初中生物與化學跨學科知識整合與教學策略研究

梁秀云

摘要：生物和化學學同屬自然科學。基于跨專業教學思想，中學生物學與化學之間有許多相通之處。在新課改的大環境下，如何把中學生物學和化學的交叉學科結合起來，以有效地促進中學生物學和化學的教育。通過對初中生物學和化學交叉學科的交叉知識集成和教育戰略的研究，期望能夠建立起更為科學的綜合概念模式。

關鍵詞：初中生物;初中化學;跨學科;知識整合

一、初中生物與化學跨學科知識整合的內涵及意義

（一）跨學科知識整合的界定

關于交叉領域的知識集成，學者們有各自的定義。劉仲林教授指出，從宏觀角度來看，要突破傳統的學術隔閡，要有兩個或多個不同的研究項目，即跨領域。林俊民學者指出，學科乃多門課程的根本，而多門課程則能跨越各門課程的關系。從以上兩人的觀點來看，交叉領域的知識可以歸納為：在同一領域內，把以前不相關的領域結合起來，使其相互滲透，相互補充、說明和促進。多學科的融合能夠使學生的學習水平得到明顯的提升，從而使他們的綜合素質得到全面的發展。

（二）初中生物與化學跨學科知識整合的意義

根據研究結果，部分老師并不覺得需要將跨專業知識進行融合，因為交叉與獨立的課程目標相同，都是為了讓學生更好地理解和掌握，而目前還沒有太多關于跨專業知識的考試試題。雖然這次的考試是一門多門的綜合考試，但考試的內容和題型都是關于科目的，考驗的是對知識點的靈活應用，這些題的難度都比較低，而且每一道題后面都會有幾個問題。這也是為什么有些老師覺得不需要進行交叉知識集成的重要因素。

本文從“分子到細胞”的角度進行了個案研究。在中學生物學中，把構成細胞的分子分為無機物和有機物，而碳原子是構成大分子的主要結構，它能促進大分子的多樣化和穩定。這種碳鏈的各個部分都有可能出現斷裂，而這種斷裂是機體內部的一種化學作用，它能夠將各種生物的各種生命行為轉化為能源。在化學層次上進行分子的解析，可以加深同學們對“分子”的認識，增強他們的思考深度，進而提升他們運用化學的方法來解決問題。而結合“分子”這一知識，可以使學生更好地理解生活的實質，從而增強他們的綜合運用知識的能力。

二、初中生物與化學跨學科知識整合教學策略分析

（一）“能量轉換”跨學科知識整合

“能量轉換”是一個多領域的交叉知識整合，立足于生物和化學分析，包括能源轉化。其具體體現為：化學反應中的吸收和釋放熱量。對于生物和化學的“能量轉換”，可以通過如下方法進行交叉知識的融合：“機體在移動時需要消耗葡萄糖，而光合作用則是把光轉變成化學能。生物的代謝活動是由物質的合成和物質的降解等能量轉換所決定的。

（二）“氧化與呼吸”跨學科知識整合

“氧化與呼吸”是一門綜合性的內容，它立足于生物和化學分析，同時也包括了氧化法和呼吸法。它的特點是在化學上是“燃燒”，而在生物上則是“呼吸作用”。根據這種方法，可以將不同的交叉領域的“氧化與呼吸”結合起來。在生物學中，動物的呼吸可以吸入氧氣排放出CO2，在化學中，燃燒是消耗氧的一種方式。

（三）“物質的組成”跨學科知識整合

“物質的組成”是一門跨領域的知識整合，立足于生物和化學分析，包括材料構成。特別是在化學上，人們的活動與氧、氮、氦、氫等物質有著緊密的聯系。生物方面，氧、氮、氦、氫、硫、磷是構成生物活性的重要成分。根據這種方法，生物和化學老師可以把“物質的組成”交叉領域的知識結合起來。其中包括：人體必需元素，酸雨形成，微量元素對人體的影響。

（四）“水的性質”跨學科知識整合

“水的性質”多領域的綜合研究立足于生物化學分析與水資源屬性有關的研究。特別是在化學上，同樣的高溫下，與其它的液態相比，水會產生更多的熱。相反，當同樣的氣溫下降時，與其它的液態相比，水分釋放的熱要大得多。所以，即使外部條件發生變化，水中的內部仍然是比較平穩的。在生物體中，水分是機體中最主要的成分，它能抵御氣溫的改變，而在液態的環境中，也是細胞生存的必要條件。生物和化學老師可以結合“水的性質”的交叉知識。利用上述的教學方法，構建中學生物學和化學的關系。

（五）“擴散”跨學科知識整合

“擴散”是一門多門的交叉知識整合，立足于生物和化學分析都與傳播有關的內容。特別是在高濃度和低濃度的化學問題上。在生物上，是細胞內的物質擴散，氧氣在毛細血管中的擴散。通過以上方法，生物和化學老師可以結合“擴散”的多個領域的知識，比如由于缺水而導致的植株凋謝，利用以上的內容建立了中學化學與生物學的關系。

三、跨學科整合意識下概念模型的構建

通過對多個領域的綜合認識，可以延伸出多個不同的學科的概念。交叉學科的概念圖表是把學科之間相互聯系起來的中介。在此基礎上，提出了基于交叉知識的概念性地圖的運算方法。一是通過題目來確定課題與研究方向;二是確定各專題所涉及的學科的中心觀念;三是將各概念按總體上的順序依次排序;四是將不同的概念聯系起來，厘清它們之間的聯系;五是按照特定的概念和相應的專業方向，將知識的連接部分進行擴展;六是根據學科的具體情況，建立相應的學科門類，并闡明不同學科間的相互關系。根據以上的方法，可以建立一個基于交叉學科集成的概念模式，從而為交叉學科的知識集成提供了良好的參考。

結語

總之，在新的教學改革中，交叉知識集成是一個全新的理念。將中學生物學和化學相結合，使中學理科教育的教學水平得到顯著的改善，對促進學生的綜合發展具有重要的作用。在中學生物、化學兩個專業之間，要充分發掘交叉知識的交叉性，重視建立概念模式，實施相關的教育手段，以提高學生的綜合素質。

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