學(xué)科融合視閾下高中生物學(xué)教學(xué)初探

陳迪

【摘? 要】學(xué)科融合視閾下高中生物學(xué)教學(xué)由以往的單獨(dú)授課逐漸演變?yōu)榕c其他學(xué)科相互融合的授課方式，其教學(xué)目標(biāo)也發(fā)生轉(zhuǎn)變，強(qiáng)調(diào)對學(xué)生綜合素養(yǎng)與綜合運(yùn)用能力的培養(yǎng)，教材中的許多知識點(diǎn)內(nèi)容也與其他學(xué)科有互通之處。因此，在實(shí)際教學(xué)中教師要以高中生物學(xué)的交叉性為切入點(diǎn)，充分挖掘生物學(xué)與其他學(xué)科之間的聯(lián)系，從而豐富教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，拓寬學(xué)生的生物學(xué)視野，為學(xué)生進(jìn)行生物學(xué)課程學(xué)習(xí)提供更廣闊、穩(wěn)定的平臺。

【關(guān)鍵詞】學(xué)科融合；高中生物學(xué)；教學(xué)策略；人文素養(yǎng)

生物學(xué)是一門探究生命現(xiàn)象、研究自然科學(xué)的學(xué)科，能有效培養(yǎng)學(xué)生良好的生命觀念與科學(xué)思維，使學(xué)生能對生活中存在的生物學(xué)現(xiàn)象開展探究實(shí)踐，隨著教學(xué)的深入與學(xué)段的增加學(xué)生會逐漸發(fā)現(xiàn)生物學(xué)課程的學(xué)習(xí)與語文、化學(xué)、地理等學(xué)科不論是在知識概念還是在模型構(gòu)建上均有著較多的關(guān)聯(lián)，同時學(xué)科融合教學(xué)模式的開展打破了傳統(tǒng)教學(xué)模式下各個學(xué)科之間的壁壘，使各學(xué)科之間的知識點(diǎn)內(nèi)容融會貫通，豐富學(xué)生的知識儲備。

一、高中生物學(xué)科融合的概況

學(xué)科融合指的是將各學(xué)科之間存在關(guān)聯(lián)的知識點(diǎn)相互融合滲透，在不斷嘗試與探索中打破學(xué)科邊界的教育活動，有助于課程改革與教學(xué)創(chuàng)新。通過學(xué)習(xí)可發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)行的高中生物學(xué)教材中存在著大量的與其學(xué)科相關(guān)的知識點(diǎn)內(nèi)容，如“在生態(tài)系統(tǒng)中存在著與地理相關(guān)知識點(diǎn)，在DMA結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)中學(xué)生會學(xué)到有關(guān)化學(xué)知識，在內(nèi)容遺傳概率的學(xué)習(xí)中學(xué)生會用到數(shù)學(xué)中的概率計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算”等，由此可知，在高中生物學(xué)課程教學(xué)中開展學(xué)科融合教學(xué)模式，有利于幫助學(xué)生更好地理解課程中的重難點(diǎn)知識，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)理解能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率與課程學(xué)習(xí)質(zhì)量。

二、學(xué)科融合在高中生物學(xué)教學(xué)中的有效應(yīng)用策略

（一）重視教學(xué)設(shè)計(jì)，加強(qiáng)課堂導(dǎo)入

在現(xiàn)階段的高中生物學(xué)學(xué)習(xí)中學(xué)生經(jīng)常由于知識點(diǎn)的復(fù)雜性與抽象性對該課程的學(xué)習(xí)缺乏興趣，在課堂學(xué)習(xí)中也不注重聽講，導(dǎo)致學(xué)習(xí)成績下滑，出現(xiàn)該問題的主要原因便是教師對課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)的重視程度不足，并沒有在課前有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)情緒，使學(xué)生快速進(jìn)入學(xué)習(xí)狀態(tài)。因此，教師應(yīng)根據(jù)教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)內(nèi)容，利用學(xué)科融合導(dǎo)入課程新知，讓學(xué)生對接下來的課程學(xué)習(xí)充滿期待。

