學(xué)科融合視角下的初中生物教學(xué)分析

梁燕春

（定西市隴西縣渭州學(xué)校 甘肅 定西 748100）

前言

初中生物作為獨(dú)立教育學(xué)科，是學(xué)生接觸和探究自然界生命體特征的主要途徑，生物教學(xué)建立在實(shí)踐基礎(chǔ)之上，通過(guò)有效的教學(xué)手段，引導(dǎo)學(xué)生研究各種生命現(xiàn)象，掌握生物知識(shí)。在學(xué)科融合背景下，生物教學(xué)需與化學(xué)、物理等學(xué)科緊密聯(lián)系，構(gòu)建綜合性教育體系，向?qū)W生傳遞多樣化知識(shí)，培養(yǎng)復(fù)合型人才，加強(qiáng)學(xué)科之間知識(shí)互通性，使學(xué)生深入理解知識(shí)，提升學(xué)習(xí)能力。

1.初中生物學(xué)科融合教育闡述

初中階段學(xué)生處于青春期，對(duì)很多事物充滿了好奇，喜歡觀察各種事物。學(xué)生對(duì)學(xué)科的喜愛(ài)程度亦是如此，當(dāng)學(xué)生觀察學(xué)科、了解學(xué)科知識(shí)后，會(huì)對(duì)學(xué)習(xí)有自己的想法。如：在觀察小鳥(niǎo)在天空中飛行時(shí)，了解到小鳥(niǎo)翅膀可以平衡身體，分析空氣浮力原理，整體思考小鳥(niǎo)揮動(dòng)著翅膀在空中翱翔的奧秘。探索鳥(niǎo)類飛翔原理涉及到生物學(xué)科知識(shí)和物理學(xué)科知識(shí)，為更好促進(jìn)學(xué)科之間的融合，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生注意觀察事物，學(xué)會(huì)獨(dú)立思考，提升分析問(wèn)題的能力，為融合教學(xué)做好鋪墊。

在1986年，美國(guó)科委會(huì)發(fā)表報(bào)告首次提出STEM 教育模式，即加強(qiáng)科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)學(xué)科之間的聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)，利用知識(shí)了解自然界客觀規(guī)律，尊重規(guī)律改造世界，與自然和諧共處，利用綜合知識(shí)分析解決社會(huì)發(fā)展難題。STEM 教育注重培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，利用生物、物理及化學(xué)知識(shí)打開(kāi)認(rèn)識(shí)世界的大門，利用管理和專業(yè)能力提升技術(shù)素養(yǎng)，通過(guò)理解和設(shè)計(jì)培養(yǎng)工程技能，學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)知識(shí)解決難題，提升數(shù)學(xué)素養(yǎng)。初中生物教學(xué)中，以STEM 教育模式為基礎(chǔ)，融合學(xué)科教育理念，通過(guò)在原有教學(xué)活動(dòng)中融入多學(xué)科教學(xué)元素，探索新型的學(xué)科融合模式，創(chuàng)建教育課程，充分發(fā)揮生物學(xué)融合教學(xué)優(yōu)勢(shì)。初中生思維方式和邏輯方式都在逐步的提高，具備較強(qiáng)的復(fù)合學(xué)習(xí)能力，對(duì)于學(xué)科融合，可以接觸到不同學(xué)科的知識(shí)，雖然學(xué)科之間內(nèi)容有一定差異，但是追求其根本最終的知識(shí)內(nèi)涵是一致的。生物教學(xué)以學(xué)科知識(shí)為核心，融合其他學(xué)科知識(shí)內(nèi)容，從而解決實(shí)際的問(wèn)題。學(xué)科融合學(xué)習(xí)主要以解決問(wèn)題為導(dǎo)向，并非學(xué)科之間橫向或縱向的跨越，而是針對(duì)不同問(wèn)題，從不同的角度思考問(wèn)題。生物教學(xué)中，教師應(yīng)尊重學(xué)生的想法，發(fā)揮學(xué)生主體地位，從局部到整體，以生物學(xué)為基礎(chǔ)，拓展學(xué)科知識(shí)，構(gòu)建完整的課程系統(tǒng)，充分發(fā)揮學(xué)科融合教學(xué)價(jià)值[1]。

