初中生物教學(xué)中跨學(xué)科知識的整合應(yīng)用探究

摘要：生物學(xué)作為一門自然科學(xué)，與化學(xué)、物理等其他學(xué)科具有千絲萬縷的聯(lián)系。同時，生物學(xué)又與實際生活密切相關(guān)，與語文美術(shù)等學(xué)科存在天然的銜接點。初中生物教學(xué)中跨學(xué)科知識的整合應(yīng)用有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)，提升學(xué)生的知識遷移能力。在初中生物教學(xué)過程中，教師要創(chuàng)設(shè)問題情境以融入跨學(xué)科知識，利用圖片、視頻、動畫、實物等直觀講解生物知識，運用跨學(xué)科知識解釋生活現(xiàn)象，以提高教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：初中生物；跨學(xué)科；整合；問題情境；圖片；視頻；動畫；綜合素質(zhì)

中圖分類號：G633.91文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：1008-3561（2024）36-0137-04

教育的本質(zhì)在于促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展，跨學(xué)科教學(xué)作為創(chuàng)新教學(xué)模式，旨在跨越傳統(tǒng)學(xué)科間的界限，實現(xiàn)知識與技能的交融，以促進(jìn)教育目標(biāo)的實現(xiàn)。在初中階段，生物學(xué)作為一門自然科學(xué)，與化學(xué)、物理等其他學(xué)科存在千絲萬縷的聯(lián)系。同時，生物學(xué)又與學(xué)生的生活密切相關(guān)，與語文、美術(shù)等學(xué)科存在著天然的銜接點?；诖?，教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)超越單一學(xué)科的范疇，深入挖掘生物學(xué)與其他學(xué)科之間的內(nèi)在聯(lián)系，開展跨學(xué)科教學(xué)。跨學(xué)科教學(xué)的實施，需要教師具備廣博的知識，不僅要深入了解本學(xué)科的知識體系，還要對相關(guān)學(xué)科有一定的涉獵，這樣才能在教學(xué)中自如地穿梭于不同學(xué)科，將分散的知識點串聯(lián)成一個有機(jī)的整體。教師還需要根據(jù)學(xué)生的興趣點和認(rèn)知水平，精心設(shè)計跨學(xué)科教學(xué)活動，激發(fā)學(xué)生的好奇心和探究欲。在這個信息爆炸的時代，學(xué)生需要的不僅是知識的積累，還需要能夠綜合運用知識解決實際問題?？鐚W(xué)科教學(xué)恰好提供了一個這樣的平臺，能讓學(xué)生在探索未知的過程中學(xué)會如何將不同學(xué)科的知識融會貫通，從而形成自己的見解和答案[1]。

一、初中生物教學(xué)中跨學(xué)科知識整合應(yīng)用的重要性

1.激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣

跨學(xué)科知識整合能夠有效打破學(xué)科之間的壁壘，讓學(xué)生從不同角度、不同層次理解和應(yīng)用生物學(xué)知識。例如，生物學(xué)中的生態(tài)系統(tǒng)可以與化學(xué)中的污染物質(zhì)以及物理學(xué)中的能量轉(zhuǎn)換相結(jié)合，學(xué)生在課堂上不僅能學(xué)習(xí)到生物學(xué)知識，還能在跨學(xué)科學(xué)習(xí)過程中體驗到知識的連貫性和整體性，從而產(chǎn)生強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣。學(xué)生在面對復(fù)雜的現(xiàn)實問題時，通過跨學(xué)科的視角更容易找到解決方法，從而極大地提高他們的學(xué)習(xí)積極性?？鐚W(xué)科知識的整合應(yīng)用，能夠帶來認(rèn)知上的沖擊和挑戰(zhàn)，使學(xué)生在解決問題時調(diào)用多學(xué)科知識，培養(yǎng)他們的思維能力和創(chuàng)新能力。例如，在學(xué)習(xí)光合作用時，學(xué)生需要了解植物如何通過光合作用制造有機(jī)物，并理解光合作用背后的物理光能轉(zhuǎn)化過程和化學(xué)反應(yīng)機(jī)制。這種多角度、多層次的學(xué)習(xí)過程，能讓學(xué)生感受到知識的廣泛應(yīng)用，激發(fā)他們的求知欲和探索精神。例如，教師可通過設(shè)計和實施一個小型的生態(tài)系統(tǒng)調(diào)查項目，讓學(xué)生運用生物學(xué)、地理學(xué)和統(tǒng)計學(xué)的知識完成數(shù)據(jù)收集、分析和報告撰寫。這種實踐活動不僅能讓學(xué)生深入理解和掌握生物學(xué)知識，還能讓學(xué)生獲得成就感，增強(qiáng)學(xué)習(xí)動機(jī)與興趣。