以人教版高中生物學(xué)必修一“細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出”為例，在本節(jié)課的學(xué)習(xí)中教師可將其與物理學(xué)科中的“擴(kuò)散”知識點(diǎn)相融合，并借助具體的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生理解生物學(xué)中物質(zhì)是如何實(shí)現(xiàn)跨膜運(yùn)輸?shù)模约由顚W(xué)生對擴(kuò)散現(xiàn)象的印象。首先，為學(xué)生準(zhǔn)備本次實(shí)驗(yàn)的道具水杯、清水、墨水，為學(xué)生講解本次實(shí)驗(yàn)的目的與需要觀察的現(xiàn)象。其次，組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，先在水杯中倒入一半清水，再用滴管向水杯中滴入墨水，觀察墨水在清水中擴(kuò)散的過程，讓學(xué)生結(jié)合擴(kuò)散的定義分析影響自由擴(kuò)散與協(xié)助擴(kuò)散的主要原因，了解什么是滲透作用，同時讓學(xué)生利用數(shù)學(xué)模型分析跨膜運(yùn)輸方式的影響因素，繪制影響物質(zhì)運(yùn)輸速率的曲線圖。通過該方式，借助物理現(xiàn)象與數(shù)學(xué)模型不僅讓學(xué)生對本節(jié)課將要學(xué)到的知識點(diǎn)內(nèi)容有著充分的了解，也進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與積極性，通過具體的生物案例，使學(xué)科融合概念有著更深層次的理解，促進(jìn)學(xué)生學(xué)科融合意識的形成。

（二）強(qiáng)化學(xué)科融合，突破教學(xué)難點(diǎn)

如何突破教學(xué)重難點(diǎn)，提高學(xué)生的生物學(xué)學(xué)習(xí)水平，一直是教師熱議的課題，也是幫助學(xué)生構(gòu)建完整生物知識框架的關(guān)鍵。生物學(xué)受學(xué)科性質(zhì)的影響其知識點(diǎn)內(nèi)容相對比較抽象，需要學(xué)生具備良好的理解能力與扎實(shí)的學(xué)科基礎(chǔ)才能對其有著更加深入的理解。因此，教師可借助學(xué)科融合通過對其他學(xué)科知識點(diǎn)的介紹，引導(dǎo)學(xué)生用生物學(xué)的眼光與思維進(jìn)行觀察與思考，從而實(shí)現(xiàn)知識的遷移與運(yùn)用。

以人教版高中生物學(xué)必修一“細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用”為例，在講解細(xì)胞呼吸的原理和應(yīng)用使教師可借助化學(xué)方程式引導(dǎo)學(xué)生分析影響呼吸作用的因素有哪些？影響細(xì)胞呼吸速率的因素有哪些？教師可在課件中出示在做有氧呼吸反應(yīng)時會生成的反應(yīng)物與生成物，如“氧氣（O2）、水（H2O）、二氧化碳（CO2）”，同時學(xué)生通過查閱課本中本節(jié)課的知識點(diǎn)內(nèi)容發(fā)現(xiàn)影響細(xì)胞呼吸速率的主要因素，即反應(yīng)條件溫度與PH值，其反應(yīng)式為C6H12O6酶→2C3H4O3（丙酮酸）+4[H]+少量能量，2C3H4O3+6H2O酶→20[H]+6CO2+少量能量，24[H]+6O2酶→12H2O+大能量，通過對不同階段反應(yīng)式的講解，學(xué)生在教師的幫助下最終得出總反應(yīng)式為C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+大能量。通過該方式，學(xué)生在教師的逐步引導(dǎo)下將生物學(xué)思維與化學(xué)思維相整合，結(jié)合教師所提出的具體問題對反應(yīng)式中的內(nèi)容進(jìn)行分析，嘗試動手解決從而找到學(xué)習(xí)生物學(xué)重難知識點(diǎn)的突破口。

（三）開展生物實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)科學(xué)思維

實(shí)驗(yàn)?zāi)軒椭鷮W(xué)生檢驗(yàn)課上所學(xué)知識的正確性，加深學(xué)生的理解與記憶，能有效提高學(xué)生的動手實(shí)踐能力，促進(jìn)學(xué)生生物思維的發(fā)展。在高中階段的學(xué)習(xí)中生物學(xué)與化學(xué)之間的關(guān)系最緊密，教師不僅能用化學(xué)知識幫助學(xué)生解決生物學(xué)學(xué)習(xí)中的重難點(diǎn)知識，也能借助化學(xué)實(shí)驗(yàn)組織學(xué)生進(jìn)行對比分析，使學(xué)生感受到生物學(xué)與其他學(xué)科之間的聯(lián)系與區(qū)別，以及意識到生物學(xué)學(xué)習(xí)的重要性，在對比分析的過程中生物學(xué)課程學(xué)習(xí)產(chǎn)生全新的認(rèn)知。

