中學(xué)生物學(xué)與化學(xué)學(xué)科交叉教學(xué)
——關(guān)于“組成”與“構(gòu)成”在生物學(xué)中運(yùn)用的思考

王 丹 唐元宵 吳立清 王占軍 徐忠東*

（1.合肥師范學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院 安徽合肥 230601）

（2.安徽宿州二中 安徽宿州 234000）

“組成”與“構(gòu)成”兩詞在生物學(xué)教學(xué)中使用較為混亂，中學(xué)生物學(xué)教師常無(wú)意識(shí)地將這兩個(gè)詞模糊化或劃等號(hào)。學(xué)生在高中生物學(xué)接觸這兩個(gè)詞語(yǔ)時(shí)，已有初中化學(xué)學(xué)科學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，教師可從知識(shí)運(yùn)用的科學(xué)性、學(xué)生已有認(rèn)知水平及學(xué)科交叉知識(shí)的遷移銜接出發(fā)，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注兩詞的用法。

1 “組成”與“構(gòu)成”在化學(xué)學(xué)科中用法的簡(jiǎn)單辨析

學(xué)生通過(guò)初中化學(xué)的學(xué)習(xí)，已經(jīng)對(duì)這兩個(gè)詞語(yǔ)用法有一定辨析水平。例如，化學(xué)人教版九年級(jí)上冊(cè)第三單元“物質(zhì)構(gòu)成的奧秘”、第四單元“自然界的水”，都涉及了兩詞用法的學(xué)習(xí)。在化學(xué)學(xué)科中運(yùn)用“組成”與“構(gòu)成”兩詞，教師需注意：

①需分清詞語(yǔ)的宏觀與微觀層次。描述物質(zhì)的組成，應(yīng)用單質(zhì)、化合物、元素等宏觀概念，如“水是由氫元素與氧元素組成的”。描述物質(zhì)的構(gòu)成，應(yīng)用分子、原子、離子等微粒微觀概念，如水是由水分子構(gòu)成的、水分子是由氫原子和氧原子構(gòu)成的。

②描述物質(zhì)的組成，宏觀概念的使用只涉及種類，不講個(gè)數(shù)，如水中含有氫和氧兩種元素。描述物質(zhì)的構(gòu)成，微觀概念（微粒）的使用涉及種類與個(gè)數(shù)，如“每個(gè)水分子是由2個(gè)氫原子和1個(gè)氧原子構(gòu)成的”。

2 “組成”與“構(gòu)成”在生物學(xué)中相關(guān)運(yùn)用

在生物學(xué)上運(yùn)用“組成”與“構(gòu)成”兩詞，教師可以從學(xué)生已有的化學(xué)學(xué)科知識(shí)水平出發(fā)，并結(jié)合生物學(xué)學(xué)科自身特點(diǎn)進(jìn)行遷移。

首先，教師引導(dǎo)學(xué)生開展知識(shí)的同化遷移。“組成”通常從宏觀角度考慮，在化學(xué)中元素、單質(zhì)、化合物是宏觀概念，如化合物“水”是宏觀概念，同樣化合物“蛋白質(zhì)、糖類、核酸、脂質(zhì)”也應(yīng)是宏觀概念?！皹?gòu)成”通常從微觀角度考慮，如“水分子”是微觀概念，同樣“蛋白質(zhì)分子、糖類分子、核酸分子、脂質(zhì)分子”也應(yīng)是微觀概念。因此，在表述細(xì)胞中的分子或者構(gòu)成細(xì)胞的分子，就不應(yīng)該表述為“組成細(xì)胞的分子”。在表述水是組成細(xì)胞的重要成分或者水分子是構(gòu)成細(xì)胞的重要成分，就不應(yīng)該表述為“水是構(gòu)成細(xì)胞的重要成分”。在表述糖類是由C、H、O三種元素組成的或糖類分子是由C、H、O三種原子構(gòu)成的，就不應(yīng)該表述為“糖類分子是由C、H、O三種元素構(gòu)成的”。在表述細(xì)胞是由多種元素和化合物組成的，就不應(yīng)該表述為“細(xì)胞是由多種元素和化合物構(gòu)成的”。在表述組成細(xì)胞的化合物中，多糖、蛋白質(zhì)、核酸都是生物大分子，就不應(yīng)該表述為“構(gòu)成細(xì)胞的化合物中，多糖、蛋白質(zhì)、核酸都是生物大分子”。依據(jù)此定義，化合物屬于宏觀概念，那么“生物大分子”也應(yīng)屬于宏觀概念。以上的諸多表述就把微觀概念與宏觀概念混淆了，把“組成”與“構(gòu)成”混用了。

其次，教師結(jié)合學(xué)科特點(diǎn)，促進(jìn)學(xué)生進(jìn)行知識(shí)的順應(yīng)遷移。生物學(xué)中“組成”的運(yùn)用，通常是從宏觀角度考慮物質(zhì)組成的成分，如“細(xì)胞膜的主要組成成分包含磷脂和蛋白質(zhì)”?！皹?gòu)成”的運(yùn)用既考慮成分，又考慮空間構(gòu)型，常用于描述物質(zhì)的細(xì)微結(jié)構(gòu)。因此，在涉及結(jié)構(gòu)相關(guān)時(shí)，應(yīng)該用“構(gòu)成”進(jìn)行表述更為恰當(dāng)。例如，涉及“生命系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次、細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)、生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”可分別表述為“細(xì)胞是構(gòu)成組織的組分”“磷脂雙分子層構(gòu)成細(xì)胞膜的基本支架”“地球上全部生物極其非生物環(huán)境的總和構(gòu)成地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)——生物圈”。