2.學(xué)科融合教育模式構(gòu)建

生物學(xué)科是研究自然界生物生命體的學(xué)科，小學(xué)階段涵蓋自然科學(xué)知識(shí)的學(xué)科為科學(xué)，在初中階段，學(xué)生通過(guò)生物學(xué)科接觸和了解自然界。生物教學(xué)過(guò)程中，教學(xué)內(nèi)容與化學(xué)和物理知識(shí)息息相關(guān)，很多生物知識(shí)學(xué)生在理解時(shí)比較吃力，但當(dāng)學(xué)生具備一定化學(xué)和物理知識(shí)基礎(chǔ)后，對(duì)生物的理解也更加輕松。初一階段，學(xué)生化學(xué)和物理知識(shí)了解較少，生物教師應(yīng)向?qū)W生耐心地講解知識(shí)原理，加強(qiáng)學(xué)科之間的融合教學(xué)，使學(xué)生對(duì)生命現(xiàn)象有所了解，應(yīng)用理化知識(shí)聯(lián)合物理知識(shí)理解生物體，又不對(duì)學(xué)生構(gòu)成理化學(xué)習(xí)障礙。通過(guò)實(shí)踐研究可知，構(gòu)建完整的學(xué)科融合教育模式，在生物課堂中融入理化知識(shí)，給予學(xué)生思維空間，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考，在其他學(xué)科教學(xué)中，可以做好知識(shí)遷移，靈活轉(zhuǎn)換知識(shí)[2]。

例如：七年級(jí)上第五章“綠色植物與生物圈中碳-氧平衡”第一節(jié)光合作用吸收二氧化碳釋放氧氣教學(xué)中，其中涉及到物理學(xué)科相關(guān)知識(shí)。學(xué)生在學(xué)習(xí)生物知識(shí)時(shí)，教師可以利用圖片或視頻等方式吸引學(xué)生注意力，使用教具進(jìn)行演示，增強(qiáng)視覺(jué)感，給予學(xué)生多樣化學(xué)習(xí)體驗(yàn)，利用物理透射光和反射光知識(shí)來(lái)解釋也綠色溶液磷光和熒光現(xiàn)象，生物學(xué)科中光合作用碳原子和氧原子轉(zhuǎn)移與物理學(xué)中放射性同位素示蹤原理結(jié)合。通過(guò)構(gòu)建學(xué)科模型，加上教師的實(shí)際操作演示，多學(xué)科相融合，使學(xué)生對(duì)知識(shí)理解更加深入。如果學(xué)生不具備一定的物理基礎(chǔ)，在理解生物現(xiàn)象時(shí)會(huì)覺(jué)得比較吃力，對(duì)知識(shí)的理解也比較表面，在教師提問(wèn)、假設(shè)和實(shí)踐操作中，學(xué)生會(huì)有很多的疑問(wèn)。多學(xué)科融合教育模式，可以幫助學(xué)生答疑解惑，使學(xué)生理解多學(xué)科知識(shí)的同時(shí)，探究自然科學(xué)知識(shí)。在課程結(jié)束后，教師可以為學(xué)生布置相關(guān)練習(xí)作業(yè)，加強(qiáng)理論與實(shí)踐結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生綜合素養(yǎng)[3]。

3.學(xué)科融合教學(xué)研究

初中生物教學(xué)中，跨學(xué)科教學(xué)優(yōu)勢(shì)明顯。如在檢測(cè)化合物時(shí)會(huì)用到化學(xué)學(xué)科知識(shí)，在測(cè)量時(shí)會(huì)應(yīng)用到工程學(xué)和物理知識(shí)。