2.培養(yǎng)學(xué)生綜合素質(zhì)

初中課程改革的目標(biāo)是培養(yǎng)“綜合型”“復(fù)合型”“全面發(fā)展”的人才，跨學(xué)科知識的整合運用有助于實現(xiàn)這一目標(biāo)。一是跨學(xué)科知識整合使學(xué)生能夠多角度、多層次理解和分析問題。生物學(xué)知識與物理、化學(xué)、地理等學(xué)科的結(jié)合，使學(xué)生在面對復(fù)雜的現(xiàn)實問題時，能夠綜合運用各學(xué)科知識進(jìn)行分析。例如，在研究生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和物質(zhì)循環(huán)時，學(xué)生需要掌握生物學(xué)知識，并理解物理學(xué)中的能量轉(zhuǎn)換，運用化學(xué)反應(yīng)的基本原理。這種多學(xué)科融合的學(xué)習(xí)方式，有助于學(xué)生形成系統(tǒng)的、全面的知識體系，提升他們的綜合素質(zhì)。二是跨學(xué)科知識的整合強(qiáng)調(diào)知識實際應(yīng)用，學(xué)生在解決實際問題的過程中可以提高動手操作能力和問題解決能力。例如，設(shè)計并實施一個關(guān)于水質(zhì)監(jiān)測的項目，學(xué)生需要運用生物學(xué)、化學(xué)以及地理學(xué)知識，完成從水樣采集、實驗分析到數(shù)據(jù)處理的全過程。在這一過程中，學(xué)生可學(xué)會運用跨學(xué)科知識解決實際問題，培養(yǎng)獨立思考和動手實踐能力。e38c1aac26c8cae64dfcbd5441216a78三是跨學(xué)科知識整合有助于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。在跨學(xué)科學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生需要對不同學(xué)科知識進(jìn)行整合應(yīng)用，提出新的觀點和解決方案?？鐚W(xué)科知識的整合運用，鼓勵學(xué)生大膽創(chuàng)新、勇于探索，有助于培養(yǎng)他們的創(chuàng)新思維能力和綜合素質(zhì)[2]。

3.提高學(xué)生知識遷移能力

在初中生物跨學(xué)科知識的整合運用中，學(xué)生可以使生物與物理、化學(xué)、語文學(xué)科建立聯(lián)系，從而更好地理解和應(yīng)用知識，提高自身的知識遷移能力。例如，在學(xué)習(xí)光合作用時，學(xué)生需要掌握生物學(xué)中的植物光合作用原理，并將其與物理中的光的性質(zhì)和化學(xué)中的化學(xué)反應(yīng)過程結(jié)合起來。通過跨學(xué)科知識的整合運用，學(xué)生能夠更全面地理解光合作用的本質(zhì)，并在其他學(xué)科中應(yīng)用相關(guān)知識，從而提高自己的知識遷移能力。跨學(xué)科學(xué)習(xí)方式還可以促使學(xué)生實現(xiàn)知識的重組和創(chuàng)新，進(jìn)而形成新的知識結(jié)構(gòu)。例如，在學(xué)習(xí)七大人體系統(tǒng)時，學(xué)生可以將生物學(xué)中的人體解剖學(xué)知識與物理中的機(jī)械原理、化學(xué)中的生化反應(yīng)相結(jié)合，理解人體各系統(tǒng)的協(xié)同工作機(jī)制?？鐚W(xué)科知識的重組和創(chuàng)新，能提高學(xué)生的知識遷移能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和綜合素質(zhì)。