再次，根據(jù)生物學(xué)科本身的特點(diǎn)，生物學(xué)中“組成”的運(yùn)用，通常涉及生物學(xué)中的指代較明確，較為具體的概念，如“胚是新植物的幼體，由胚芽、胚軸、胚根和子葉組成”。“構(gòu)成”的運(yùn)用通常涉及生物學(xué)中的指代范圍較廣，較為抽象的概念，如“由不同的組織按照一定的次序結(jié)合在一起構(gòu)成的行使一定功能的結(jié)構(gòu)，叫做器官”。

3 學(xué)科交叉教學(xué)的重要性與教學(xué)的挑戰(zhàn)

科學(xué)知識(shí)應(yīng)用于生活中解決真實(shí)的問(wèn)題常常包含了多學(xué)科交叉，幫助學(xué)生把多學(xué)科知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，是為學(xué)生未來(lái)的工作與生活做更充足準(zhǔn)備的需要。生命科學(xué)與化學(xué)同屬于自然科學(xué)范疇。生命是物質(zhì)的，生物體是結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的統(tǒng)一整體，生命活動(dòng)的進(jìn)行離不開代謝過(guò)程。生物學(xué)的學(xué)習(xí)必然涉及到物質(zhì)的組成與構(gòu)成、生命體內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)?？梢?，生物學(xué)的學(xué)習(xí)必然以化學(xué)學(xué)科知識(shí)為基礎(chǔ)，很多生命現(xiàn)象的解釋離不開化學(xué)學(xué)科知識(shí)。例如，“構(gòu)成細(xì)胞的分子”必然涉及物質(zhì)的組成與構(gòu)成、細(xì)胞器結(jié)構(gòu)與功能的學(xué)習(xí)；“細(xì)胞的能量供應(yīng)與利用”必然涉及細(xì)胞內(nèi)的化學(xué)反應(yīng)即細(xì)胞代謝的學(xué)習(xí)。但是生命體不是簡(jiǎn)單的物質(zhì)堆積，它由物質(zhì)構(gòu)成，卻表現(xiàn)出了生命的特征，使生物學(xué)與化學(xué)，既有交叉又有各自研究的領(lǐng)域。

化學(xué)學(xué)科與生物學(xué)聯(lián)系非常緊密，生物學(xué)教師掌握與本學(xué)科相關(guān)的化學(xué)知識(shí)是極其必要的。教師在生物學(xué)課堂中適時(shí)、恰當(dāng)?shù)赜煤脤W(xué)生已有的化學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)，不僅有利于學(xué)生對(duì)生物學(xué)學(xué)科知識(shí)的理解，還能激發(fā)學(xué)生對(duì)化學(xué)等其他學(xué)科學(xué)習(xí)的興趣。例如，在“自由擴(kuò)散和協(xié)助擴(kuò)散”教學(xué)時(shí)，教師可以演示化學(xué)中擴(kuò)散現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生能從已知的化學(xué)擴(kuò)散現(xiàn)象中，形象地認(rèn)識(shí)到自由擴(kuò)散與協(xié)助擴(kuò)散的方向。此外，在本節(jié)課中，教師還可借助化學(xué)相似相溶的原理，促進(jìn)學(xué)生理解脂溶性物質(zhì)能夠通過(guò)自由擴(kuò)散的方式進(jìn)出細(xì)胞。在學(xué)習(xí)酶的相關(guān)內(nèi)容時(shí)，教師以化學(xué)反應(yīng)中無(wú)機(jī)催化劑的作用和條件為知識(shí)基礎(chǔ)進(jìn)行遷移，學(xué)生較容易理解酶作用的條件：酶也有類似于無(wú)機(jī)催化劑降低化學(xué)反應(yīng)活化能的作用，只是降低活化能的作用程度不同，催化效率不同。有些化學(xué)反應(yīng)中有利于化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的高溫高壓的條件，并不適合酶發(fā)揮作用，因人體需要維持穩(wěn)態(tài)。在學(xué)科交叉滲透的教學(xué)中，學(xué)生能夠認(rèn)識(shí)到學(xué)科知識(shí)具有貫通性，從而意識(shí)到知識(shí)面廣的重要性，為繼續(xù)接受教育及未來(lái)更好生活打下更寬廣堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

大部分中學(xué)學(xué)科教師只對(duì)本學(xué)科課程有較為深入的學(xué)習(xí)，交叉學(xué)科知識(shí)的欠缺，必然給學(xué)科交叉教學(xué)帶來(lái)挑戰(zhàn)性。把跨學(xué)科知識(shí)作為生物學(xué)學(xué)科教學(xué)的工具，教師需要具備必要的跨學(xué)科知識(shí)，才能在教學(xué)必要時(shí)整合運(yùn)用好交叉學(xué)科知識(shí)。因此，在教師專業(yè)培養(yǎng)與職業(yè)發(fā)展培訓(xùn)中應(yīng)該對(duì)學(xué)科交叉知識(shí)及運(yùn)用技能的培養(yǎng)給予一定重視，與此相符合的是，高校也在不斷探求好的學(xué)科交叉機(jī)制與教育方式。例如，近幾年在高校中推進(jìn)的學(xué)科交叉融合實(shí)踐。此外，教師自身應(yīng)該有意識(shí)地學(xué)習(xí)本學(xué)科相關(guān)交叉學(xué)科知識(shí)并掌握相關(guān)技能，在教學(xué)中要多與化學(xué)、物理等學(xué)科教師溝通，了解學(xué)生其他學(xué)科的進(jìn)度與知識(shí)基礎(chǔ)，找到知識(shí)的交叉聯(lián)系點(diǎn)，為教學(xué)需要與學(xué)生素養(yǎng)的發(fā)展做更好的準(zhǔn)備。