初中生物教學中跨學科知識的整合應用

沈慧艷　曹芳　程雪梅

[摘 要]初中以分科教學為主，學生較難從多學科視角理解生物知識，造成了某些生物知識停留在背和記的水平而無法理解和運用。文章旨在通過整合語文、數學、物理、地理等學科知識，促進學生在理解和掌握生物知識的同時，提升生物學學科核心素養。

[關鍵詞]初中生物;跨學科知識;整合應用

[中圖分類號]? ? G633.91? ? ? ? [文獻標識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2021）08-0084-02

21世紀，人類已進入生物科學和生物技術的新時代，生物科學隨著與物理學、數學以及其他學科之間不斷交叉、滲透和融合，已經日益呈現出主導學科的地位[1]。作為生物教師，應能夠以生物學科為載體，適度進行跨學科教學，促進學生從多學科角度學習和理解生物知識。但具體如何做到跨學科知識的整合仍然是比較難解決的問題。一是教師本身是分科教學模式下培養的，自身水平有限;二是可供參考的跨學科教學的案例較少，難以指導教師進行實際教學。因此，本文擬通過一些教學案例，為初中生物教師教學中實施跨學科知識整合應用提供借鑒與參考。

一、與語文知識相整合，提高學生的語言表達能力

生物雖然屬于理科，但也需要運用語言或寫作表達。例如，在初中生物實驗探究后更多地需要學生進行討論與交流，最后得出結論。學生需要運用生物學語言準確表達自己的實驗結果，讓他人理解并與之進行進一步的探討，這樣才能使得后續的實驗探究以及交流變得更有意義。這涉及學生的語言表達能力，而該能力也正是語文學科著重培養的能力之一。科技論文的比賽近幾年層出不窮，其實質就是為了培養學生的科學素養。對此，一些初中學校與時俱進，要求學生嘗試寫科技論文，但培養初中生的科技論文寫作能力并非是一個學科所能達成的，需要學科間的交融。而從學生熟悉的語文作文寫作開始入手值得嘗試。

例如，在教學《生物圈中的綠色植物》和《動物的運動和行為》時，除了可將教材中“借植物抒情”和“借動物言志”模塊直接和語文學科進行整合外，還可通過寫作與語文學科進行整合，以培養學生的語言表達能力。又如，學習綠色植物后，可讓學生以《猜猜我是誰》為題目，選擇一種自己喜愛的植物進行寫作，內容包括植物的所屬種類、主要特征、生活環境和作用等。收集和展示典型的美文，讓學生通過“猜一猜”“評一評”等活動，深刻認識“生物圈中的綠色植物”。有關《動物的運動和行為》的學習也可讓學生以《我的愛寵》為題目，介紹自己喜歡的動物，內容包括動物的種類、主要特征、運動方式等。通過這樣的寫作，不僅能讓學生學以致用，還能提高他們的文學素養和語言表達能力，為科技論文的寫作打好基礎。

二、與數學知識相整合，發展學生的科學思維和科學探究能力

數學是鍛煉和提高學生邏輯思維能力的學科之一，特別是在數量關系上，能較直觀清晰地表達事物的問題。學生學習生物較數學遲，將一些生物問題轉化為數學問題，有利于學生理解事物的現象、原理等知識。

例如，在學完“植物的器官”后，學生知道根可以吸水、葉可以通過蒸騰作用失水以及莖具備支持作用，但對根和葉如何通過莖進行運輸水分的過程認識并不充分。對此，教師可利用芹菜的莖做實驗材料，和學生一起測量芹菜莖的吸水速度。把芹菜莖放入裝有適量水的燒杯中，再滴加少量的紅墨水，過一段時間后觀察實驗現象并記錄實驗數據，利用單位時間t（min）內紅墨水下降的高度h（cm）來計算芹菜莖的吸水速度（v=h/t）。在實驗的過程中，教師可提問學生：“影響芹菜莖吸水速度的因素有哪些？如何設計實驗證明？”實驗裝置簡單、操作簡便，方便學生在課后重復實驗。

又如，教學《病毒》一章后，大部分學生對于病毒的大小仍然只停留在一個數值上，難以想象病毒到底有多小。對此，教師可提出“如何測量注射器針頭上能容納多少病毒”的問題，并提示學生運用數學中的放大比例和周長替換的方法，設計實驗進行測量。即提示學生把針頭（大圓）的直徑放大數倍再算其面積，把病毒所占面積近似看成圓形（小圓），直徑放大相應的倍數。這樣，生物問題就簡化成“求大圓內有多少個小圓”的數學問題，即病毒數目可用大圓面積除以小圓面積來計算。通過這樣的測量，使得學生對病毒的大小有了更好的感性認識，很好地發展了學生的科學思維和科學探究能力。