二、初中生物教學(xué)中跨學(xué)科知識分析

1.生物與語文跨學(xué)科知識分析

生物學(xué)科與語文學(xué)科之間存在著密切的聯(lián)系，跨學(xué)科知識的融合能豐富學(xué)生的知識體系，為他們提供一個全新的學(xué)習(xí)視角，使抽象的生物學(xué)知識變得生動且具有文化韻味。以八年級生物教材為例，教材中穿插了大量的文學(xué)元素，為生物學(xué)知識的學(xué)習(xí)提供了生動的語言和形象的比喻，增強(qiáng)了學(xué)生對知識點的理解和記憶。例如，在學(xué)習(xí)動物行為時，學(xué)生可以將生物知識與《荔枝蜜》《海燕》等文學(xué)作品聯(lián)系起來。通過閱讀文學(xué)作品，學(xué)生能夠?qū)⑸飳W(xué)概念與生活實際相聯(lián)系。生物學(xué)知識的學(xué)習(xí)與古典詩詞緊密相連。例如，在學(xué)習(xí)生物的生殖和發(fā)育過程時，白居易的《燕詩示劉叟》就是很好的教學(xué)資源，其反映了生物本能的繁殖行為，表達(dá)父母對孩子的無私關(guān)愛。通過文學(xué)作品的融入，學(xué)生能夠更深入地理解生物學(xué)知識，體會到父母的辛勤付出以及生命延續(xù)的重要性。在教材中，語文知識點被巧妙地融入正文內(nèi)容、習(xí)題、專欄以及首頁的介紹中，拉近了生物學(xué)與學(xué)生之間的距離，使生物課程的學(xué)習(xí)不再枯燥乏味。生物學(xué)知識與文學(xué)作品的結(jié)合，使生物學(xué)知識更易于學(xué)生理解和記憶。學(xué)生在學(xué)習(xí)生物學(xué)的同時，也在不斷提高文學(xué)鑒賞能力，學(xué)會從多角度解讀詩詞，從而獲得更加深刻的感受[3]。

2.生物與化學(xué)跨學(xué)科知識分析

生物學(xué)與化學(xué)之間存在著密切的聯(lián)系，互相滲透與補(bǔ)充。生物學(xué)與化學(xué)知識的整合應(yīng)用，能為學(xué)生提供綜合性學(xué)習(xí)機(jī)會，讓學(xué)生在生物學(xué)的基礎(chǔ)上逐漸過渡到對化學(xué)的認(rèn)知，從而建立更為全面的知識體系。在課程設(shè)置上，化學(xué)科目在九年級才正式開始，而生物學(xué)學(xué)習(xí)提早為學(xué)生構(gòu)建了化學(xué)知識的基礎(chǔ)架構(gòu)。從七年級開始，學(xué)生對生物學(xué)課程的學(xué)習(xí)就涉及許多化學(xué)知識。例如，生物學(xué)教材中有關(guān)細(xì)胞、酶活性以及代謝過程的內(nèi)容無不包含化學(xué)元素。通過跨學(xué)科知識的整合，學(xué)生可以將生物學(xué)課程中掌握的知識作為跳板，更加順利地跨入化學(xué)的大門。由已知到未知的過渡，加深了學(xué)生對生物學(xué)的理解，并為化學(xué)學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。例如，學(xué)生在生物課上學(xué)習(xí)光合作用時，他們會接觸到實驗操作，驗證葉綠體是通過光合作用合成淀粉的。在實驗中，學(xué)生需要了解相關(guān)的化學(xué)原理，如物質(zhì)的相溶性等。為觀察葉片中淀粉的存在，需要用酒精除去葉片中的葉綠素，涉及酒精作為有機(jī)溶劑的化學(xué)性質(zhì)以及隔水加熱的安全操作方式。在實驗過程中，教師可介紹有機(jī)化合物的知識，讓學(xué)生了解為什么酒精能溶解葉綠素，從而認(rèn)識到化學(xué)知識在生物學(xué)實驗中的重要作用。

