摘要
《普通高中生物学课程标准（2017年版2020年修订）》，以下简称《课程标准》，指出“以学科大概念和跨学科概念贯穿科学课程。”在社会问题日益复杂化、综合化的今天，科学教育的目标不再是单纯地给学生呈现概念、理论和原理性的内容，而是应当引导学生在理解概念的基础上，升华凝练形成生物学观念，帮助学生在多学科背景下养成适应未来社会发展的能力和意识。生命观念作为生物学中最精华，最有价值的内容，《课程标准》给出建议，“通过大概念的学习，帮助学生形成生命观念。”物质与能量观的凝练同样是建立在概念学习的基础上。在一般概念中，除了生物学特有的部分事实性概念外，还有一些跨越了学科边界的概念，这类概念的学习需要移植或辅集化学、物理和数学中的相关知识进行理解，称之为跨学科概念。考虑到生命观念的内涵之广大，研究之复杂，本研究将聚焦于生命观念下的“物质与能量观”，基于学科交叉教学使学生在深入理解跨学科概念的前提下，凝练物质与能量观。 为了达到上述目的，本文围绕以下研究内容和研究方法展开。首先通过文献研究法对相关研究进行了梳理，以时间为线索整理研究现状，并界定了本研究视角下的相关概念，确立了理论依据，为后续的研究打下基础。接着围绕研究主题展开高中教师与学生对学科交叉教学和物质与能量观的了解现状调查，通过对调查结果的分析，找出现存的问题，提出应对措施，再一次明晰了研究的方向。接下来进行了教材内容梳理，以《细胞的能量供应和利用》为例，梳理出其中的概念体系、跨学科概念、与其他学科的交叉内容以及进度关系，提出了基于学科交叉教学培养物质与能量观的途径、原则和指导方法，设计了适用于本研究的教学设计流程，并提出实践效果的评价方式。最后，以两个任教班级的学生为研究对象展开实践研究。实践结束后，展示典型实践案例，分析形成性与终结性评价结果，考评实践教学效果，进行总结与反思。 通过研究得出如下结论：（1）物质与能量观的凝练能够以跨学科概念的学习为基础；（2）多途径渗透学科交叉教学能够培养学生的物质与能量观；（3）以跨学科概念为基础，开展学科交叉教学能够促进学生凝练物质与能量观。（4）物质与能量观的凝练能够提升学生对物质世界的认识。
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