三、與物理知識相整合，讓學生深刻理解概念本質

物理學的研究進展相比生物學快和透，前者有利于推動后者的發展。因此，借助物理學科知識能讓學生深刻理解生物學概念的本質。

例如，講授“綠葉在光下制造有機物”時，教師一般會提問“為什么綠葉能夠制造有機物或綠葉中的什么結構使它能夠制造有機物”等相關問題，引發學生思考，進而導入葉綠體的學習。學生通過閱讀課本很容易知道綠葉含有葉綠體——生產有機物的“車間”。但也常常陷入“葉子呈現綠色的本質是因為葉綠素是綠色的緣故”的誤區。事實上，這樣的理解并不全面。葉綠素能吸收可見光中的大部分藍光和紅光，而綠光則被反射出去，所以我們常看到一些植物的葉子呈現綠色。在講授這部分內容時，教師可先引入物理中“可見光”的概念，闡明它是可以被物體反射和吸收的、物體呈現的顏色與它們吸收和反射的可見光有關，再結合相關生物學概念進行講解，這樣學生就會深刻理解了。

又如，“聽覺”這部分內容，教材的“試一試”欄目提出了“為什么平時聽自己說話的聲音和聽自己的錄音不一樣”的問題。這涉及了聲音的產生和傳播。教師可先介紹聲音是具有能量的，聲音是由物體振動而產生的，聲音傳播需要介質且在不同的介質中傳播的速度不一樣;再講我們平時聽見自己的聲音，一部分是通過空氣傳到我們的耳朵，另一部分是通過頭骨傳播，這兩種方式都會引起耳的結構振動，從而傳遞聲音。而我們聽到的錄音是通過空氣傳播的。聲音在空氣和頭骨傳播時，會損耗不同的能量而引起音質的變化，因此我們聽自己說話的聲音和聽錄音中的聲音不同。通過與物理知識的整合教學，既能讓學生深刻理解概念本質，又能培養學生的科學思維。

四、與地理知識相整合，培養學生的社會責任感

生物學主要研究生命或者說生物的結構與功能、發生和發展規律等，而這些恰恰與地理學科研究的地理空間環境是密不可分的。一般地，從生物的種類、數量等可以推測環境的樣貌，從環境的樣貌也可以推測生物的種類等。因此，生物學與地理學相交融，有利于探究生物學現象的本質。而將生物知識與地理學科知識相整合，還有利于培養學生的社會責任感。

例如，《生物進化的原因》一課與地理學科密切相關，因為生物的進化與地理位置和季節氣候息息相關。如某海島上因常年刮大風，許多昆蟲無翅或殘翅，與陸地上的昆蟲差異較大。夏天，樹木繁茂，雷鳥的毛色以褐色為主，中間由白色點綴;冬天，樹木干枯，白雪覆蓋，雷鳥的毛色與地面顏色融為一體，也變成了白色。這與它躲避天敵、保護自身的生物學特點相關。還有《綠色植物與生物圈的水循環》與地理學科也有關聯，如森林的蒸騰作用能增加降水，而降雨量過多時，植物的根可以吸收部分雨水，莖葉也可以承接部分雨水以避免洪災的發生。通過學習水循環的內容，讓學生理解森林具有保護水土的功能，領悟“一片森林就相當于一座綠水庫”，從而形成保護森林的責任意識，培養社會責任感。

五、與其他知識相整合，培養學生的綜合素養

生物與歷史知識相結合，讓學生了解科學史，培養學生的合作、探索精神。如在生物課堂上，教師可結合課本“科學家的故事”欄目或提供課外閱讀資料與學生一同了解科學家如何發現問題并解決問題的艱辛探索過程，以培養學生的探索精神。

生物與政治知識相結合，可增加學生的法律知識和培養學生的社會責任感。例如，教學《愛護植被，綠化祖國》和《保護生物的多樣性》時，教師可與學生一起了解相應的法律條例，如《中華人民共和國草原法》《中國自然保護綱要》等，增加學生的法律知識，讓學生學會從身邊小事做起以保護好大自然。

生物與化學知識相結合，既能幫助學生深入理解實驗原理，又能培養學生的生命觀念。如檢驗呼吸作用產生二氧化碳時，教師可解釋二氧化碳使澄清石灰水變渾濁的原理：產生了碳酸鈣沉淀。又如，檢驗光合作用產生氧氣時，可利用氧氣的化學性質——助燃性，即氧氣能使帶火星的木條復燃。另外，“呼吸作用”“光合作用”“消化和吸收”等知識涉及物質與能量的轉化。通過這些內容的學習，能讓學生具有初步的物質與能量觀，為學生進入高中深度學習物質與能量奠定基礎。由于學生初三才開始接觸化學，所以與化學學科結合時，須注意學生的認知發展水平。

綜上，從多學科角度學習生物知識，有利于學生深刻理解生物知識，發展生物學學科核心素養。教師在進行跨學科教學時要注意適量適度，循序漸進，把握主次。另外，跨學科教學對教師要求較高，教師要想有所突破，必須不斷學習與探究，以提升自己各方面的素養。無論生物與哪個學科的知識相整合，最終都要回歸到生物學科教學的本質，即不僅要跨出去，更要收得回[2]。

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[1]? 中華人民共和國教育部.義務教育生物學課程標準（ 2011年版）[S].北京： 北京師范大學出版社，2012.

[2]? 林灶華.新時期跨學科知識遷移在高中語文教學中的應用：應用以史為鑒的方法解讀文言文[J].中學教學參考，2018（13）：26-27.

（責任編輯 黃春香）