3.生物與物理跨學(xué)科知識分析

在初中生物學(xué)課程學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生會接觸到大量與物理相關(guān)的知識點，涵蓋能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律、基本力學(xué)原理、光學(xué)現(xiàn)象以及壓力概念等?？鐚W(xué)科知識結(jié)合，可豐富生物學(xué)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，為學(xué)生提供更加全面理解自然界的視角。學(xué)生在接觸這些內(nèi)容時，還未系統(tǒng)學(xué)習(xí)相關(guān)的物理知識，會對這些物理概念感到陌生。面對這種情況，教師除了要在課堂上對相關(guān)物理知識進(jìn)行講解外，還要通過多樣化的方法幫助學(xué)生理解物理概念。以“發(fā)生在肺內(nèi)的氣體交換”為例，學(xué)生需要理解吸氣和呼氣過程中涉及的壓力概念。這對于學(xué)生而言相對抽象，難以理解這一概念是如何應(yīng)用于生物學(xué)中氣體交換的。為了幫助學(xué)生理解，教師可通過實驗直觀展示壓力是如何影響肺部氣體交換的。具體來說，教師可以引導(dǎo)學(xué)生利用注射器、細(xì)玻璃管和氣球制作一個簡單的呼吸運動模型。在這個模型中，注射器筒代表人的胸腔，氣球代表肺部，細(xì)玻璃管代表氣管，注射器活塞代表橫膈膜。通過實驗操作，學(xué)生可以直觀地觀察到當(dāng)活塞（橫膈膜）上下移動時，氣球（肺）內(nèi)的氣體是如何流動的，從而理解壓力這一物理概念。通過實驗教學(xué)，學(xué)生能夠在生物學(xué)的學(xué)習(xí)中掌握相關(guān)的物理知識，培養(yǎng)跨學(xué)科思維能力[4]。

4.生物與美術(shù)跨學(xué)科知識分析

初中生物學(xué)教材中具有豐富的視覺元素，能增強(qiáng)學(xué)生的理解與感知。例如，在討論生物對營養(yǎng)的需求時，教材中呈現(xiàn)小麥的圖片，展示它們在陽光下進(jìn)行光合作用、吸收所需營養(yǎng)的過程。在講授生物圈的概念時，教材中的相關(guān)部分出現(xiàn)示意圖，以幫助學(xué)生直觀地認(rèn)識生物圈在地球上的分布。在介紹細(xì)胞膜的選擇性滲透功能時，教師可運用動畫這一形式，使學(xué)生在輕松愉快的氛圍中理解這一概念。在初中階段，教師要充分運用教材插圖和有關(guān)視頻，以多種形式激發(fā)學(xué)生對美的感知，讓他們在生物學(xué)的學(xué)習(xí)過程中受到美的熏陶。在生物學(xué)教學(xué)過程中，板書、板畫、板演等與美術(shù)存在緊密的聯(lián)系。優(yōu)質(zhì)的板書要清晰、美觀、充滿創(chuàng)意，這要求教師有一定的美術(shù)基礎(chǔ)。繪制板畫是生物課堂中常用的一種教學(xué)手段。例如，學(xué)生在使用顯微鏡觀察細(xì)胞結(jié)構(gòu)后，需要準(zhǔn)確地繪制所見的細(xì)胞圖樣。這就要求教師具備一定的繪畫技巧，能夠指導(dǎo)學(xué)生還原顯微鏡下的真實景象。板演能對特定的學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行生動的演示，需要教師運用美術(shù)知識對演示的內(nèi)容進(jìn)行精心規(guī)劃和合理布局。例如，在推演后代遺傳病的概率和計算細(xì)菌分裂速度時，板演的運用能夠幫助學(xué)生更好地理解和掌握知識。在初中生物教學(xué)過程中，教師運用圖片、動畫、板書等，能夠激發(fā)學(xué)生對美的追求，培養(yǎng)學(xué)生審美情趣和審美能力。

