高中生物教學(xué)中跨學(xué)科融合教學(xué)的實踐探索

中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：A 文章編號：1673-8918（2025）26-0144-04

隨著教育改革的不斷深化，單一學(xué)科教學(xué)難以滿足學(xué)生全面發(fā)展的需求，高中生物教學(xué)作為自然科學(xué)教育的重要組成部分，亟須探索新的教學(xué)模式以提升教學(xué)效果?？鐚W(xué)科融合教學(xué)作為一種創(chuàng)新教學(xué)理念，強調(diào)打破學(xué)科界限，促進知識整合與思維拓展。在高中生物教學(xué)中引人跨學(xué)科融合教學(xué)，有助于深化生物知識理解，且通過多學(xué)科視角揭示生物現(xiàn)象本質(zhì)。這種教學(xué)模式能夠培養(yǎng)學(xué)生綜合運用多學(xué)科知識解決問題的能力，提升綜合素養(yǎng)，以更好地適應(yīng)社會發(fā)展需求?？鐚W(xué)科融合教學(xué)還能激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，促進知識遷移，鍛煉學(xué)生思維能力，培養(yǎng)科學(xué)思維品質(zhì)。

一、跨學(xué)科融合教學(xué)的內(nèi)涵

學(xué)科融合作為教學(xué)變革的關(guān)鍵一環(huán)，其精髓在于“融合”，它突破單一學(xué)科的限制，倡導(dǎo)在尊重各學(xué)科獨立性的基礎(chǔ)上，尋找并挖掘不同學(xué)科之間的內(nèi)在聯(lián)系與互補優(yōu)勢?？鐚W(xué)科融合教學(xué)作為應(yīng)時代發(fā)展需求而生的教學(xué)模式，強調(diào)打破學(xué)科界限，將不同學(xué)科的知識、方法、思維方式等有機整合形成新穎的教學(xué)視角與路徑，高中生物教學(xué)中的跨學(xué)科融合意味著把生物知識與物理、化學(xué)、地理、數(shù)學(xué)等多領(lǐng)域知識相互交融，通過多元學(xué)科視角的引入與交叉，深化對生物概念和原理的理解，同時拓寬學(xué)生的知識視野，培養(yǎng)學(xué)生綜合運用多學(xué)科知識解決實際問題的能力，進而提升綜合素養(yǎng)，以適應(yīng)未來社會發(fā)展的多元化需求。

二、高中生物教學(xué)中跨學(xué)科融合教學(xué)的必要性

（一）深化生物知識理解

跨學(xué)科融合教學(xué)為高中生物教學(xué)中深化生物知識理解開辟新途徑，引入其他學(xué)科視角讓學(xué)生從更廣闊視野審視生物概念與原理，借助化學(xué)知識能深入解析生物大分子結(jié)構(gòu)與功能，揭示生命活動化學(xué)本質(zhì)。運用物理學(xué)原理可闡釋生物電現(xiàn)象和生物力學(xué)等復(fù)雜過程，使生物知識更加立體深入，打破傳統(tǒng)學(xué)科間壁壘，促進知識融合與滲透，有助于構(gòu)建更加完整系統(tǒng)的知識體系，激發(fā)學(xué)生的好奇心與探索欲，引導(dǎo)主動思考與深入探究，從而深化對生物知識的理解，提升學(xué)習(xí)效果，為培養(yǎng)具有跨學(xué)科素養(yǎng)的創(chuàng)新人才奠定基礎(chǔ)。

（二）培養(yǎng)綜合素養(yǎng)