例如：第五單元“生物圈中的其他生物”第五單元“鳥(niǎo)”教學(xué)中，眾所周知，鳥(niǎo)類可以飛翔，學(xué)生對(duì)于飛翔有一定的了解，結(jié)合日常觀察和常識(shí)可以了解知識(shí)，當(dāng)鳥(niǎo)飛行時(shí)重量減輕，阻力會(huì)減小，再利用風(fēng)力作為推動(dòng)力，就可以翱翔天空。此單元教學(xué)中，生物學(xué)科與物理學(xué)科緊密相連，通過(guò)比較和觀察，學(xué)生可以掌握科學(xué)知識(shí)。鳥(niǎo)類的哪些結(jié)構(gòu)可以減少重量、增加浮力，利用動(dòng)力學(xué)原理可以解釋飛行現(xiàn)象，拓展學(xué)生認(rèn)知范圍，提升學(xué)生思維能力。如流線型可以有效減輕阻力，學(xué)生可能理解起來(lái)較難，抽象的知識(shí)不像折飛機(jī)更直觀易理解，學(xué)生可以用折飛機(jī)模擬小鳥(niǎo)飛翔的姿勢(shì)，也可以折疊各種形狀，分析折紙空中飛行的情況，通過(guò)學(xué)習(xí)生物知識(shí)，聯(lián)系物理知識(shí)，理解流線型原理。小鳥(niǎo)骨骼形狀和氣囊和工程知識(shí)有一定聯(lián)系，氣囊像氣球一樣，如果氣球充氣，則福利會(huì)增加，從而可以解釋鳥(niǎo)為什么能夠在空中飛翔。學(xué)生可以結(jié)合常識(shí)經(jīng)驗(yàn)，了解鳥(niǎo)骨骼所占身體重量5%左右，而人類骨骼則占20%左右，通過(guò)數(shù)據(jù)對(duì)比，學(xué)生對(duì)骨骼差異性有所了解，教師可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)查閱文獻(xiàn)資料，向?qū)W生講解動(dòng)物骨骼密度相關(guān)知識(shí)，使學(xué)生對(duì)鳥(niǎo)飛翔原理有更加深入的了解。學(xué)科融合可以幫助學(xué)生理解很多知識(shí)，將不同學(xué)科知識(shí)相關(guān)聯(lián)，對(duì)事物現(xiàn)象的解釋更貼切、更科學(xué)[4]。

鳥(niǎo)類胸肌發(fā)達(dá)，骨骼輕巧，這為飛行提供了較大動(dòng)力，學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)和探究自然現(xiàn)象過(guò)程中，對(duì)動(dòng)力能量有所了解，并提出疑問(wèn)：鳥(niǎo)是如何保持較大動(dòng)能呢，通過(guò)生物知識(shí)可以解答：鳥(niǎo)的食量較大，且消化能力較強(qiáng)，消化食物后可以通過(guò)糞便快速排出殘?jiān)?，鳥(niǎo)體溫恒定，心率快，這些特點(diǎn)為鳥(niǎo)飛行提供動(dòng)力。學(xué)生可以通過(guò)查閱書(shū)籍和利用互聯(lián)網(wǎng)查閱數(shù)據(jù)，一只雀每天會(huì)吃掉其體重20%左右的食物，雀鷹可以吃掉其體重50%的食物，蜂鳥(niǎo)可以吃掉身體重量?jī)杀兜拿蹪{。通過(guò)數(shù)據(jù)比較分析，鳥(niǎo)類與哺乳類體溫比較情況如表1所示，人類和鳥(niǎo)類的心臟、心率比較情況如表2 所示。

表1 鳥(niǎo)類與哺乳類動(dòng)體溫比較

表2 人類和鳥(niǎo)類心臟、心率比較

通過(guò)數(shù)據(jù)比較分析，聯(lián)系教材內(nèi)容，學(xué)生可以得出結(jié)論：鳥(niǎo)類食量較大，可以為其提供較大能量，心臟所占體重的比例也較大，心率高，這就可以很好地解釋鳥(niǎo)可以飛翔現(xiàn)象。學(xué)生結(jié)合學(xué)習(xí)的物理循環(huán)和呼吸知識(shí)，了解氣囊特征，可以解釋鳥(niǎo)能量供應(yīng)相關(guān)問(wèn)題。

