初中生物教學(xué)中跨學(xué)科知識的整合應(yīng)用

沈慧艷　曹芳　程雪梅

[摘 要]初中以分科教學(xué)為主，學(xué)生較難從多學(xué)科視角理解生物知識，造成了某些生物知識停留在背和記的水平而無法理解和運用。文章旨在通過整合語文、數(shù)學(xué)、物理、地理等學(xué)科知識，促進學(xué)生在理解和掌握生物知識的同時，提升生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]初中生物;跨學(xué)科知識;整合應(yīng)用

[中圖分類號]? ? G633.91? ? ? ? [文獻標(biāo)識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2021）08-0084-02

21世紀(jì)，人類已進入生物科學(xué)和生物技術(shù)的新時代，生物科學(xué)隨著與物理學(xué)、數(shù)學(xué)以及其他學(xué)科之間不斷交叉、滲透和融合，已經(jīng)日益呈現(xiàn)出主導(dǎo)學(xué)科的地位[1]。作為生物教師，應(yīng)能夠以生物學(xué)科為載體，適度進行跨學(xué)科教學(xué)，促進學(xué)生從多學(xué)科角度學(xué)習(xí)和理解生物知識。但具體如何做到跨學(xué)科知識的整合仍然是比較難解決的問題。一是教師本身是分科教學(xué)模式下培養(yǎng)的，自身水平有限;二是可供參考的跨學(xué)科教學(xué)的案例較少，難以指導(dǎo)教師進行實際教學(xué)。因此，本文擬通過一些教學(xué)案例，為初中生物教師教學(xué)中實施跨學(xué)科知識整合應(yīng)用提供借鑒與參考。

一、與語文知識相整合，提高學(xué)生的語言表達能力

生物雖然屬于理科，但也需要運用語言或?qū)懽鞅磉_。例如，在初中生物實驗探究后更多地需要學(xué)生進行討論與交流，最后得出結(jié)論。學(xué)生需要運用生物學(xué)語言準(zhǔn)確表達自己的實驗結(jié)果，讓他人理解并與之進行進一步的探討，這樣才能使得后續(xù)的實驗探究以及交流變得更有意義。這涉及學(xué)生的語言表達能力，而該能力也正是語文學(xué)科著重培養(yǎng)的能力之一?？萍颊撐牡谋荣惤鼛啄陮映霾桓F，其實質(zhì)就是為了培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。對此，一些初中學(xué)校與時俱進，要求學(xué)生嘗試寫科技論文，但培養(yǎng)初中生的科技論文寫作能力并非是一個學(xué)科所能達成的，需要學(xué)科間的交融。而從學(xué)生熟悉的語文作文寫作開始入手值得嘗試。

例如，在教學(xué)《生物圈中的綠色植物》和《動物的運動和行為》時，除了可將教材中“借植物抒情”和“借動物言志”模塊直接和語文學(xué)科進行整合外，還可通過寫作與語文學(xué)科進行整合，以培養(yǎng)學(xué)生的語言表達能力。又如，學(xué)習(xí)綠色植物后，可讓學(xué)生以《猜猜我是誰》為題目，選擇一種自己喜愛的植物進行寫作，內(nèi)容包括植物的所屬種類、主要特征、生活環(huán)境和作用等。收集和展示典型的美文，讓學(xué)生通過“猜一猜”“評一評”等活動，深刻認(rèn)識“生物圈中的綠色植物”。有關(guān)《動物的運動和行為》的學(xué)習(xí)也可讓學(xué)生以《我的愛寵》為題目，介紹自己喜歡的動物，內(nèi)容包括動物的種類、主要特征、運動方式等。通過這樣的寫作，不僅能讓學(xué)生學(xué)以致用，還能提高他們的文學(xué)素養(yǎng)和語言表達能力，為科技論文的寫作打好基礎(chǔ)。

二、與數(shù)學(xué)知識相整合，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究能力

數(shù)學(xué)是鍛煉和提高學(xué)生邏輯思維能力的學(xué)科之一，特別是在數(shù)量關(guān)系上，能較直觀清晰地表達事物的問題。學(xué)生學(xué)習(xí)生物較數(shù)學(xué)遲，將一些生物問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題，有利于學(xué)生理解事物的現(xiàn)象、原理等知識。