高中生物教學(xué)中融人跨學(xué)科融合教學(xué)對培養(yǎng)學(xué)生綜合素養(yǎng)具有重要意義，不再局限于單一學(xué)科知識體系，而能綜合運用多學(xué)科知識分析解決問題，打破學(xué)科壁壘，拓寬知識視野，學(xué)會從不同學(xué)科角度審視生物現(xiàn)象，形成全面深人的理解；鍛煉知識整合能力、問題解決能力以及團隊協(xié)作能力，這些共同構(gòu)成了學(xué)生的綜合素養(yǎng)，當今社會具備綜合素養(yǎng)的人才更能適應(yīng)復(fù)雜多變的環(huán)境，滿足社會發(fā)展的多元化需求，高中生物教學(xué)融入跨學(xué)科融合教學(xué)成為提升學(xué)生綜合素養(yǎng)、培養(yǎng)未來社會所需人才的有效途徑。

（三）激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

高中生物教學(xué)開展跨學(xué)科融合教學(xué)，以新穎獨特的方式呈現(xiàn)生物知識，有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提升其學(xué)習(xí)積極性，打破傳統(tǒng)生物教學(xué)單一模式，將生物知識與物理、化學(xué)、地理等多學(xué)科知識有機結(jié)合。通過多樣化教學(xué)手段和視角轉(zhuǎn)換使生物知識變得更加生動有趣、易于理解，拓寬學(xué)生的知識視野，激發(fā)其好奇心和探索欲，促使其主動參與學(xué)習(xí)過程。生物知識以全新面貌展現(xiàn)時更易使學(xué)生產(chǎn)生學(xué)習(xí)熱情和動力，進而更積極投入生物學(xué)科學(xué)習(xí)，形成良性循環(huán)。

（四）促進知識遷移

高中生物教學(xué)借助跨學(xué)科融合教學(xué)，教師可以有效引導(dǎo)學(xué)生將生物知識與其他學(xué)科知識遷移運用，增強知識靈活性和適應(yīng)性，打破學(xué)科間壁壘，促使學(xué)生在不同學(xué)科領(lǐng)域間建立聯(lián)系，形成更加完整的知識體系。學(xué)會從多角度、多層次理解應(yīng)用生物知識，不再局限于單一學(xué)科框架內(nèi)，通過與其他學(xué)科相互滲透融合，使生物知識變得更加生動、立體、易于被接受掌握，培養(yǎng)知識遷移能力，使所學(xué)知識靈活運用到不同情境解決實際問題?？鐚W(xué)科融合教學(xué)對提升高中生物教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生綜合素養(yǎng)具有重要意義。

（五）提升思維能力

跨學(xué)科融合教學(xué)應(yīng)用于高中生物教學(xué)能全面鍛煉學(xué)生邏輯思維、批判性思維和創(chuàng)新思維，進而培養(yǎng)科學(xué)的思維品質(zhì)。融合教學(xué)環(huán)境中需要運用邏輯推理整合不同學(xué)科知識，形成連貫的知識體系，有效提升邏輯思維能力。面對不同學(xué)科視角碰撞與融合，學(xué)會批判性地分析評價各種觀點，鍛煉批判性思維，鼓勵探索未知領(lǐng)域、提出新穎觀點與解決方案，激發(fā)創(chuàng)新思維，通過持續(xù)思維訓(xùn)練與實踐，科學(xué)思維品質(zhì)得以顯著提升，為未來在科學(xué)研究、技術(shù)創(chuàng)新等領(lǐng)域發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。

