初中生物跨學科知識滲透教學的實踐

陳正茂

【摘 要】初中七年級生物“光合作用”這一節涉及學生八、九年級才會學習的部分化學、物理知識點，這些知識點對理解本節內容有一定幫助，所以必須提前向學生進行相關知識的普及。本文主要探討如何通過跨學科教研明確各知識點的教法。

【關鍵詞】光合作用;化學;物理;跨學科教研與教學

【中圖分類號】G633.91;G633.7;G633.8? 【文獻標識碼】A? 【文章編號】1671-8437（2021）16-0022-03

生物學是一門綜合性較強的學科，與化學、物理、地理等學科在思想方法、基本原理、研究內容上都有密切聯系，尤其與化學、物理聯系最為緊密。如在北師大版七年級上冊第五章第一節“光合作用”一課中就摻雜許多物理、化學知識。目前初中的課程設置是七年級開設生物課程，八年級開設物理課程，九年級開設化學課程，因此生物教師需要進行跨學科教研，在教學中做好相關知識的滲透，讓七年級學生能在生物學習中理解實驗的原理、目的，進而理解光合作用這一重要生物學概念，同時也為今后物理和化學的學習奠定一定基礎。

1? ?明確物理、化學的跨學科知識點

筆者將這節課所涉及的物理、化學知識點整理如下（如圖1）。

2? ?查閱課標，開展跨學科教研

在教學中，為合理地滲透這些化學和物理學知識，筆者首先查閱了初中化學和物理課程標準。

《義務教育化學課程標準（2011年版）》明確了學生需要了解空氣的主要成分;探究氧氣和二氧化碳的性質;辯論空氣中的二氧化碳會越來越多嗎，氧氣會耗盡嗎[1]。這些內容都與本節的實驗探究內容及光合作用的意義息息相關。同時要求學生掌握有機物和無機物的區別，也與本節中光合作用的實質緊密聯系。

《義務教育物理課程標準（2011年版）》明確提出要求學生通過實驗了解白光的組成和不同色光混合的現象[2]，與實驗“研究不同光譜成分與植物生活的影響”中制造不同光譜成分有關。

可見，學生還沒有系統學習過“光合作用”這節課所涉及的化學、物理知識，需要教師在課堂上補充，為了減少知識性錯誤，也為了讓學生更容易理解，筆者與所在學校的部分物理、化學教師共同教研，研究如何講解這些知識點。

3? ?進行跨學科知識滲透教學

3.1? 有關化學交叉知識點的跨學科教學

經過多次教研，筆者明確可以直接將一部分化學交叉知識點的相關概念告訴學生，但有些知識點則必須有更多的滲透。

3.1.1? 空氣成分的發現史

在講解光合作用發現史時，普利斯特利的實驗說明綠色植物能釋放凈化空氣的氣體，而這種氣體是什么，當時并不知道，后來，化學家了解了空氣的組成成分，才明確這種氣體是氧氣。在這里，筆者穿插了一段空氣成分發現史的講解（如表1）。

空氣成分發現史 普利斯特利除了通過實驗幫助生物學家進一步了解柳樹的生長之謎，還和另一位化學家舍勒各自獨立發現并制得了氧氣，但是他們都受陳舊的燃素學說（物質之所以會燃燒，是因為物質中有燃素的存在）的影響，并沒有意識到自己發現了氧氣。1775年，法國科學家拉瓦錫用定量實驗測定了空氣的組成，將占空氣五分之一的能助燃和維持生命的氣體命名為氧氣，另外五分之四的空氣稱為氮氣，后來又有科學家陸續發現空氣中含有其他的稀有氣體和二氧化碳等。 聽講，思考 讓學生明確，無論是空氣成分的發現還是柳樹生長之謎的解開，都是一代又一代科學家通過不斷實驗才得到的。

各學科的發展是相互交叉和影響的，每一次科學的飛躍都離不開各個學科的共同進步，因此要在學習中盡量不偏科，不能只把目光放在某一個關注點上，還要學會和同學團結合作。

3.1.2? 相似相溶原理

在“驗證綠葉在光下合成淀粉”的實驗中，需要將綠葉中的葉綠素溶解在酒精，但學生對酒精脫色這一現象難以理解，為了讓學生明白化學中“相似相溶”的原理，筆者設計了如下教學過程：