例如，在學(xué)完“植物的器官”后，學(xué)生知道根可以吸水、葉可以通過蒸騰作用失水以及莖具備支持作用，但對根和葉如何通過莖進行運輸水分的過程認(rèn)識并不充分。對此，教師可利用芹菜的莖做實驗材料，和學(xué)生一起測量芹菜莖的吸水速度。把芹菜莖放入裝有適量水的燒杯中，再滴加少量的紅墨水，過一段時間后觀察實驗現(xiàn)象并記錄實驗數(shù)據(jù)，利用單位時間t（min）內(nèi)紅墨水下降的高度h（cm）來計算芹菜莖的吸水速度（v=h/t）。在實驗的過程中，教師可提問學(xué)生：“影響芹菜莖吸水速度的因素有哪些？如何設(shè)計實驗證明？”實驗裝置簡單、操作簡便，方便學(xué)生在課后重復(fù)實驗。

又如，教學(xué)《病毒》一章后，大部分學(xué)生對于病毒的大小仍然只停留在一個數(shù)值上，難以想象病毒到底有多小。對此，教師可提出“如何測量注射器針頭上能容納多少病毒”的問題，并提示學(xué)生運用數(shù)學(xué)中的放大比例和周長替換的方法，設(shè)計實驗進行測量。即提示學(xué)生把針頭（大圓）的直徑放大數(shù)倍再算其面積，把病毒所占面積近似看成圓形（小圓），直徑放大相應(yīng)的倍數(shù)。這樣，生物問題就簡化成“求大圓內(nèi)有多少個小圓”的數(shù)學(xué)問題，即病毒數(shù)目可用大圓面積除以小圓面積來計算。通過這樣的測量，使得學(xué)生對病毒的大小有了更好的感性認(rèn)識，很好地發(fā)展了學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究能力。

三、與物理知識相整合，讓學(xué)生深刻理解概念本質(zhì)

物理學(xué)的研究進展相比生物學(xué)快和透，前者有利于推動后者的發(fā)展。因此，借助物理學(xué)科知識能讓學(xué)生深刻理解生物學(xué)概念的本質(zhì)。

例如，講授“綠葉在光下制造有機物”時，教師一般會提問“為什么綠葉能夠制造有機物或綠葉中的什么結(jié)構(gòu)使它能夠制造有機物”等相關(guān)問題，引發(fā)學(xué)生思考，進而導(dǎo)入葉綠體的學(xué)習(xí)。學(xué)生通過閱讀課本很容易知道綠葉含有葉綠體——生產(chǎn)有機物的“車間”。但也常常陷入“葉子呈現(xiàn)綠色的本質(zhì)是因為葉綠素是綠色的緣故”的誤區(qū)。事實上，這樣的理解并不全面。葉綠素能吸收可見光中的大部分藍光和紅光，而綠光則被反射出去，所以我們?？吹揭恍┲参锏娜~子呈現(xiàn)綠色。在講授這部分內(nèi)容時，教師可先引入物理中“可見光”的概念，闡明它是可以被物體反射和吸收的、物體呈現(xiàn)的顏色與它們吸收和反射的可見光有關(guān)，再結(jié)合相關(guān)生物學(xué)概念進行講解，這樣學(xué)生就會深刻理解了。

又如，“聽覺”這部分內(nèi)容，教材的“試一試”欄目提出了“為什么平時聽自己說話的聲音和聽自己的錄音不一樣”的問題。這涉及了聲音的產(chǎn)生和傳播。教師可先介紹聲音是具有能量的，聲音是由物體振動而產(chǎn)生的，聲音傳播需要介質(zhì)且在不同的介質(zhì)中傳播的速度不一樣;再講我們平時聽見自己的聲音，一部分是通過空氣傳到我們的耳朵，另一部分是通過頭骨傳播，這兩種方式都會引起耳的結(jié)構(gòu)振動，從而傳遞聲音。而我們聽到的錄音是通過空氣傳播的。聲音在空氣和頭骨傳播時，會損耗不同的能量而引起音質(zhì)的變化，因此我們聽自己說話的聲音和聽錄音中的聲音不同。通過與物理知識的整合教學(xué)，既能讓學(xué)生深刻理解概念本質(zhì)，又能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

四、與地理知識相整合，培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感

生物學(xué)主要研究生命或者說生物的結(jié)構(gòu)與功能、發(fā)生和發(fā)展規(guī)律等，而這些恰恰與地理學(xué)科研究的地理空間環(huán)境是密不可分的。一般地，從生物的種類、數(shù)量等可以推測環(huán)境的樣貌，從環(huán)境的樣貌也可以推測生物的種類等。因此，生物學(xué)與地理學(xué)相交融，有利于探究生物學(xué)現(xiàn)象的本質(zhì)。而將生物知識與地理學(xué)科知識相整合，還有利于培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感。