三、高中生物教學(xué)中跨學(xué)科融合教學(xué)的實踐探索

（一）融合多學(xué)科視角解讀生物知識

在高中生物教學(xué)領(lǐng)域中，跨學(xué)科融合教學(xué)為解讀生物知識提供了全新視角和深度維度，特別是物理、化學(xué)等學(xué)科視角的引人能夠極大程度上深化對生物概念與原理的理解并強化知識深度層次。以人教版教材《細胞的多樣性和統(tǒng)一性》這一課程為例，便能清晰展現(xiàn)跨學(xué)科融合教學(xué)的獨特魅力與教育價值?；瘜W(xué)角度解讀生物大分子結(jié)構(gòu)作為跨學(xué)科融合教學(xué)在《細胞的多樣性和統(tǒng)一性》課程中的生動實踐案例極具說服力，生物大分子如蛋白質(zhì)、核酸等作為構(gòu)成細胞的基礎(chǔ)物質(zhì)，其結(jié)構(gòu)與功能密切相關(guān)且不可分割。通過化學(xué)知識的巧妙引入，學(xué)習(xí)者能夠更加深人地理解這些生物大分子的化學(xué)組成、化學(xué)鍵合方式以及復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)特點，就像蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)多樣性源于氨基酸的種類、數(shù)目、排列順序以及肽鏈的盤曲、折疊方式形成的空間結(jié)構(gòu)，而這些都與化學(xué)中的有機化學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)等知識緊密相連形成不可分割的整體。借助化學(xué)視角，學(xué)習(xí)者能夠更加清晰地認識到生物大分子結(jié)構(gòu)決定功能這一基本原理，從而深化對細胞多樣性和統(tǒng)一性的本質(zhì)理解?？鐚W(xué)科融合教學(xué)同樣體現(xiàn)在對細胞生命活動規(guī)律的全面闡釋方面，細胞的生命活動過程離不開物質(zhì)與能量的持續(xù)交換這一核心過程，既遵循生物學(xué)的基本規(guī)律又涉及物理學(xué)中的熱力學(xué)定律、化學(xué)中的反應(yīng)動力學(xué)等深層原理，很好地說明這一點的例子是細胞呼吸作用中葡萄糖的氧化分解，既作為一個典型生物化學(xué)過程，又伴隨著能量的轉(zhuǎn)化與守恒，體現(xiàn)出多學(xué)科交叉的特點，通過物理學(xué)和化學(xué)知識的合理引入，學(xué)習(xí)者能夠更加全面地理解細胞生命活動的本質(zhì)內(nèi)涵，并認識到生物現(xiàn)象背后隱藏的物理與化學(xué)規(guī)律的系統(tǒng)性聯(lián)系。跨學(xué)科融合教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)習(xí)者綜合素養(yǎng)與跨學(xué)科思維能力方面展現(xiàn)出明顯優(yōu)勢和不可替代性，在《細胞的多樣性和統(tǒng)一性》課程教學(xué)過程中，學(xué)習(xí)者需要靈活運用生物學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)等多學(xué)科知識體系，從不同視角和層次審視細胞這一生命系統(tǒng)的基本單位及其復(fù)雜功能，這種跨越學(xué)科界限的學(xué)習(xí)方式能夠有效鍛煉邏輯思維、批判性思維和創(chuàng)新思維能力，使面對復(fù)雜生物學(xué)問題時能夠靈活運用多學(xué)科知識視角進行深入分析與系統(tǒng)解決，而不是局限于單一學(xué)科思維框架的限制。

