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基于项目式学习的跨学科实践设计探索

摘要：本文围绕“电子烟对人体健康是否有害”这一驱动性问题，引导学生在完成“辨烟”“探烟”“禁烟”三个任务的过程中，综合运用生物学、物理、化学、数学、信息技术等多学科知识，解决真实情境下的实际问题，从而提高学生知识迁移和问题解决的能力，培养学生的高阶思维和核心素养。

关键词：项目式学习；跨学科实践；电子烟；人体健康

文章编号；1003-7586（2024）05-0025-04中图分类号：G633.91文献标识码：B

1主题的确立

《义务教育生物学课程标准（2022年版）》在课程设计思路上以“学习主题为框架”，设置了“生物学与社会·跨学科实践”学习主题，旨在引导学生综合运用生物学、化学、物理、地理、数学等学科的相关知识和方法，尝试分析和解决实际问题。而项目式学习是打破学科壁垒，实现学科融合，开展跨学科实践的良好载体。

随着电子烟市场的快速开拓与发展，学生发现身边出现很多吸食电子烟的例子，甚至私下有学生购买电子烟来吸食。探究电子烟对人体健康的危害既能帮助学生形成“人体通过呼吸系统完成与外界的气体交换”“人体通过循环系统进行体内物质的运输”“生活习惯以及行为选择能够影响人体健康”等生物学重要概念，又能提升学生利用多学科的知识与方法解决实际问题的能力。

基于以上理念，本文围绕“电子烟对人体健康是否有害”这一驱动性问题设计项目活动，通过丰富的活动内容和多样的活动形式，激发学生的内在学习动力，转变学生的学习方式，促进学科知识深度融合，在解决真实的问题的过程中培养学生的高阶思维和核心素养。

2学情调研与子问题的确定

2.1学生问卷调查

学生设计调查问卷，并发布给初二级部学生，调查问卷及数据统计如表1所示。

2.2调查结果分析与子问题的确定

通过调查分析，发现81.05％的受访学生知晓电子烟的存在，但66.01％的学生表示并不了解电子烟的具体情况。此外，87.58％的学生认为电子烟会对人体健康产生影响，但61.88％的学生并不清楚电子烟的具体危害。此外，45.1％的学生不清楚电子烟与传统香烟相比，哪一种更具危害性。可见，通过问卷分析可知，部分学生并不了解电子烟对人体健康的具体危害，只是通过新闻报道等渠道了解到电子烟对人体健康有影响，同时对香烟与电子烟对人体健康危害的区别并不了解。基于以上分析，结合学生兴趣，本项目将驱动性问题分解为三个子问题：电子烟与香烟的区别是什么？电子烟对身体健康的具体危害有哪些？在校园内如何有效开展“禁烟行动”？

3项目学科融合点

要探究电子烟对人体健康的具体危害，需要学生设计并制作烟雾收集装置，同时需要测定烟油溶液与烟草浸出液对水蚤心率的影响。该项目除了涉及生物学相关知识外，还涉及数学、信息技术、化学、物理等学科的相关知识，学生确定项目主题后，梳理出该项目涉及的各学科任务（见表2）。

4项目活动设计与成果呈现

4.1项目设计框架

该项目充分考虑项目式学习的特点与该项目的学习目标，围绕驱动问题，在三个子问题的指引下，设计了层层递进的项目任务——“辨烟”“探烟”“禁烟”，引导学生跨学科运用知识与技术，亲身体验问题解决的过程，学会在任务中迁移知识，从而培养学生的核心素养。项目整体设计如图1所示。

4.2项目实施中遇到的问题与项目方案的修订

4.2.1实验材料的选择

学生经过查阅资料，发现香烟与电子烟烟雾中的尼古丁可溶于水，香烟烟雾中的主要有害物质一氧化碳、焦油不溶于水，所以使用烟雾溶解液的意义不大，最后选取烟草浸出液与烟油溶液进行实验。

4.2.2实验对象的选择

初次实验中，研究小组选择了通体透明的玻璃拉拉鱼作为研究对象，主要基于其身体透明、体型较大以及心脏跳动明显的特点，有利于简单快速地进行心率计数。然而，在实施实验过程中，学生发现玻璃拉拉鱼对水质要求较高，在烟草提出液和不同浓度的烟油溶液中，生存时间不足30s，显微镜观察下心率明显下降，甚至出现死亡现象。学生通过预实验选用环境敏感性更低的水蚤作为实验对象，以提高实验的可靠性与可重现性。经验证，发现水蚤在烟草浸出液与不同浓度的烟油溶液中5min仍然活动如常，满足实验要求。

4.2.3溶液浓度的选择

学生经询问化学教师，利用化学中的定容法配制体积分数分别为1％、5％的烟油溶液。将水蚤置于两种浓度的烟油溶液中5min，显微镜下观察心率，发现在5％烟油溶液中的水蚤心跳停止、死亡，而1％烟油溶液中的水蚤状况良好且比在清水中时心率明显升高。于是，项目组成员确定实验用烟油溶液的体积分数分别为0.1％、02％、0.4％、0.6％、1％。

4.2.4水蚤心率的计数

项目组成员在实验过程中，发现水蚤个体只有2-3mm，同时心脏跳动很快，不易计数。学生查阅资料发现传统记录水蚤心率的方法是打点计数法。学生经过实践发现在快速打点时，有的点会重叠在一起，有