中學生物學與化學學科交叉教學
——關于“組成”與“構成”在生物學中運用的思考

王 丹 唐元宵 吳立清 王占軍 徐忠東*

（1.合肥師范學院生命科學學院 安徽合肥 230601）

（2.安徽宿州二中 安徽宿州 234000）

“組成”與“構成”兩詞在生物學教學中使用較為混亂，中學生物學教師常無意識地將這兩個詞模糊化或劃等號。學生在高中生物學接觸這兩個詞語時，已有初中化學學科學習的基礎，教師可從知識運用的科學性、學生已有認知水平及學科交叉知識的遷移銜接出發，引導學生關注兩詞的用法。

1 “組成”與“構成”在化學學科中用法的簡單辨析

學生通過初中化學的學習，已經對這兩個詞語用法有一定辨析水平。例如，化學人教版九年級上冊第三單元“物質構成的奧秘”、第四單元“自然界的水”，都涉及了兩詞用法的學習。在化學學科中運用“組成”與“構成”兩詞，教師需注意：

①需分清詞語的宏觀與微觀層次。描述物質的組成，應用單質、化合物、元素等宏觀概念，如“水是由氫元素與氧元素組成的”。描述物質的構成，應用分子、原子、離子等微粒微觀概念，如水是由水分子構成的、水分子是由氫原子和氧原子構成的。

②描述物質的組成，宏觀概念的使用只涉及種類，不講個數，如水中含有氫和氧兩種元素。描述物質的構成，微觀概念（微粒）的使用涉及種類與個數，如“每個水分子是由2個氫原子和1個氧原子構成的”。

2 “組成”與“構成”在生物學中相關運用

在生物學上運用“組成”與“構成”兩詞，教師可以從學生已有的化學學科知識水平出發，并結合生物學學科自身特點進行遷移。

首先，教師引導學生開展知識的同化遷移。“組成”通常從宏觀角度考慮，在化學中元素、單質、化合物是宏觀概念，如化合物“水”是宏觀概念，同樣化合物“蛋白質、糖類、核酸、脂質”也應是宏觀概念。“構成”通常從微觀角度考慮，如“水分子”是微觀概念，同樣“蛋白質分子、糖類分子、核酸分子、脂質分子”也應是微觀概念。因此，在表述細胞中的分子或者構成細胞的分子，就不應該表述為“組成細胞的分子”。在表述水是組成細胞的重要成分或者水分子是構成細胞的重要成分，就不應該表述為“水是構成細胞的重要成分”。在表述糖類是由C、H、O三種元素組成的或糖類分子是由C、H、O三種原子構成的，就不應該表述為“糖類分子是由C、H、O三種元素構成的”。在表述細胞是由多種元素和化合物組成的，就不應該表述為“細胞是由多種元素和化合物構成的”。在表述組成細胞的化合物中，多糖、蛋白質、核酸都是生物大分子，就不應該表述為“構成細胞的化合物中，多糖、蛋白質、核酸都是生物大分子”。依據此定義，化合物屬于宏觀概念，那么“生物大分子”也應屬于宏觀概念。以上的諸多表述就把微觀概念與宏觀概念混淆了，把“組成”與“構成”混用了。

其次，教師結合學科特點，促進學生進行知識的順應遷移。生物學中“組成”的運用，通常是從宏觀角度考慮物質組成的成分，如“細胞膜的主要組成成分包含磷脂和蛋白質”。“構成”的運用既考慮成分，又考慮空間構型，常用于描述物質的細微結構。因此，在涉及結構相關時，應該用“構成”進行表述更為恰當。例如，涉及“生命系統結構層次、細胞膜的結構、生態系統結構”可分別表述為“細胞是構成組織的組分”“磷脂雙分子層構成細胞膜的基本支架”“地球上全部生物極其非生物環境的總和構成地球上最大的生態系統——生物圈”。

再次，根據生物學科本身的特點，生物學中“組成”的運用，通常涉及生物學中的指代較明確，較為具體的概念，如“胚是新植物的幼體，由胚芽、胚軸、胚根和子葉組成”。“構成”的運用通常涉及生物學中的指代范圍較廣，較為抽象的概念，如“由不同的組織按照一定的次序結合在一起構成的行使一定功能的結構，叫做器官”。

3 學科交叉教學的重要性與教學的挑戰

科學知識應用于生活中解決真實的問題常常包含了多學科交叉，幫助學生把多學科知識聯系起來，是為學生未來的工作與生活做更充足準備的需要。生命科學與化學同屬于自然科學范疇。生命是物質的，生物體是結構與功能相適應的統一整體，生命活動的進行離不開代謝過程。生物學的學習必然涉及到物質的組成與構成、生命體內的化學反應。可見，生物學的學習必然以化學學科知識為基礎，很多生命現象的解釋離不開化學學科知識。例如，“構成細胞的分子”必然涉及物質的組成與構成、細胞器結構與功能的學習；“細胞的能量供應與利用”必然涉及細胞內的化學反應即細胞代謝的學習。但是生命體不是簡單的物質堆積，它由物質構成，卻表現出了生命的特征，使生物學與化學，既有交叉又有各自研究的領域。

化學學科與生物學聯系非常緊密，生物學教師掌握與本學科相關的化學知識是極其必要的。教師在生物學課堂中適時、恰當地用好學生已有的化學學科基礎，不僅有利于學生對生物學學科知識的理解，還能激發學生對化學等其他學科學習的興趣。例如，在“自由擴散和協助擴散”教學時，教師可以演示化學中擴散現象的實驗，使學生能從已知的化學擴散現象中，形象地認識到自由擴散與協助擴散的方向。此外，在本節課中，教師還可借助化學相似相溶的原理，促進學生理解脂溶性物質能夠通過自由擴散的方式進出細胞。在學習酶的相關內容時，教師以化學反應中無機催化劑的作用和條件為知識基礎進行遷移，學生較容易理解酶作用的條件：酶也有類似于無機催化劑降低化學反應活化能的作用，只是降低活化能的作用程度不同，催化效率不同。有些化學反應中有利于化學反應進行的高溫高壓的條件，并不適合酶發揮作用，因人體需要維持穩態。在學科交叉滲透的教學中，學生能夠認識到學科知識具有貫通性，從而意識到知識面廣的重要性，為繼續接受教育及未來更好生活打下更寬廣堅實的基礎。

大部分中學學科教師只對本學科課程有較為深入的學習，交叉學科知識的欠缺，必然給學科交叉教學帶來挑戰性。把跨學科知識作為生物學學科教學的工具，教師需要具備必要的跨學科知識，才能在教學必要時整合運用好交叉學科知識。因此，在教師專業培養與職業發展培訓中應該對學科交叉知識及運用技能的培養給予一定重視，與此相符合的是，高校也在不斷探求好的學科交叉機制與教育方式。例如，近幾年在高校中推進的學科交叉融合實踐。此外，教師自身應該有意識地學習本學科相關交叉學科知識并掌握相關技能，在教學中要多與化學、物理等學科教師溝通，了解學生其他學科的進度與知識基礎，找到知識的交叉聯系點，為教學需要與學生素養的發展做更好的準備。