（二）設(shè)計綜合實踐項目提升能力

將跨學(xué)科融合教學(xué)融人高中生物教學(xué)，并設(shè)計涵蓋多學(xué)科知識的綜合實踐項目是提升學(xué)生綜合運用知識解決問題能力的重要途徑，以人教版教材中的《蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者》這一課程為例，通過設(shè)計生物與環(huán)境科學(xué)綜合探究的實踐項目就能有效鍛煉學(xué)生的跨學(xué)科思維與實踐能力。在《蛋白質(zhì)是生命活動的主要承擔者》課程中，蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能、合成與調(diào)控等內(nèi)容是教學(xué)重點，為了深化學(xué)生對這些知識的理解并培養(yǎng)綜合運用知識的能力，可以設(shè)計一個關(guān)于“蛋白質(zhì)在環(huán)境適應(yīng)中的作用”的綜合實踐項目，該項目把生物學(xué)知識與環(huán)境科學(xué)知識結(jié)合起來，引導(dǎo)學(xué)生探究不同環(huán)境下生物體內(nèi)蛋白質(zhì)的變化及適應(yīng)機制。實踐項目中學(xué)生需要了解蛋白質(zhì)的基本結(jié)構(gòu)與功能以及環(huán)境因素如何影響蛋白質(zhì)的合成與表達，這要求運用生物學(xué)知識同時結(jié)合化學(xué)知識理解蛋白質(zhì)的化學(xué)組成與性質(zhì)，還需要學(xué)習(xí)環(huán)境科學(xué)中的相關(guān)知識如不同環(huán)境條件下的生態(tài)特征、生物適應(yīng)策略等以便更好地理解蛋白質(zhì)在環(huán)境適應(yīng)中的作用。項目實施過程中會進行一系列實驗與觀察，比如通過模擬不同環(huán)境條件觀察生物體內(nèi)蛋白質(zhì)的表達變化或者采集不同環(huán)境下的生物樣本分析體內(nèi)蛋白質(zhì)的種類與數(shù)量，這些實驗與觀察活動不僅要求運用生物學(xué)實驗技能，還需要運用化學(xué)分析、數(shù)據(jù)處理等多學(xué)科知識。通過這一綜合實踐項目能夠更深入地理解蛋白質(zhì)在生命活動中的重要作用以及環(huán)境因素如何影響生物體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成與功能，同時學(xué)會如何綜合運用生物學(xué)、化學(xué)、環(huán)境科學(xué)等多學(xué)科知識解決實際問題，這種跨學(xué)科的學(xué)習(xí)方式將有效提升綜合素養(yǎng)，培養(yǎng)創(chuàng)新思維與實踐能力。

（三）創(chuàng)新教學(xué)方式激發(fā)學(xué)習(xí)熱情

在高中生物教學(xué)中開展跨學(xué)科融合教學(xué)、采用新穎教學(xué)手段以激發(fā)學(xué)生興趣、提高學(xué)習(xí)積極性是提升教學(xué)效果的重要途徑，以人教版教材中的《降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶》這一課程為例，結(jié)合信息技術(shù)、藝術(shù)等元素呈現(xiàn)生物知識能夠為學(xué)生帶來全新的學(xué)習(xí)體驗，從而有效激發(fā)學(xué)習(xí)熱情?！督档突瘜W(xué)反應(yīng)活化能的酶》這一課程中酶的作用機制、特性以及影響酶活性的因素等是核心內(nèi)容，為了使學(xué)生更深入地理解這些知識，可以借助信息技術(shù)手段如利用動畫、視頻等多媒體資源直觀展示酶如何降低化學(xué)反應(yīng)的活化能以及酶與底物之間的相互作用過程，這種視覺化的呈現(xiàn)方式能夠幫助學(xué)生突破抽象思維的障礙，更直觀地理解酶的作用原理，從而增強學(xué)習(xí)興趣。結(jié)合藝術(shù)元素如通過繪制酶的結(jié)構(gòu)示意圖、設(shè)計酶促反應(yīng)過程的創(chuàng)意海報等方式將生物知識與藝術(shù)創(chuàng)作相結(jié)合，不僅能夠提升學(xué)生的審美能力和創(chuàng)造力，還能使學(xué)生在欣賞藝術(shù)作品的過程中更加深人地理解生物知識的內(nèi)涵，比如在設(shè)計酶促反應(yīng)過程的創(chuàng)意海報時，學(xué)生需要運用所學(xué)的生物知識結(jié)合藝術(shù)構(gòu)圖和色彩搭配將酶促反應(yīng)的過程以直觀、生動的方式呈現(xiàn)出來，這一過程既鍛煉了學(xué)生的綜合運用能力，又激發(fā)了學(xué)習(xí)生物知識的熱情。除了信息技術(shù)和藝術(shù)元素，還可以嘗試將其他學(xué)科的知識或方法融人生物教學(xué)中，在探究影響酶活性的因素時可以引入數(shù)學(xué)中的控制變量法，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗方案，通過對比不同條件下的實驗結(jié)果深入理解酶活性的影響因素，這種跨學(xué)科的教學(xué)方式能夠幫助學(xué)生建立不同學(xué)科之間的聯(lián)系，培養(yǎng)綜合運用多學(xué)科知識解決問題的能力。在高中生物教學(xué)中開展跨學(xué)科融合教學(xué)、采用新穎教學(xué)手段呈現(xiàn)生物知識是激發(fā)學(xué)生興趣、提高學(xué)習(xí)積極性的有效方法。