三、初中生物教學(xué)中跨學(xué)科知識整合應(yīng)用的路徑

1.創(chuàng)設(shè)問題情境融入跨學(xué)科知識

教師在進(jìn)行教學(xué)活動時，要巧妙地運用問題驅(qū)動教學(xué)流程，并融入跨學(xué)科知識。通過創(chuàng)設(shè)問題情境，可以將抽象的概念具體化，使學(xué)生在鮮活的環(huán)境中進(jìn)行學(xué)習(xí)和探索，激發(fā)學(xué)生的求知欲并有效鍛煉他們的思考能力。例如，教師可將文學(xué)元素融入到生物問題的設(shè)計中，以增強(qiáng)課堂教學(xué)的生動性。例如，在探討非生物環(huán)境因素如何影響生物時，教師可引用唐代詩人白居易的詩句“人間四月芳菲盡，山寺桃花始盛開”。這一詩句將學(xué)生帶入一個充滿詩意的自然環(huán)境中，并引發(fā)學(xué)生深深的思考：為何山上的桃花會比山下的晚開放？在講授種子萌發(fā)的條件時，教師可引入與農(nóng)事相關(guān)的諺語，如“清明前后，種瓜點豆”等，以啟發(fā)學(xué)生思考。

2.利用圖片、視頻、動畫、實物等直觀講解

教師在教授初中生物學(xué)課程時，經(jīng)常會涉及物理和化學(xué)知識，由于學(xué)生尚未接觸這些知識，如何將這些知識生動、形象地傳達(dá)給他們，就成為教學(xué)中的難題。例如，在教學(xué)“細(xì)胞的生活”時，教師需要解釋物質(zhì)是如何由分子構(gòu)成的以及分子是如何運動的，涉及基礎(chǔ)的化學(xué)知識，對于未學(xué)過化學(xué)的學(xué)生來說很難理解。在這種情況下，教師可利用多媒體教學(xué)，如糖水制作的視頻，向?qū)W生展示蔗糖分子在水中逐漸分解，與水分子結(jié)合的過程。直觀的展示不僅可以幫助學(xué)生理解分子是如何相互作用的，還可以加深學(xué)生對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的認(rèn)知。在學(xué)習(xí)動物的運動系統(tǒng)，特別是骨骼、關(guān)節(jié)與肌肉之間的相互作用時，物理的杠桿原理可以為生物學(xué)教學(xué)提供支持。通過在課堂上播放動物運動系統(tǒng)的組成部分的圖片及其運動的動畫，教師可向?qū)W生展示動物是如何利用關(guān)節(jié)作為支點，通過肌肉的收縮來移動身體各個部分的。這種方式類似于杠桿運動，能幫助學(xué)生理解杠桿原理，使他們更容易理解生物學(xué)中較為抽象的概念。為了更有效地整合應(yīng)用跨學(xué)科知識，教師可利用實物或模型輔助教學(xué)。在課堂教學(xué)中，教師可展示生物標(biāo)本或模型，讓學(xué)生直觀地看到細(xì)胞結(jié)構(gòu)、骨骼與肌肉的形態(tài)。這能激發(fā)學(xué)生的好奇心和探索欲，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果[5]。

