跨学科概念融入初中科学教育的初步研究

【摘要】：跨学科概念是国际科学教育研究中的一个重要领域,它体现了科学概念的相通性和交融性。跨学科概念反复出现在美国代表性课程标准文件中,在这些文件中曾出现两个类似的概念词,即通用主题和统一概念。跨学科概念在美国课程改革中非常重要。目前,国外主要从“跨学科概念的作用”、“跨学科概念——模式”、“学科核心概念、跨学科概念与科学、工程实践之间的关系”这几个角度研究跨学科概念；国内主要从“美国《国家科学教育标准》中的‘统一概念’和《K-12科学教育框架》‘跨学科概念’比较”、“跨学科概念的作用以及跨学科概念与学科核心概念的关系”、“跨学科概念与科学本质观联系”、“跨学科概念与高中生物学课程的相关性”这几个侧面研究跨学科概念。跨学科概念超越各学科界限,是各学科相互联系的纽带,可以促进学生对学科核心知识和概念的掌握。跨学科概念对每个年龄阶段的要求都不同,随着年级渐长,要求逐步提高。本研究主要通过跨学科概念分别与《义务教育生物学课程标准(2011年版)》中的生物学课程内容、《义务教育物理课程标准(2011年版)》中的物理课程内容和《义务教育化学课程标准(2011年版)》中的化学课程内容的对应性研究和关联性研究来进行跨学科概念与初中科学教育的相关性研究。选取江苏省某一所中学,分别将跨学科概念“系统”和“模型”融入初一生物学、初二物理学和初三化学的教学中。根据“学习进阶理论”,结合《科学素养的基准》和《科学素养的导航图》中六年级至八年级应掌握的“系统”和“模型”的概念,以学生的年龄特点和认知能力为基准点,确定此实证研究初中生应掌握的“系统”和“模型”的概念。通过“系统”和“模型”的前、后测,测试题内容涉及各学科的核心概念和知识,考查学生是否达到跨学科概念对初中生要求的水平以及跨学科概念是否促进学生对各学科的核心概念和知识的掌握。研究表明：跨学科概念遍布初中生物学、物理学和化学这三门学科课程的所有内容,与这三门学科课程内容和各水平知识紧密联系和高度对应,既而说明跨学科概念与初中科学教育具有密切的相关性,为跨学科概念融入初中科学教育的实证研究及实际教学提供重要的理论依据；将跨学科概念融入初中三个年级实验班的科学教育中,实验班的学生基本达到跨学科概念“系统”和“模型”对初中生的要求,并且能更好地掌握各学科的核心概念和知识。