（四）構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)促進遷移應(yīng)用

在高中生物教學(xué)領(lǐng)域中，通過跨學(xué)科融合教學(xué)方式引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建生物與其他學(xué)科知識網(wǎng)絡(luò)實際上是促進知識遷移和增強知識靈活性與適應(yīng)性的極為有效的路徑。而以人教版教材《細胞呼吸的原理和應(yīng)用》課程為具體案例來看，跨學(xué)科融合教學(xué)能夠有效幫助學(xué)生將生物知識和化學(xué)、物理、地理等多學(xué)科知識進行有機結(jié)合，從而形成更為完整系統(tǒng)的知識體系和認知結(jié)構(gòu)?！都毎粑脑砗蛻?yīng)用》課程包含細胞呼吸的過程、類型、意義及影響因素等核心內(nèi)容，深化學(xué)生對這些知識點理解并促進知識遷移的過程中可通過教學(xué)活動引導(dǎo)學(xué)生把生物呼吸作用與化學(xué)領(lǐng)域中的氧化還原反應(yīng)以及物理學(xué)科中的能量轉(zhuǎn)化等基礎(chǔ)概念建立聯(lián)系，比如細胞呼吸過程中葡萄糖氧化分解這一現(xiàn)象不僅是一個復(fù)雜的生物化學(xué)過程，同時也涉及化學(xué)學(xué)科中氧化還原反應(yīng)基本原理，甚至伴隨著能量轉(zhuǎn)化與守恒現(xiàn)象，而這又與物理學(xué)科產(chǎn)生了密切聯(lián)系，借助這種跨學(xué)科聯(lián)系方式，學(xué)生能夠更加全面深入地理解細胞呼吸的本質(zhì)、內(nèi)涵和生物學(xué)意義。教學(xué)實踐中將生物進化理論與地理學(xué)科專業(yè)知識加以結(jié)合，也是拓寬學(xué)生知識視野的有效手段，特別是在講解細胞呼吸進化歷程環(huán)節(jié)，可適當引入地理學(xué)科中環(huán)境變遷相關(guān)知識點，并分析不同環(huán)境條件影響下生物呼吸作用的適應(yīng)變化與演變規(guī)律，這種跨學(xué)科融合方式不但有助于學(xué)生全面理解生物進化內(nèi)在機制，還能促使學(xué)生認識到生物與環(huán)境之間的復(fù)雜關(guān)系，從而進一步增強知識應(yīng)用的靈活性與適應(yīng)性。為構(gòu)建更加穩(wěn)固的知識網(wǎng)絡(luò)體系，課堂教學(xué)設(shè)計可增加一系列跨學(xué)科綜合實踐活動內(nèi)容，如組織開展不同環(huán)境條件下生物呼吸作用特點的專題研究項目，讓學(xué)生綜合運用生物、化學(xué)、物理、地理等多學(xué)科知識進行系統(tǒng)分析與深人探討，通過這類實踐性活動開展不僅能夠提高學(xué)生對細胞呼吸基本原理的理解和掌握程度，還能有效鍛煉學(xué)生綜合運用多學(xué)科知識解決實際問題的能力水平與科學(xué)素養(yǎng)，使學(xué)生在真實情境中感受到知識之間的內(nèi)在聯(lián)系，并形成更為科學(xué)完整的知識體系與思維方式。

（五）開展思維訓(xùn)練培養(yǎng)科學(xué)品質(zhì)