3.運用跨學(xué)科知識解釋生活現(xiàn)象

生物學(xué)是探索生命奧秘、解讀生命現(xiàn)象的科學(xué)，與日常生活緊密相連。在初中生物學(xué)教學(xué)過程中，教師應(yīng)將理論知識與生活實際相結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生對學(xué)科知識的理解，培養(yǎng)他們的跨學(xué)科思維能力。教師要意識到生物學(xué)不是孤立存在的，與物理、化學(xué)等其他學(xué)科聯(lián)系緊密，通過跨學(xué)科的視角解讀生活中的現(xiàn)象，可以增強(qiáng)學(xué)生的認(rèn)知，幫助學(xué)生建立更加完善的知識體系。以靜脈的結(jié)構(gòu)及其功能的教學(xué)為例，教師可引入醫(yī)務(wù)人員為病人抽血的場景，在這個過程中，護(hù)士通常會用橡膠管綁住病人的上臂。教師可引導(dǎo)學(xué)生思考護(hù)士這樣做的原因，進(jìn)而引入靜脈瓣的概念和作用來進(jìn)行解釋。靜脈瓣能夠確保血液在靜脈中單向流動，通過綁緊橡膠管，可以局部阻斷血液回流，使靜脈中的血液積聚，從而便于抽血。這個例子能讓學(xué)生理解靜脈瓣的功能，并認(rèn)識到生物學(xué)知識在醫(yī)療過程中有著普遍的應(yīng)用。又如，在講授蒸騰作用時，涉及的蒸發(fā)現(xiàn)象屬于生物學(xué)和物理學(xué)交叉范疇，教師可向?qū)W生提問：為什么人們要在早晨或傍晚給植物澆水？通過學(xué)生的回答，讓他們理解在這兩個時段，氣溫相對較低，蒸發(fā)速率減慢，水分可以更有效地被植物吸收并利用，而不是迅速蒸發(fā)進(jìn)入大氣層。對這一生活現(xiàn)象的解釋，需要學(xué)生綜合應(yīng)用生物學(xué)和物理知識，理解蒸騰作用與蒸發(fā)現(xiàn)象之間的聯(lián)系。

四、結(jié)語

在新課程改革的背景下，教育評價的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)生了變化，從僅注重知識的掌握轉(zhuǎn)向更為注重綜合能力發(fā)展，尤其是跨學(xué)科整合能力的培養(yǎng)。為了適應(yīng)教學(xué)改革要求，教師應(yīng)具備跨學(xué)科教學(xué)意識，深入理解并實踐新課程標(biāo)準(zhǔn)所倡導(dǎo)的理念，在教學(xué)中努力實現(xiàn)多學(xué)科知識的整合應(yīng)用。應(yīng)認(rèn)識到跨學(xué)科知識的整合應(yīng)用對學(xué)生構(gòu)建知識體系的重要性，通過跨學(xué)科教學(xué)，幫助學(xué)生構(gòu)建更為完善的知識結(jié)構(gòu)，提升學(xué)生綜合能力，讓學(xué)生在面對復(fù)雜問題時運用多維度思考方式尋找解決方案。

參考文獻(xiàn)：

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[3]陳暑君.以跨學(xué)科為引領(lǐng)，開闊學(xué)生視野——初中生物教學(xué)中跨學(xué)科教學(xué)的有效策略[J].試題與研究，2023（26）：182-184.

[4]姚淑卿.初中生物跨學(xué)科教學(xué)實踐初探[J].數(shù)理化解題研究，2023（14）：143-145.

[5]朱曉燕，高勍.初中生物學(xué)跨學(xué)科實踐主題教學(xué)策略研究[J].中學(xué)生物學(xué)，2022（06）：93-96.

Exploration of the Integration and Application of Interdisciplinary Knowledge in Junior Middle School Biology Teaching

Wang Jinhong， An Hong

（Tianzhu Tibetan Autonomous County No.2 Middle School， Wuwei City， Gansu Province， Tianzhu 733299， China）

Abstract： Biology， as a natural science， has intricate connections with other disciplines such as chemistry and physics. Meanwhile， biology is closely related to real life and has a natural connection with disciplines such as Chinese language and art. The integration and application of interdisciplinary knowledge in junior middle school biology teaching can help stimulate students’ interest in learning， cultivate their comprehensive qualities， and enhance their ability to transfer knowledge. In the process of junior middle school biology teaching， teachers should create problem scenarios to integrate interdisciplinary knowledge， use pictures， videos， animations， physical objects， etc. to intuitively explain biological knowledge， and use interdisciplinary knowledge to explain life phenomena， in order to improve the quality of junior middle school biology teaching.

Key words： junior middle school biology； interdisciplinary； integration； problem situation； picture； video； animation； comprehensive quality