。實驗第三步—每天觀察、用表格記錄萌發的種子數，連續觀察七天。

針對紅土肥力弱這一不利的自然條件，可以進行以下的跨學科項目化學習設計。

地理：經過對校園的自然條件的分析，認識到紅土有機質含量低這一問題亟待解決。

化學：了解氮肥、磷肥、鉀肥、復合肥、微量元素肥等分別對農作物起到的作用。

農業生產對地理環境的影響會涉及土壤板結。在綜合探究的過程中，可以融入土壤板結對應的知識原理：土壤板結的原因是化肥中只有陽離子或陰離子為植物所需要的元素，植物單方面選擇吸收了有用的離子，于是造成了土壤酸化或鹽堿化。過度施肥、土壤板結等問題會導致農作物難以正常生長。

針對部分學生不能深刻理解耕作技術的問題，可以從固氮的角度進行以下的跨學科項目化學習設計，來幫助學生認識間作套種的優勢。

地理：玉米套種大豆的農業生產效益包括—第一，玉米苗與大豆苗的高度不同，采用間作套種的方式可以提高光能利用率和土地利用率。第二，大豆具有固氮作用，采用間作套種的方式可以減少玉米的施肥量，同時保證玉米的產量。

生物學：氮元素參與植物的生長發育、物質合成與代謝等一系列過程，它也是組成核酸與蛋白質的基本元素［2］?？諝庵械牡獨饧s占78%，氮元素非常豐富，但植物不能直接利用。當前，部分農業生產者會通過噴施大量氮肥來提高農作物產量。但人工合成的氮肥會耗費大量的能源，容易造成嚴重的生態環境污染。而豆科植物與根瘤菌共生可以將氮氣轉化成植物需要的氮素營養。

（三）尋找地理、化學、生物學之間的共通方法，深化對“農業可持續發展”的認識

無論是地理、化學還是生物學，都會涉及物質的循環，如碳循環（地理）、硫循環（化學）、氮循環（生物學）等。對比三門學科涉及的物質循環，探尋學科間共通的方法，有利于深刻認識“農業可持續發展”的內涵，實現項目總目標。

以校園農田實現低碳農業發展的可行性措施包括：1.資源循環利用（如秸稈還田）；2.利用生物農藥代替化學農藥；3.用可降解農膜代替不可降解農膜。

物質循環與能量流動、人類活動對物質循環所產生的影響在地理、化學、生物學三門學科中都有涉及。同時，對于這些共通點，每一門學科又各有側重，如化學學科需要通過化合價的變化來理解能量的轉化。通過三門學科間的關聯進行全方位、多角度的了解與學習，可以透過現象看本質，加深對“農業可持續發展”的理解。

怎樣正確認識人類活動所帶來的影響，避免使一些人類活動對土壤造成不利影響，是為了實現項目總目標而需要在三門學科的學習中探討的問題。如分析碳循環中的能量轉化，有利于判斷低碳農業發展的趨勢，并將可行性措施在校園農田實踐中進行應用，從而做到學以致用，提升核心素養。這體現出跨學科項目化學習對于學生自我發展的重要意義。

結語

在以往的教學過程中，教學的目標往往是讓學生應對考試，每門學科之間也沒有交集。如學生在地理課堂上學習地理知識，在化學課堂上學習化學知識，在生物學課堂上學習生物學知識。地理學科的重要特點之一是綜合性，這意味著可以找到它和其他許多學科的交叉點。所以教師可以嘗試以地理學科為媒介，立足各門學科之間的交叉點，實現跨學科融合。

面對某個現實問題，學生通常需要運用各門學科的知識和技能來解決。這就要求學生獲得更多的跨學科主題活動經驗，發展綜合運用知識、解決現實問題的能力，培養核心素養，從而積極應對現實生活中更加復雜的問題。

目前，昆明市官渡區第二中學的校園農田項目仍在繼續進行，各學科的教師們也紛紛參與其中。教師們以“校園農田實踐”真實情境為抓手，通過跨學科項目化學習活動設計，讓學生在真實的情境下運用地理、化學和生物學等學科的知識來解決問題，最終實現了農作物的豐收。在本次活動中，學生既運用了知識，提升了素養，也體會到勞作的辛苦和快樂。這無論是對他們的學習生涯，還是對他們的整個人生，都具有重要的意義。筆者相信隨著校園農田項目的繼續推進，教師們會進行越來越多的學科知識融合，展開越來越深入的思考和研究，在探索的道路上不斷前進。

【參考文獻】

［1］韓亞林.語文項目化學習：內涵、意義及策略［J］.中學語文，2022（5）：71-74.

［2］陳佳，緱晶毅，趙祺，等.梭梭根際根瘤菌對紫花苜蓿生長及耐鹽性的影響［J］.南京林業大學學報（自然科學版），2021，45（6）∶99-110.