初中生物学和物理学学科交叉水平测量*

林小梅

（厦门市松柏中学 福建厦门 361012）

目前，我国中学阶段主要施行分科教学。各科老师仅在各自学科体系和知识架构内进行教学，学科之间综合、类比和交流较少。而科学是内在的整体，各个学科之间不是彼此独立的，它们有共同的源泉和基础，彼此相互联系。[1]解决生活中的问题，也需要综合各个学科的知识进行分析。2020 年9 月，教育部等八部门发布《关于进一步激发中小学办学活力的若干意见》中提出了保证教育教学自主权的意见，指出学校在遵循学科教学基础要求基础上，可自主安排教学计划、自主运用教学方式、自主组织研训活动、自主实施教学评价；对于学科间关联性较强的学习内容，可自主统筹实施跨学科综合性主题教学。各省市逐步推进跨学科教学和跨学科评价的发展。关于初中生物与其他学科交叉内容的研究，陈秋月梳理了人教版初中生物学与语文、历史、思想品德的交叉渗透内容，[2]龚文军[3]、李妮[4]、李小丽[5]、李钰欣[6]和史俊花[7]梳理了初中生物学与物理学学科交叉内容。本文结合前人梳理的初中生物学和物理学学科交叉内容，基于SOLO 理论构建学科交叉学习进阶评价框架，开发学科交叉水平测量工具，并实施测验测定初中生学科交叉水平。

一、研究方法

（一）研究对象

本文研究被试为厦门市一所初中九年级学生。

（二）研究过程

1.学科交叉学习进阶评价框架构建

依据比格斯提出的SOLO 分类理论[8]，结合初中生物学和物理学学科交叉内容，构建学科交叉学习进阶评价框架。

2.初中生物学科交叉水平测定

依据学科交叉学习进阶评价框架，结合初中生物学和物理学学科交叉内容，编制测量工具，制定评价标准；利用评价标准对回收的测验卷进行评价，并利用SPSS 等软件进行分析。

二、结果与分析

（一）学科交叉学习进阶评价框架

依据SOLO 分类理论构建学科交叉学习进阶评价框架，如表1 所示。学科交叉水平可分为前结构水平、单点结构水平、多点结构水平和关联结构水平四个水平。

表1 学科交叉学习进阶评价框架

（二）初中生物学科交叉水平测定

本文依据学科交叉学习进阶评价框架，结合涉及物理知识的初中生物学概念，编制学科交叉水平测量工具，共6 题，涉及“生物体的结构层次”“生物圈中的绿色植物”“生物圈中的人”“动物的运动和行为”和“生物的多样性”5 个主题，如表2 所示。

表2 学科交叉水平测量工具测验内容

如图1 所示测验题1 改编自2015 年PISA 的测验题；该测验题对应评价标准如表3 所示，4 个水平分别对应0—3 分。

图1 学科交叉水平测验题1

表3 学科交叉水平测验题1 评价标准

本研究经发放和回收测验卷后共获得有效测验卷165 份。利用SPSS 软件进行单因素重复测量方差分析，描述性结果如表4 所示。

表4 各试题得分

学生在试题1 和试题3 中学科交叉水平平均表现为仅达到单点结构水平，只能针对一个方面进行回答，只能回答了生物方面内容或物理方面内容；学生在试题2、试题4 和试题5 中学科交叉水平平均表现为前结构水平，尚未能利用生物方面或物理方面知识内容进行回答；学生在试题6 中学科交叉水平平均表现为可达到多点结构水平，能够针对两个或多个方面进行回答，同时回答了生物方面和物理方面的内容。

表5 多重比较表

*：均值之间在0.05 水平上有显著性差异，在平均数差值上用“*”号表明。

学生的得分，除了在试题2 与试题5 和试题4 与试题5之间无显著差异外，其余试题间均存在显著差异。学生在不同主题试题的学科交叉水平表现不同。

表6 各试题学科交叉水平百分比

虽然学生在不同主题试题的学科交叉水平表现不同，但均集中在前结构水平和关联结构水平，单点结构水平次之，每道题分布在多点结构水平的学生占比均小于15%，平均为4.44%。一定程度上反映了学生的学科交叉水平受限于对物理学或生物学知识的掌握，学生无法建立物理学和生物学内容的关系，联系两个方面进行回答和有逻辑地解释可能是因为某方面知识掌握不佳。对比学生在试题2、试题4 和试题5的学科交叉水平百分比，结合表4 中的平均值，可知学生在试题2、试题4 和试题5 中表现无显著差异的原因为均处于较低学科交叉水平，均受限于对物理学或生物学知识的掌握，从而无法建立联系。

三、总结与建议

（一）总结

本文依据比格斯提出的SOLO 分类理论将学生的学科交叉学习进阶水平分成五个层级，由低级到高级依次为前结构、单点结构、多点结构、关联结构水平。具体表现分别为：①不作答或做出与问题无关的回答；②只针对一个方面进行回答，只回答了生物方面内容或物理方面内容；③能够针对两个或多个方面进行回答，同时回答了生物方面和物理方面的内容，但两者关联不大；④能够建立起事件间的关系，联系两个方面进行回答和有逻辑地解释。可为今后的学科交叉学习进阶研究提供参考。

本研究以厦门市一所初中九年级学生作为被试，收集到有效问卷165 份。通过单因素重复测量方差分析和各试题学科交叉水平百分比对比发现，学生在不同主题试题的学科交叉水平表现不同，大部分学生处于低水平；学生的学科交叉水平可能受限于对物理学或生物学知识的掌握，从而无法建立物理学和生物学内容的关系，无法联系两个方面进行回答和有逻辑地解释，可能是因为某方面知识掌握不佳。

（二）建议

教师可在平时教学中适当进行学科交叉教学。学生在不同主题试题的学科交叉水平表现不同，大部分学生处于低水平。教师可结合本研究中的生物学和物理学交叉内容适当进行学科交叉教学，促使学生对各主题内容有更高水平的理解，促进学生从前结构水平或单结构水平转向关联结构水平。

教师在教学时应避免过度还原，导致忽略生物学学科的特性。本研究梳理了涉及物理知识的初中生物学概念或知识点，但并非这些生物学现象皆可还原为物理学知识，并非皆可用物理学规律来解释。教师在进行教学时，既应遵循学生的认知规律，合理进行学科交叉教学，同时也要避免过分将生物学内容还原成物理学和其他学科内容而忽略生物学学科的独特性。