以整體視域處理生物學(xué)科交叉知識

【摘 要】加強學(xué)科間知識滲透是課程改革的一項任務(wù)。蘇科版初中生物學(xué)教科書中多處涉及與其他學(xué)科交叉的知識，教師應(yīng)以學(xué)生整體發(fā)展的角度分類處理學(xué)科交叉知識。這不僅能化解學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的難點，增加生物課堂的活力，還為相關(guān)學(xué)科學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)，有利于學(xué)生建立科學(xué)觀念，發(fā)展核心素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】初中生物；學(xué)科交叉知識；處理

【中圖分類號】G633.91 【文獻標志碼】A 【文章編號】1005-6009（2017）91-0048-02

【作者簡介】劉玉泉，江蘇省常熟市第一中學(xué)（江蘇常熟，215500）教科室主任，高級教師，蘇州市學(xué)科帶頭人。

課程改革要求轉(zhuǎn)變“學(xué)科本位”的教育觀念，特別是在科學(xué)教學(xué)實行分科教學(xué)的地區(qū)，更應(yīng)加強學(xué)科間的知識滲透。因初中物理、化學(xué)學(xué)科晚于生物學(xué)科開設(shè)，生物學(xué)科中的相關(guān)知識對初中學(xué)生來說必然較難理解，這可能給生物教學(xué)帶來困難，所以，教師要從學(xué)生發(fā)展整體的角度關(guān)注學(xué)科交叉知識教學(xué)，合理定位物理、化學(xué)知識的工具性并應(yīng)用于生物學(xué)科教學(xué)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時為相關(guān)學(xué)科的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。教學(xué)時教師不能有“事不關(guān)己”或相互推諉的態(tài)度，也不能隨意增加教學(xué)內(nèi)容的難度或有與相關(guān)學(xué)科不一致表述，否則會影響學(xué)生以后的學(xué)習(xí)。

一、處理好實驗儀器設(shè)備知識是學(xué)習(xí)生物學(xué)的基礎(chǔ)

初中生物學(xué)涉及一些重要的物理、化學(xué)實驗器具和實驗藥品。在學(xué)生使用這些器具設(shè)備前，教師必須簡明扼要地介紹這些器具的使用方法和注意事項。如不介紹可能會導(dǎo)致學(xué)生操作不規(guī)范，無法準確、順利地開展實驗，也不利于培養(yǎng)學(xué)生良好實驗習(xí)慣和技能，甚至還會引起實驗事故。常用器具包括如下幾種。

1.輔助觀察用的放大鏡與顯微鏡。使用手持式放大鏡時，需要拿著被觀察物體慢慢靠近鏡頭，在適合的位置像就清楚了，但注意不能將放大鏡直接暴露在陽光之下用眼睛觀察，避免眼球視網(wǎng)膜被灼傷；顯微鏡是生物學(xué)實驗常用儀器，需要對學(xué)生進行操作訓(xùn)練。

2.量筒、燒杯和溫度計。測量溫度的普通溫度計與測量液體體積的量筒和燒杯在進行定量量取時要注意讀數(shù)方法：垂直放置至液面靜止，面對刻度線，視線與液體凹液面的最低處平齊再讀數(shù)，防止誤差。

3.測量空氣相對濕度的干濕表。使用時注意干濕表的濕球用紗布包扎，加水量與表面不可有污物，防止干擾實驗結(jié)果。

4.酒精燈。酒精燈是較危險的實驗器材，實驗時注意防側(cè)翻，點燃時一定要用燃著的火柴去點，用完后必須用燈帽蓋滅，不可吹滅，燈內(nèi)酒精不能少于1/4，也不能裝得太滿等使用注意事項必須提前告知學(xué)生，否則易引起火災(zāi)。

二、整體把握鑒定物質(zhì)的性質(zhì)與量度

初中生物學(xué)科涉及多種物質(zhì)的鑒定，但鑒定的方法和原理散見于物理、化學(xué)學(xué)科中，這里總結(jié)如下，方便教師在教學(xué)時使用。