在高中生物教學(xué)中應(yīng)用跨學(xué)科融合教學(xué)設(shè)計思維訓(xùn)練活動，可以培養(yǎng)科學(xué)品質(zhì)，這是提升學(xué)生思維能力的重要途徑。以人教版教材中的《光合作用與能量轉(zhuǎn)化》這一課程為例，結(jié)合數(shù)學(xué)邏輯、哲學(xué)批判等思維方法能夠有效鍛煉學(xué)生的邏輯思維、批判性思維和創(chuàng)新思維，進而培養(yǎng)科學(xué)思維品質(zhì)。在《光合作用與能量轉(zhuǎn)化》課程中，光合作用的原理、過程以及能量轉(zhuǎn)化機制等構(gòu)成了核心內(nèi)容，為了深化學(xué)生對這些知識的理解并鍛煉思維能力，教師可設(shè)計一系列跨學(xué)科思維訓(xùn)練活動，比如引人數(shù)學(xué)邏輯方法，引導(dǎo)學(xué)生分析光合作用中光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的具體過程，通過構(gòu)建數(shù)學(xué)模型或進行數(shù)據(jù)分析，讓學(xué)生更加直觀地理解能量轉(zhuǎn)化的效率和影響因素，這種數(shù)學(xué)邏輯的訓(xùn)練能幫助學(xué)生形成嚴謹?shù)目茖W(xué)思維，提高分析問題和解決問題的能力。教師還可以結(jié)合哲學(xué)批判思維引導(dǎo)學(xué)生對光合作用的相關(guān)理論和實驗結(jié)果進行深入探討，比如組織學(xué)生討論光合作用中光能吸收、傳遞和轉(zhuǎn)化的機制是否存在其他可能性，或者對現(xiàn)有實驗結(jié)果的解釋是否唯一。通過這種哲學(xué)批判的訓(xùn)練，學(xué)生能夠?qū)W會從不同角度審視問題，提出疑問和假設(shè)，從而培養(yǎng)批判性思維和創(chuàng)新能力。為加強學(xué)生的思維訓(xùn)練效果，教師還可以設(shè)計一些綜合性思維訓(xùn)練活動，例如結(jié)合生物、化學(xué)、物理等多學(xué)科知識引導(dǎo)學(xué)生探究光合作用與生態(tài)環(huán)境、能源利用等方面的關(guān)系，通過這種跨學(xué)科探究，學(xué)生不僅能綜合運用多學(xué)科知識解決問題，還能在探究過程中鍛煉邏輯思維和創(chuàng)新能力。在思維訓(xùn)練活動中教師應(yīng)注重引導(dǎo)學(xué)生形成科學(xué)的思維方法和習(xí)慣，鼓勵學(xué)生提出假設(shè)、設(shè)計實驗、分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論，并培養(yǎng)勇于探索、敢于質(zhì)疑的科學(xué)精神，及時給予學(xué)生反饋和評價，幫助學(xué)生認識到自身思維的特點和不足，進而有針對性地改進和提高。

四、結(jié)論

跨學(xué)科融合教學(xué)在高中生物教學(xué)中的實踐與探索展現(xiàn)了深化知識理解、培養(yǎng)綜合素養(yǎng)、激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、促進知識遷移及提升思維能力的顯著成效。通過融合多學(xué)科視角解讀生物知識、設(shè)計綜合實踐項目、創(chuàng)新教學(xué)方式、構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)及開展思維訓(xùn)練等策略有效推動了高中生物教學(xué)的創(chuàng)新與發(fā)展。為進一步發(fā)揮跨學(xué)科融合教學(xué)的優(yōu)勢，教學(xué)實踐中持續(xù)探索跨學(xué)科融合的有效途徑并加強與其他學(xué)科教師的合作與交流來共同設(shè)計跨學(xué)科教學(xué)方案變得必不可少，注重培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科思維習(xí)慣并鼓勵學(xué)生主動探索生物知識與其他學(xué)科知識的聯(lián)系能有效提升綜合運用知識的能力。

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