3S技术在跨学科教学的应用研究（节选）

同济大学第二附属中学

摘要：本文论述了基于3S技术进行跨学科整合，将各学科内容整合到3S技术理论学习中， 形成了一系列的教学资源。同时通过3S综合实践应用激发学生运用多学科知识解决问题的能力，培养学生的综合思维素养和科学素养。

关键词：3S技术；跨学科整合；教学案例

课程改革中强调课程的综合性，强调打破传统学科界限，实现不同学科间知识的渗透和融合。3S技术综合性强，3S的学习是基于地理、信息技术、数学、物理、生物等学科的基础上建立起来的，3S技术又可以作为重要的技术手段同时也可以应用于这些学科。由于3S技术综合性强，应用领域广泛，美国在GIS技术教学中，使美国城市的中学生将地理课教学内容与所在城市的社会、环境等问题联系起来，引导学生关注当地社会热点问题，寻找解决方案，最终达到在青少年中普及GIS知识同时提高中学生科学素质的双重目的【1】。我国中学3S技术教学起步较晚，在2003年和2017年颁布的《普通高中地理课程标准》都把3S纳入高中地理必修内容范围，并将地理信息技术应用列为选修课程。通过文献调查发现3S技术的跨学科教育主要出现在我国的高等教育课程建设中。中学3S技术教学主要是对“地理信息技术”这一节课的内容进行相关教学的相关教学设计以及3S技术作为地理教学的辅助技术，学生缺乏3S技术的实践应用。

在这样的背景下，同济二附中于2011年创建3S创新实验室，并进行3S技术课程开发与实施，在课程学习中，学生通过实践应用不仅学习3S技术理论知识，增强对生活空间的关注，同时在3S技术应用中打破学科界限，综合各种相关连的知识进行跨学科学习，提升学生独立思考、发现问题、解决问题的能力，培养学生的创造性思维。

一、概念界定

1. 跨学科

跨学科（Interdisciplinary）一词最早出现于20世纪20年代的美国，20世纪50年代被社会科学界普遍使用。关于跨学科的涵义，《英华大辞典》定义为“涉及两种以上训练的；涉及两门以上学科的”。随着1970年跨学科研究进入新阶段，国外学术界对跨学科教学和学习进行一系列探究。1981年英国科学家汉弗莱对跨学科研究，他认为“跨学科学习是学生不断地探索与他们自身生活环境相关的某些问题中所设计的不同学科知识，在此过程使得不同领域的技能和知识得到发现、发展和应用。”美国学者舒梅克提出跨学科教学，认为跨学科教学是指“打破学科界限，组合课程各个方面，建立彼此之间有意义的联系，从而使学生在广阔的领域中学习的教学。”国内对跨学科的研究始于20世纪80年代，关于“跨学科”也进行过许多定义。刘仲林认为从学术研究角度看，“跨学科”一词至少包含三层含义：“打破学科壁垒，融合不同学科的理论或方法进行研究和教育；众多跨学科学科的总称；研究跨学科规律和方法为基本内容的更高层次的学科。”这也是国内普遍认同的概念。

综合国内外对“跨学科”的定义会发现，这些定义有一定的共同点。即：体现学科间的相关联系。都强调打破传统学科界限，实现不同学科间知识的渗透和融合，以建立新的学科规则；强调不同学科间知识按照特定的逻辑整合而不是简单堆砌。

2. 3S技术

3S技术是GNSS（全球卫星导航系统）、RS（遥感）、GIS（地理信息系统）及其集成地理信息技术的总称。3S技术是地理科学与现代信息技术相结合的产物，是现代地球科学的组成部分和技术支撑。Kerski JJ（2003）、Yap LY（2008）、 Ali Demirci（2008）、Rombach K（2008）、Ash-Duke（2005）等国外学者通过实验结果、统计数据等实证，指出地理信息技术不仅革新了空间分析的方法和维度，引起地理学科的变革，并日益成为其他学科（如生物、城市规划、历史、社会学等）空间部分的重要组成部分。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

初探基于核心素养培育的高中生命科学单元设计（节选）

——以“微生物”为例

同济大学第二附属中学

摘要：基于核心素养的培育，以“微生物”为例，初步尝试在高中生命教学中实践“单元设计”的理念，探索课堂教学的有效性。

关键词：高中生命科学；单元设计；核心素养；微生物

自2017年全国新课标颁发以来，核心素养一词成了热门词汇，发展学生的核心素养是我国当前高中课程改革的基本价值追求。在生命科学领域，也有四点核心素养[1]，分别是生命观念、理性思维、科学探究和社会责任。但如果继续沿用传统的课时教学设计，教师很容易被教材中现成的章节划分束缚手脚，所实施的课程也会支离破碎。学生学到的只是一些碎片化的知识，很难解决真实情境的问题。为了解决这一难题，以“微生物”为例，初步尝试用单元设计的方法[2]将同类型的知识进行有效的整合，构建一个相对完整的知识网络，培养学生的核心素养。

1单元建构  

在进行单元设计之前，先要对课本的知识进行有效整合，建构单元。“微生物”是沪科版拓展型教材的第1章内容，根据教学基本要求的教学内容^[3]，本章可分为3个部分，见表1。

表1 教学基本要求的“微生物”教学内容

从学科的核心素养来说，第1、3部分强调微生物跟人类以及自然界的关系，帮助学生形成正确的生命观，提高学生的社会责任感；第2部分重点强调微生物的操作技术，注重培养学生科学探究的能力，并在科学探究的过程中，逐步发展理性思维、形成科学态度和精神。基于对学科核心素养的培育，对“微生物”教学内容进行单元建构，见表2。

表2 “微生物”教学单元的建构

2 单元教材分析

以第2单元“微生物的分离与培养”为例，进行单元教材分析。

2.1 单元学习价值

本单元重点关注微生物的培养，其核心内容是培养学生有关微生物学的技能，即学习微生物的分离和培养，以及抗生素对微生物生长抑制作用的实验方法。通过经历微生物的接种、培养、菌落观察等过程，从微观层面认识生命，感悟微生物学研究的价值，在科学探究的过程中培养学生的理性思维。

2.2 单元内容结构

2.3教与学的方法

利用自制的微视频，了解抗生素抑菌实验和平板划线法等实验技术；通过交流分享观察到的菌落形态特征，学会菌落观察的方法；开展抗生素抑菌现象的观察实验，引导学生对实验结果进行分析，经历科学探究的一般过程，培养学生的理性思维；通过平板划线法的操作实验，形成规范化操作的意识。