1.二氧化碳鑒定。驗證呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳用澄清石灰水，利用原理：澄清石灰水遇到二氧化碳就會變渾濁。也可使用溴麝香草酚藍檢驗。

2.氧氣鑒定。驗證光合作用產(chǎn)生的氣體是氧氣，方法是先收集氣體，再用帶火星的木條檢驗，使帶火星的木條復(fù)燃可以證明產(chǎn)生氣體是氧氣；也可利用蠟燭燃燒需要氧氣，來驗證空氣中含氧氣。但二者對被鑒定氣體的體積和純度要求不同，小體積純氧宜采用帶火星的木條檢驗；大體積混合氣體中的氧氣可用蠟燭燃燒檢驗。

3. 食物成分鑒定。利用“淀粉遇碘變藍”驗證光合作用產(chǎn)物有淀粉與食物成分中含淀粉；利用加熱至高溫蛋白質(zhì)變性成白色沉淀或用燒后產(chǎn)生燒焦羽毛味來檢驗蛋白質(zhì)的存在；脂肪能在紙、布上留“油斑”或在水面上成“油滴”來鑒定；利用碘液遇維生素C透色，來檢驗維生素C是否存在。

三、整合多學(xué)科原理化解生物學(xué)科難點

學(xué)生對初中生物內(nèi)容中的不少現(xiàn)象難以理解，這就要求教師在教學(xué)時對這些現(xiàn)象的背后原理進行簡要但明晰的介紹和解釋。這里對常用原理進行梳理如下。

1.分子運動原理。分子是構(gòu)成物質(zhì)的一種微粒，分子是不斷運動的。氧氣、二氧化碳等物質(zhì)由高濃度向低濃度擴散，這是擴散作用；在植物根毛細胞、人或動物小腸絨毛細胞與腎小管細胞周圍水分由無機鹽濃度低的地方向無機鹽濃度高的地方擴散，這是滲透作用；水分在綠色植物葉片氣孔處以氣體形式向空中擴散，這是綠色植物的蒸騰作用。這些都是分子不斷運動的結(jié)果，都可以用此原理解釋。

2.相似相溶原理。溶液由溶質(zhì)和溶劑組成，如溶質(zhì)與溶劑微粒結(jié)構(gòu)性質(zhì)等方面相近則溶質(zhì)更易溶于溶劑中，這是相似相溶原理，可用于解釋在“驗證光合作用產(chǎn)物有淀粉”實驗中將葉片放在酒精中進行水浴加熱脫色處理。其原理是葉綠素難溶于水，較易溶于酒精。

3.阻力、浮力與壓力。鳥類身體外形呈流線型、魚類身體呈紡錘型可減小在空中或水中運動時的阻力；質(zhì)量除以體積為密度，鯽魚體內(nèi)的白色鰾和鳥類的氣囊在儲存氣體后可增大生物體體積，降低生物體密度，從而增大浮力。呼吸運動中胸廓容積大小變化決定肺內(nèi)氣體壓力的大小，從而決定著肺吸氣還是呼氣。

4.凸透鏡成像原理。凸透鏡成像原理是初中生物學(xué)和物理學(xué)兩學(xué)科都涉及的原理，生物學(xué)教學(xué)重點在原理的應(yīng)用。在教學(xué)時應(yīng)與物理教師溝通，用光具座解說“凸透鏡成倒立的像”的現(xiàn)象，同時類比推理到眼球成像[1]，從而讓學(xué)生理解近視眼和遠視眼的成因并采用方法矯正。

四、以整體視域規(guī)范處理學(xué)科間專業(yè)術(shù)語與常識

即使是同一學(xué)科在不同時期對某一專業(yè)術(shù)語的表述也有不同，如現(xiàn)行初中物理教材中的用物體“密度”，以前教材用“比重”表述，因此，教學(xué)時應(yīng)加強學(xué)科間教師的聯(lián)系，共同商討術(shù)語的規(guī)范表述。否則，不僅會增加信息量，而且會加重學(xué)生的學(xué)習(xí)負擔(dān)。

