跨学科教学软件研究

前言：想要写出一篇引人入胜的文章？我们特意为您整理了跨学科教学软件研究范文，希望能给你带来灵感和参考，敬请阅读。

摘要：生物既是地理环境的产物，又是地理环境的创造者。可以说，地理与生物两门学科有着很强的联系性。在授课过程中，为结合两个学科的特征并综合分析教材内容，可将一款流行的生物多样性调查软件——iNaturalist引入生物、地理两学科教学之中,旨在为有志于保护中国生物多样性以及对国内外生态系统、生物群落和生物物种感兴趣的学者、教师与学生提供一个典型案例。

关键词：跨学科教学；生物多样性调查；软件；iNaturalist

中国生物多样性监测网络正处于飞速发展之中，其中较为完备的有中国自然标本馆、甘肃生物多样性数据平台及监测网络、中国森林生物多样性监测网络以及“台湾生物多样性网络”等，但这些图像或样本的呈现方式都是静态化或过于专业化，给初学者阅读和认知带来了一定的困难。笔者通过调查发现，目前，中国应用市场相关软件或微信小程序均有拍照识图功能，虽有助于师生借此识别一些不认识的动植物，但给科学性调查带来了一定局限性。例如，科学性调查不但对图片拍摄的分辨率要求高，而且对特征识别度的要求也高，否则会出现错误识别情况。为解决以上问题，笔者试用了不同应用软件，发现iNaturalist软件能很好地建立起地理与生物之间的联系。该软件的一大优势是，它并不是通过简单的数据处理分析给出一个结果，而是由全球生物多样性学者共同对你所拍照片进行鉴定。当对鉴定有异议时，可以在图片下方进行讨论。也就是说，不同地区的生物将会出现在不同的经纬度，并由生物学家进行辨识。据此可知，该软件具有很强的互动性与实时性。

1iNaturalist软件的简介

这款软件是由美国加利福尼亚大学伯克利分校的研究生NathanAgrin，JessicaKline和Ken-ichiUeda3人基于对自然观察的热情而联手开发的，目的是将专业研究者与公民科学家连接起来，同时让业余观察者随手记录的资料成为生物多样性研究的重要来源。例如，当用户上传一张动植物照片时，就有许多自然科学家和博物学家对此进行鉴识，这是iNaturalist回馈机制的具体表现。在鉴识过程中，专家一般围绕清晰度、研究价值等方面对用户上传的图像数据进行严格的筛选与审核，如满足条件就会共享到GBIF（GlobalBiodiversityInformationFacility，全球生物多样性数据共享系统），从而成为未来研究生物多样性的重要数据。该软件支持多国语言，使用者可以选择简体中文。

2iNaturalist软件的使用

使用者将观察记录到的照片提交至平台，如照片左上方标识为“RG”即为研究级（ResearchGrade）照片，将共享至GBIF。上传者可以选择是否定位自己所拍摄照片的经纬度与拍摄时间（位置可选择关闭按钮，即可隐藏坐标），以此实现坐标共享；也可以欣赏其他国家观察者拍摄的特有物种，以便扩大学习者的知识面。当观察者上传的图片被鉴定完毕后，将自动归入所属生物分类阶元。iNaturalist软件的操作界面如图1所示。

3iNaturalist软件的回馈机制

对于iNaturalist软件的回馈机制，图2所示给予了直观描述，笔者在此不再赘述。

4iNaturalist软件在初中生物、地理学科中的应用前景

截至目前，全球各地研究者和专家学者为该软件资源库提供的物种计有19万余种，累计拍摄照片数量达1526万余张（图3）。我们要知道，蝶类是一类环境监测与评价的有效指示物种。以中国鳞翅目蝶类为例，中国大陆目前有9907条记录，共376个蝶类物种；中国香港有8288条记录，218个蝶类物种；中国台湾有1718条记录，226个蝶类物种。有上海学生通过调查发现，上海市蝶类数量呈减少趋势。因此，他们设想从生态环境保护的角度出发，收集整理蝶类信息，编录上海常见蝶类名录，并进行绘画创作［1］。在此基础上，探索与研究蝶类保护、利用和管理的新形式。在初步研究过程中，学生将软件中常见的蝶类进行分类，并记录某段时间内出现频次与出现地点，以此推测整个种群的生活史与迁徙时间。地理学科与生物学科虽同属基础型课程，但两者的综合性都很强。为适应发展学生核心素养的课改要求，打破学科界限、实施跨学科教学和深度学习将成为必然选择。毫无疑问，自然环境的演变规律、生态系统的空间结构变化等都会影响到周围生物的生存与发展。针对这一现实，教师有必要将两者的共通之处加以巧妙挖掘，并进行跨学科整合，以使生物、地理两门学科相辅相成。中国幅员辽阔，地大物博，生态系统的多样性让一些特殊的生态群落得以生存与繁衍，但并不为公众所知。如果仅凭数量有限的研究者采集标本、拍摄照片或以在植物园和动物园展示的形式对公众开放，往往很难提高公众对保护生物多样性的重视程度。在这方面，iNaturalist软件有其独特的优势。人们利用该软件除了可以查看物种身份信息、参与鉴定外，点击该物种照片，便可浏览该物种的其他信息，如动物的发情期、物种迁徙、昆虫的产卵期等，非常便于师生系统地调查和研究某一物种的生活史。此外，也有助于学生和生物爱好者了解全世界濒危物种的生存现状与分布区域，以便更好地了解和保护濒危物种。最后笔者要强调的是，教师在使用该软件进行跨学科教学时，只有从学生的兴趣点出发，并在了解学生的智力基础和学习规律后，才能更好地激发学生的学习动机，吸引更多学生积极关注与参与相关教学活动与学习活动。同时，教师还要根据学生学习能力的不同，制定相应的跨学科教学规划和学习任务，科学合理地安排教学内容，只有这样，才能全面发展学生智能，提高学生的综合素质。

参考文献

［1］石进德.探究蝴蝶科技教育活动的设计与实施［J］.生物学教学，2018（5）：57～58.

作者：宣志杰 康顺 单位：上海市浦东模范中学东校