以人教版高中生物學(xué)必修一“組成細(xì)胞的分子”為例，在學(xué)生完成細(xì)胞中的元素和化合物以及細(xì)胞中的糖類和脂質(zhì)的學(xué)習(xí)后，教師可組織學(xué)生開展檢測生物組織中的營養(yǎng)物質(zhì)實(shí)驗(yàn)中的還原性糖檢測的實(shí)驗(yàn)。首先，教師可為學(xué)生明確化學(xué)實(shí)驗(yàn)與生物實(shí)驗(yàn)二者之間的區(qū)別，化學(xué)實(shí)驗(yàn)主要探究的是物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，而生物實(shí)驗(yàn)主要是探究物質(zhì)的性質(zhì)，從而讓學(xué)生在開展對比實(shí)驗(yàn)的過程中有所側(cè)重，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，同時為學(xué)生分發(fā)本次實(shí)驗(yàn)需要用到的實(shí)驗(yàn)器材與材料。其次，組織學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)，在化學(xué)實(shí)驗(yàn)中學(xué)生主要是觀察氫氧化銅（CU（OH）2）與葡萄糖在加熱條件下所反映出的磚紅色沉淀物（CU2O）了解還原性糖，在生物實(shí)驗(yàn)中學(xué)生可在2ml有還原性糖的溶液中（水果汁）中注入2ml的本尼迪特試劑，在充分震蕩混合均勻后放入燒杯中水浴加熱，觀察其顏色變化，此時學(xué)生會看到有紅黃色沉淀產(chǎn)生，讓學(xué)生記錄兩次實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象。最后，引導(dǎo)學(xué)生分析同樣是還原性糖實(shí)驗(yàn)化學(xué)實(shí)驗(yàn)與生物實(shí)驗(yàn)的相同點(diǎn)是什么？不同點(diǎn)又是什么？學(xué)生結(jié)合教師在實(shí)驗(yàn)開始前所說的生物與化學(xué)實(shí)驗(yàn)的側(cè)重點(diǎn)可分析出，二者的實(shí)驗(yàn)原理是相同的，只是在試劑表述、現(xiàn)象表述、實(shí)驗(yàn)方法上存在不同。

通過對生物實(shí)驗(yàn)與化學(xué)實(shí)驗(yàn)的對比，學(xué)生意識到相比于其他學(xué)科，生物學(xué)與化學(xué)之間的關(guān)系最密切。為此，生物學(xué)教師可主動與化學(xué)教師建立聯(lián)系，將現(xiàn)階段學(xué)生學(xué)過的知識點(diǎn)內(nèi)容相整合，以學(xué)生為中心開發(fā)生物學(xué)和化學(xué)相融合的校本課程，使學(xué)生能在接下來的生物學(xué)或化學(xué)課程學(xué)習(xí)中用辯證思維進(jìn)行思考，促進(jìn)學(xué)生綜合學(xué)習(xí)能力的提升。

（四）生物和化學(xué)相融合，強(qiáng)化探究能力

由于高中生物學(xué)是中國自然科學(xué)中的基本學(xué)科，是探究生命現(xiàn)象與生物活動規(guī)律的科學(xué)領(lǐng)域，在生物學(xué)課程中融入了化學(xué)創(chuàng)社校本課程，重點(diǎn)是通過運(yùn)用微觀的化學(xué)知識滲透解決微觀的生物學(xué)知識，從而幫助學(xué)生可以從分子、原子、離子等層面上更加深入地研究化合物的化學(xué)特性、成分、構(gòu)造和規(guī)律等，開創(chuàng)研究新物質(zhì)的科學(xué)領(lǐng)域，使學(xué)生可以在進(jìn)一步掌握生物學(xué)基礎(chǔ)知識時對化學(xué)基礎(chǔ)知識有深刻了解，從而加深學(xué)生對生物學(xué)知識與化學(xué)知識之間的密切聯(lián)系。因此，多學(xué)科融合下的校本課程創(chuàng)設(shè)，關(guān)鍵在于教師能夠利用微觀的化學(xué)知識，在生物學(xué)知識講解過程中，構(gòu)建生物學(xué)和化學(xué)校本課程，幫助學(xué)生輕松理解生物學(xué)知識內(nèi)容，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)發(fā)展，提高學(xué)生學(xué)習(xí)能力。