例如，表述“物質(zhì)能量”時，注意有機物中包含“化學(xué)能”與化合物ATP的“高能”的區(qū)別與聯(lián)系，同時處理好與“燃燒值”關(guān)系。規(guī)范處理物質(zhì)酸堿性術(shù)語：pH酸堿度，同時解說好酸雨的“酸性”。分析生物體組成成分時要注意區(qū)分是化學(xué)成分還是化學(xué)元素組成。

引導(dǎo)學(xué)生在相關(guān)學(xué)科學(xué)習(xí)中應(yīng)用生物學(xué)知識。例如，生態(tài)系統(tǒng)、生物圈與生物進化等章節(jié)內(nèi)容有助于地理學(xué)科相關(guān)內(nèi)容的學(xué)習(xí)；肺活量、呼吸頻率、心率等有助于體育課相關(guān)內(nèi)容的理解。這樣理論聯(lián)系實際，學(xué)以致用，不僅有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣，還能培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。

五、綜合運用幫助學(xué)生樹立必要的科學(xué)觀

學(xué)生科學(xué)觀念的建立是一個長久、系統(tǒng)的工程。初中生物學(xué)科的不少內(nèi)容可以幫助學(xué)生建立科學(xué)觀念。

1.能量守恒觀。在一個封閉系統(tǒng)內(nèi)，能量不能被創(chuàng)造也不能被消滅，只是從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體或從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，其總量不變。相關(guān)知識有：綠色植物光合作用利用光能將二氧化碳和水合成有機物，貯存能量，此過程中光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能；生物體呼吸作用時，有機物中的化學(xué)能，一部分以熱量形式釋放，維持體溫，另一部分暫時貯存于ATP中，供各項生命活動利用，如肌肉收縮時表現(xiàn)出的機械能，發(fā)光生物發(fā)出的光能，電鰻放電放出的電能等；通過種子燃燒驗證食物中包含能量。教學(xué)時最好從實例著手讓學(xué)生體會各種能量的形式及其轉(zhuǎn)化，以幫助學(xué)生樹立能量守恒觀。

2.物質(zhì)不滅觀。在常規(guī)條件下，不論物質(zhì)發(fā)生何種變化，其總質(zhì)量保持不變。綠色植物利用光能將從空氣中吸入的二氧化碳和由根從土壤中得來的水合成有機物，綠色植物生長了，但生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)總質(zhì)量沒有增加。人和動物生存需要持續(xù)從環(huán)境中獲取物質(zhì)和能量，呼吸作用將有機物氧化分解產(chǎn)生二氧化碳和水，二氧化碳由呼吸系統(tǒng)排出體外，所以人和動物生命活動需要消耗有機物，但從生態(tài)系統(tǒng)看，物質(zhì)總質(zhì)量并沒有減少。

3.事物聯(lián)系觀。小麥一生的根毛連接起來總長度可達20km，人體所有肺泡表面積總計可達130m2——這些從數(shù)量與面積上說明了結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系；成語“螳螂捕蟬，黃雀在后”可以通過食物鏈這一營養(yǎng)關(guān)系揭示自然界生物之間的聯(lián)系。

這樣從科學(xué)教學(xué)整體、從學(xué)生發(fā)展整體、知識體系整體視域出發(fā)處理多學(xué)科交叉知識，將有助于培養(yǎng)學(xué)生多角度、多層面分析思考并解決問題的能力，也有利于學(xué)生跨學(xué)科理解科學(xué)概念和科學(xué)本質(zhì)，發(fā)展核心素養(yǎng)。

【參考文獻】

[1]劉玉泉.初中生物學(xué)教學(xué)中類比推理能力的培養(yǎng)[J].生物學(xué)教學(xué)，2017（04）.endprint