師：這有兩個小燒杯，里面分別裝有食用油和清水。如果我將食用油倒一部分在水中會發生什么現象？

生：分層現象，不相溶現象。

教師做實驗，驗證學生的猜測。

教師進一步提問：中午學校食堂煮的素菜湯，湯是什么顏色？菜是什么顏色？

生：湯有一點綠色，菜是綠色。

師：菜葉中的葉綠素加熱后能不能完全溶解在水中？如果要檢測菜葉中的淀粉，能不能直接觀察菜葉的顏色變化？

生：不能。

師：現在將酒精加熱后，酒精是什么顏色？綠葉的顏色呢？

生：綠色，黃白色。

師：這就是化學中要學習的“相似相溶”原理：無機物易溶解在無機溶液中，不易溶于有機溶劑;有機物易溶解在有機溶液中，不易溶于無機溶劑。葉綠素是一種有機物，不易溶于水，但可以溶解在酒精中，加熱過程中葉綠素完全溶解在酒精中，葉片由綠色變為黃白色，從而更有利于加碘后進一步觀察葉片顏色的變化。

3.1.3? 有機物和無機物的區別

在整個初中生物學的課程中，學生都會遇到無機物和有機物的區別這一問題，因此學生初次接觸時教師就要向其講解。本節課可以幫助學生理解光合作用的能量轉換和物質轉化（如表2）。

第一次給學生呈現時，學生可能無法理解，但在課堂中結合不同的內容多次講解，學生一定能理解有機物和無機物的內涵和區別。

3.1.4? 其他交叉知識點

實驗過程中需要用到的淀粉遇碘變藍、碳酸氫鈉攪拌在水中有利于增加水中CO2的含量、氫氧化鉀溶液可以吸收空氣中的二氧化碳等知識點，只需給學生講明這是一種化學反應，幫助學生理解這樣設置實驗步驟的目的即可，不需進一步講解其原理，以免加重學生理解的負擔，偏離了教學目標。

3.2? 有關物理學交叉知識點的跨學科教學

在活動“研究不同光譜成分對植物生活的影響”中，學生在以往的生活經驗和課外閱讀中知道利用三棱鏡能夠將太陽光分成紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種色譜，但是不能理解為什么可以用通透性好的彩色紙來制作不同的光譜，于是筆者設計了“物體的顏色由什么決定”的教學活動（如表3）。

學生通過實物對照觀察后，對物質的顏色有了更深入的理解，在理解光譜成分之后也更有興趣去設計并實施實驗。

總之，“光合作用”這一節需要通過光合作用發展史的講解和大量的探究實驗，幫助學生形成“綠色植物能利用太陽能，把二氧化碳和水合成貯存了能量的有機物，同時釋放氧氣”這一重要概念，所以在教學中遇到交叉學科知識點時不能一筆帶過，也不能過多地為學生拓展，而是需要根據教學實際加以補充。如空氣成分發現史與光合作用發現史有一定重合，所以筆者進行了拓展;無機物和有機物的轉化是本節課的一個難點，也是初中生物的一個難點，因此也應在教學中加以補充;而相似相溶及光譜成分的原理是學生學習時必須要明確的，所以筆者利用生活中的例子和教室中的道具給學生講解。對其他不影響學生理解的知識點，則只需點到為止。

在教學中總會遇到一些與其他學科交叉的知識點，很多教師都沒有進一步挖掘其中的教學意義。在不斷嘗試中，筆者發現，在生物課堂引入其他學科的知識，會提高學生的學習興趣，讓學生更好地理解本課內容，理解各學科之間相互關聯，幫助學生將所學的知識、方法融會貫通，有利于培養學生的綜合探究能力。要成為一名優秀的生物教師，除了需要具備扎實的生物學知識，還需要具備跨學科知識以及將知識交叉滲透的教學能力[3]。

【參考文獻】

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

[2]中華人民共和國教育部.義務教育物理課程標準（2011年版）[M].北京：北京師范大學出版社，2012.

[3]陳超琪.高中生物與化學的交叉滲透教學研究[D].長沙：湖南師范大學，2016.