例如，《生物進化的原因》一課與地理學(xué)科密切相關(guān)，因為生物的進化與地理位置和季節(jié)氣候息息相關(guān)。如某海島上因常年刮大風(fēng)，許多昆蟲無翅或殘翅，與陸地上的昆蟲差異較大。夏天，樹木繁茂，雷鳥的毛色以褐色為主，中間由白色點綴;冬天，樹木干枯，白雪覆蓋，雷鳥的毛色與地面顏色融為一體，也變成了白色。這與它躲避天敵、保護自身的生物學(xué)特點相關(guān)。還有《綠色植物與生物圈的水循環(huán)》與地理學(xué)科也有關(guān)聯(lián)，如森林的蒸騰作用能增加降水，而降雨量過多時，植物的根可以吸收部分雨水，莖葉也可以承接部分雨水以避免洪災(zāi)的發(fā)生。通過學(xué)習(xí)水循環(huán)的內(nèi)容，讓學(xué)生理解森林具有保護水土的功能，領(lǐng)悟“一片森林就相當(dāng)于一座綠水庫”，從而形成保護森林的責(zé)任意識，培養(yǎng)社會責(zé)任感。

五、與其他知識相整合，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)

生物與歷史知識相結(jié)合，讓學(xué)生了解科學(xué)史，培養(yǎng)學(xué)生的合作、探索精神。如在生物課堂上，教師可結(jié)合課本“科學(xué)家的故事”欄目或提供課外閱讀資料與學(xué)生一同了解科學(xué)家如何發(fā)現(xiàn)問題并解決問題的艱辛探索過程，以培養(yǎng)學(xué)生的探索精神。

生物與政治知識相結(jié)合，可增加學(xué)生的法律知識和培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任感。例如，教學(xué)《愛護植被，綠化祖國》和《保護生物的多樣性》時，教師可與學(xué)生一起了解相應(yīng)的法律條例，如《中華人民共和國草原法》《中國自然保護綱要》等，增加學(xué)生的法律知識，讓學(xué)生學(xué)會從身邊小事做起以保護好大自然。

生物與化學(xué)知識相結(jié)合，既能幫助學(xué)生深入理解實驗原理，又能培養(yǎng)學(xué)生的生命觀念。如檢驗呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳時，教師可解釋二氧化碳使澄清石灰水變渾濁的原理：產(chǎn)生了碳酸鈣沉淀。又如，檢驗光合作用產(chǎn)生氧氣時，可利用氧氣的化學(xué)性質(zhì)——助燃性，即氧氣能使帶火星的木條復(fù)燃。另外，“呼吸作用”“光合作用”“消化和吸收”等知識涉及物質(zhì)與能量的轉(zhuǎn)化。通過這些內(nèi)容的學(xué)習(xí)，能讓學(xué)生具有初步的物質(zhì)與能量觀，為學(xué)生進入高中深度學(xué)習(xí)物質(zhì)與能量奠定基礎(chǔ)。由于學(xué)生初三才開始接觸化學(xué)，所以與化學(xué)學(xué)科結(jié)合時，須注意學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平。

綜上，從多學(xué)科角度學(xué)習(xí)生物知識，有利于學(xué)生深刻理解生物知識，發(fā)展生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。教師在進行跨學(xué)科教學(xué)時要注意適量適度，循序漸進，把握主次。另外，跨學(xué)科教學(xué)對教師要求較高，教師要想有所突破，必須不斷學(xué)習(xí)與探究，以提升自己各方面的素養(yǎng)。無論生物與哪個學(xué)科的知識相整合，最終都要回歸到生物學(xué)科教學(xué)的本質(zhì)，即不僅要跨出去，更要收得回[2]。

[? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?]

[1]? 中華人民共和國教育部.義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（ 2011年版）[S].北京： 北京師范大學(xué)出版社，2012.

[2]? 林灶華.新時期跨學(xué)科知識遷移在高中語文教學(xué)中的應(yīng)用：應(yīng)用以史為鑒的方法解讀文言文[J].中學(xué)教學(xué)參考，2018（13）：26-27.

（責(zé)任編輯 黃春香）