例如，在教授人教版高中生物學(xué)必修一“細(xì)胞中的元素和化合物”時，為了加深學(xué)生對生物學(xué)知識的理解，就是建構(gòu)具有化學(xué)特色的研究型課程，成為生物學(xué)與化學(xué)校本課程融合的價值，有助于學(xué)生在課堂教學(xué)之外，積極進(jìn)行研究性的學(xué)習(xí)實(shí)踐活動，也有助于教師在課堂教學(xué)中，指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用研究性學(xué)習(xí)理論和探究性思維開展教育實(shí)踐的研究，體現(xiàn)出具有化學(xué)特色研究型校本課程的價值所在。如教師講解細(xì)胞中的結(jié)合水時，為了讓生物學(xué)和化學(xué)研究性學(xué)習(xí)理論和思想進(jìn)行有效融合，以相互滲透、互為補(bǔ)充、彼此促進(jìn)的校本課程建設(shè)為主，重點(diǎn)是利用微觀化學(xué)知識，向?qū)W生呈現(xiàn)出微觀生物學(xué)知識內(nèi)容，使學(xué)生在生物學(xué)和化學(xué)校本課程中，掌握水中的主要組成元素物理性質(zhì)等基礎(chǔ)知識，使學(xué)生在掌握微觀抽象的化學(xué)結(jié)合水理論后，認(rèn)知思維得到發(fā)展，學(xué)習(xí)能力得到提升。通過生物學(xué)和化學(xué)知識的有機(jī)融合，學(xué)生主動接受這兩個學(xué)科之間的相關(guān)知識，并在學(xué)科融會貫通基礎(chǔ)上形成生成性的校本課程，帶領(lǐng)學(xué)生借助化學(xué)知識對生物學(xué)知識進(jìn)行實(shí)踐探究，有助于學(xué)生在學(xué)科交融的校本課程建設(shè)中強(qiáng)化自身實(shí)踐能力。

三、高中生物學(xué)校本課程開發(fā)與應(yīng)用

校本課程的實(shí)施應(yīng)以學(xué)生為中心，幫助學(xué)生積累學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，體會科學(xué)研究過程，體現(xiàn)校本課程的實(shí)際價值。因此，教師在生物地理融合創(chuàng)設(shè)的校本課程中，為了強(qiáng)化學(xué)生學(xué)習(xí)信心和興趣，教師應(yīng)當(dāng)在生物地理融合校本課程中，圍繞生物地理聯(lián)合校本課程開發(fā)為中心，將跨學(xué)科聯(lián)合教學(xué)活動緊密結(jié)合在一起，確保生物學(xué)課程教學(xué)發(fā)展，為校本課程開發(fā)奠定良好基礎(chǔ)。

例如，在教授人教版高中生物學(xué)必修二“生態(tài)系統(tǒng)類型”時，以生物學(xué)教材為基礎(chǔ)，結(jié)合地理知識進(jìn)行改變與擴(kuò)充。這可以作為生物地理融合開發(fā)校本課程的主要方式。如教師在講解生態(tài)系統(tǒng)類型的知識時，可以在提高學(xué)生生物學(xué)素養(yǎng)時，設(shè)計(jì)新的校本課程類型，引導(dǎo)學(xué)生回歸實(shí)際生活進(jìn)行學(xué)習(xí)與理解，從而幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)能力和探究能力。此外，教師結(jié)合地理學(xué)科拓展校本教學(xué)內(nèi)容的范圍，學(xué)生可以從日常生活中入手，開設(shè)“走進(jìn)草原課程”生態(tài)學(xué)觀點(diǎn)很強(qiáng)的校本課程，適合采用講座、演講、圖片展示的課程教學(xué)方式，通過整合課堂教學(xué)內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生的研究興趣，鼓勵學(xué)生用生物科學(xué)的目光了解典型生態(tài)系統(tǒng)、自然保護(hù)區(qū)、特色動植物。并組織一次草原生態(tài)游方案、設(shè)計(jì)草原生態(tài)的校本課程活動，提高學(xué)生使用生物科學(xué)知識的能力。為了校本課程有進(jìn)一步的發(fā)展空間，生物課題中的生態(tài)系統(tǒng)類型可以結(jié)合地理環(huán)境條件進(jìn)行深入分析，通過以學(xué)生能實(shí)際感覺和親身體驗(yàn)的事物和現(xiàn)象為基礎(chǔ)密切聯(lián)系生活，這樣形成校本課開發(fā)的目標(biāo)價值，避免教育質(zhì)量與理想之間存在落差，促進(jìn)學(xué)生在生物地理校本課程中綜合能力得到提升。

四、結(jié)束語

綜上所述，學(xué)科融合視閾下高中生物學(xué)教師在開展課堂教學(xué)的過程中應(yīng)主動將生物學(xué)教學(xué)的知識點(diǎn)內(nèi)容與其他學(xué)科的知識點(diǎn)相結(jié)合，在課堂導(dǎo)入環(huán)節(jié)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，并借助具體的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目使學(xué)生感受到生物學(xué)科與其他學(xué)科的關(guān)聯(lián)性與共通性，在嘗試動手實(shí)踐的過程中形成良好的應(yīng)用能力與跨學(xué)科思維，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展與綜合能力的提升。

（本文系福建省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2022年度“協(xié)同創(chuàng)新”（含幫扶項(xiàng)目）專項(xiàng)課題：聯(lián)覺體驗(yàn)視域下中學(xué)音美學(xué)科融合課程的研究與實(shí)踐，課題編號：Fjxczx22-029）