4.開(kāi)展學(xué)科融合PBL 模式

PBL 模式（項(xiàng)目式學(xué)習(xí)）指的是學(xué)生通過(guò)一段時(shí)間內(nèi)對(duì)真實(shí)的、 復(fù)雜的問(wèn)題進(jìn)行探究，并從中獲得知識(shí)和技能。該學(xué)習(xí)方式以學(xué)生為核心，將各學(xué)科知識(shí)聯(lián)系一起，解決實(shí)際問(wèn)題。初中教學(xué)各個(gè)學(xué)科都與生活息息相關(guān)，在創(chuàng)建真實(shí)教學(xué)情景中，應(yīng)結(jié)合生活內(nèi)容，設(shè)計(jì)和探究教學(xué)方式，為項(xiàng)目式學(xué)習(xí)提供豐富的學(xué)習(xí)素材。

4.1 依托制作的項(xiàng)目式學(xué)習(xí)

初中生物教學(xué)中，生活中常用例子是仿生學(xué)，通過(guò)學(xué)科知識(shí)融合，推進(jìn)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)模式的有效開(kāi)展。近年來(lái)，我國(guó)科學(xué)技術(shù)發(fā)展迅速，應(yīng)用仿生學(xué)理論，教師引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)，以生活中的實(shí)際問(wèn)題作為目標(biāo)，通過(guò)實(shí)踐活動(dòng)研究和分析，選擇適合的研究項(xiàng)目，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

例如：學(xué)生在學(xué)習(xí)關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)相關(guān)知識(shí)后，教師設(shè)置學(xué)習(xí)目標(biāo)：設(shè)計(jì)義肢。學(xué)生按照人體工程原理，考慮關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)選擇適合的材料，分析材料材質(zhì)硬度、承載能力、重量以及舒適度等，精密測(cè)算材料數(shù)據(jù)，通過(guò)逐步分析和實(shí)踐，制作成品，反復(fù)試驗(yàn)成品效果，學(xué)生在設(shè)計(jì)和實(shí)踐過(guò)程中，涉及到多個(gè)學(xué)科知識(shí)，如工程學(xué)、數(shù)學(xué)、工程學(xué)和美學(xué)等。通過(guò)項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，學(xué)生可以系統(tǒng)化學(xué)習(xí)和掌握知識(shí)，思維得到融合，凸顯學(xué)科融合教學(xué)的優(yōu)勢(shì)[5]。

除此之外，教師也可以選擇教材中提供的練習(xí)項(xiàng)目，如制作細(xì)胞模型，學(xué)生可以通過(guò)自己動(dòng)手和觀察了解細(xì)胞知識(shí)，在設(shè)計(jì)項(xiàng)目時(shí)，會(huì)跨越學(xué)科，如設(shè)計(jì)適合嬰幼兒的玩具，學(xué)生要考慮選材環(huán)保，無(wú)毒無(wú)害，還要考慮玩具的安全性，玩具大小以及嬰幼兒特點(diǎn)等。

4.2 依托調(diào)查的實(shí)踐活動(dòng)

教師可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行社會(huì)性調(diào)查，深入生活，了解事物的本質(zhì)，鍛煉學(xué)生表達(dá)能力和溝通能力，培養(yǎng)學(xué)生合作意識(shí)。在初中生物教學(xué)中，通過(guò)調(diào)查結(jié)果進(jìn)行項(xiàng)目設(shè)計(jì)，了解校園生物的種類、生活中常見(jiàn)生物種類等；隨著學(xué)生知識(shí)的積累，教師還可以設(shè)計(jì)項(xiàng)目：研究調(diào)查常見(jiàn)傳染病，到防疫站和醫(yī)院調(diào)研。通過(guò)實(shí)踐性項(xiàng)目式學(xué)習(xí)，學(xué)生可以了解更多跨學(xué)科知識(shí)，增進(jìn)學(xué)科之間的融合。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，學(xué)科融合模式在初中生物教學(xué)中的應(yīng)用，打破單獨(dú)學(xué)科教學(xué)的局限性。通過(guò)多學(xué)科融合教學(xué)，給予學(xué)生更多思考空間，使學(xué)生了解多方面知識(shí)，鍛煉思維方式，構(gòu)建綜合性的教學(xué)體系，培養(yǎng)學(xué)生綜合素養(yǎng)，促進(jìn)學(xué)生未來(lái)多樣化發(fā)展。