初中生物與化學(xué)跨學(xué)科知識(shí)整合與教學(xué)策略研究

梁秀云

摘要：生物和化學(xué)學(xué)同屬自然科學(xué)。基于跨專(zhuān)業(yè)教學(xué)思想，中學(xué)生物學(xué)與化學(xué)之間有許多相通之處。在新課改的大環(huán)境下，如何把中學(xué)生物學(xué)和化學(xué)的交叉學(xué)科結(jié)合起來(lái)，以有效地促進(jìn)中學(xué)生物學(xué)和化學(xué)的教育。通過(guò)對(duì)初中生物學(xué)和化學(xué)交叉學(xué)科的交叉知識(shí)集成和教育戰(zhàn)略的研究，期望能夠建立起更為科學(xué)的綜合概念模式。

關(guān)鍵詞：初中生物;初中化學(xué);跨學(xué)科;知識(shí)整合

一、初中生物與化學(xué)跨學(xué)科知識(shí)整合的內(nèi)涵及意義

（一）跨學(xué)科知識(shí)整合的界定

關(guān)于交叉領(lǐng)域的知識(shí)集成，學(xué)者們有各自的定義。劉仲林教授指出，從宏觀角度來(lái)看，要突破傳統(tǒng)的學(xué)術(shù)隔閡，要有兩個(gè)或多個(gè)不同的研究項(xiàng)目，即跨領(lǐng)域。林俊民學(xué)者指出，學(xué)科乃多門(mén)課程的根本，而多門(mén)課程則能跨越各門(mén)課程的關(guān)系。從以上兩人的觀點(diǎn)來(lái)看，交叉領(lǐng)域的知識(shí)可以歸納為：在同一領(lǐng)域內(nèi)，把以前不相關(guān)的領(lǐng)域結(jié)合起來(lái)，使其相互滲透，相互補(bǔ)充、說(shuō)明和促進(jìn)。多學(xué)科的融合能夠使學(xué)生的學(xué)習(xí)水平得到明顯的提升，從而使他們的綜合素質(zhì)得到全面的發(fā)展。

（二）初中生物與化學(xué)跨學(xué)科知識(shí)整合的意義

根據(jù)研究結(jié)果，部分老師并不覺(jué)得需要將跨專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行融合，因?yàn)榻徊媾c獨(dú)立的課程目標(biāo)相同，都是為了讓學(xué)生更好地理解和掌握，而目前還沒(méi)有太多關(guān)于跨專(zhuān)業(yè)知識(shí)的考試試題。雖然這次的考試是一門(mén)多門(mén)的綜合考試，但考試的內(nèi)容和題型都是關(guān)于科目的，考驗(yàn)的是對(duì)知識(shí)點(diǎn)的靈活應(yīng)用，這些題的難度都比較低，而且每一道題后面都會(huì)有幾個(gè)問(wèn)題。這也是為什么有些老師覺(jué)得不需要進(jìn)行交叉知識(shí)集成的重要因素。

本文從“分子到細(xì)胞”的角度進(jìn)行了個(gè)案研究。在中學(xué)生物學(xué)中，把構(gòu)成細(xì)胞的分子分為無(wú)機(jī)物和有機(jī)物，而碳原子是構(gòu)成大分子的主要結(jié)構(gòu)，它能促進(jìn)大分子的多樣化和穩(wěn)定。這種碳鏈的各個(gè)部分都有可能出現(xiàn)斷裂，而這種斷裂是機(jī)體內(nèi)部的一種化學(xué)作用，它能夠?qū)⒏鞣N生物的各種生命行為轉(zhuǎn)化為能源。在化學(xué)層次上進(jìn)行分子的解析，可以加深同學(xué)們對(duì)“分子”的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)他們的思考深度，進(jìn)而提升他們運(yùn)用化學(xué)的方法來(lái)解決問(wèn)題。而結(jié)合“分子”這一知識(shí)，可以使學(xué)生更好地理解生活的實(shí)質(zhì)，從而增強(qiáng)他們的綜合運(yùn)用知識(shí)的能力。

二、初中生物與化學(xué)跨學(xué)科知識(shí)整合教學(xué)策略分析

（一）“能量轉(zhuǎn)換”跨學(xué)科知識(shí)整合

“能量轉(zhuǎn)換”是一個(gè)多領(lǐng)域的交叉知識(shí)整合，立足于生物和化學(xué)分析，包括能源轉(zhuǎn)化。其具體體現(xiàn)為：化學(xué)反應(yīng)中的吸收和釋放熱量。對(duì)于生物和化學(xué)的“能量轉(zhuǎn)換”，可以通過(guò)如下方法進(jìn)行交叉知識(shí)的融合：“機(jī)體在移動(dòng)時(shí)需要消耗葡萄糖，而光合作用則是把光轉(zhuǎn)變成化學(xué)能。生物的代謝活動(dòng)是由物質(zhì)的合成和物質(zhì)的降解等能量轉(zhuǎn)換所決定的。

（二）“氧化與呼吸”跨學(xué)科知識(shí)整合

“氧化與呼吸”是一門(mén)綜合性的內(nèi)容，它立足于生物和化學(xué)分析，同時(shí)也包括了氧化法和呼吸法。它的特點(diǎn)是在化學(xué)上是“燃燒”，而在生物上則是“呼吸作用”。根據(jù)這種方法，可以將不同的交叉領(lǐng)域的“氧化與呼吸”結(jié)合起來(lái)。在生物學(xué)中，動(dòng)物的呼吸可以吸入氧氣排放出CO2，在化學(xué)中，燃燒是消耗氧的一種方式。

（三）“物質(zhì)的組成”跨學(xué)科知識(shí)整合

“物質(zhì)的組成”是一門(mén)跨領(lǐng)域的知識(shí)整合，立足于生物和化學(xué)分析，包括材料構(gòu)成。特別是在化學(xué)上，人們的活動(dòng)與氧、氮、氦、氫等物質(zhì)有著緊密的聯(lián)系。生物方面，氧、氮、氦、氫、硫、磷是構(gòu)成生物活性的重要成分。根據(jù)這種方法，生物和化學(xué)老師可以把“物質(zhì)的組成”交叉領(lǐng)域的知識(shí)結(jié)合起來(lái)。其中包括：人體必需元素，酸雨形成，微量元素對(duì)人體的影響。

（四）“水的性質(zhì)”跨學(xué)科知識(shí)整合

“水的性質(zhì)”多領(lǐng)域的綜合研究立足于生物化學(xué)分析與水資源屬性有關(guān)的研究。特別是在化學(xué)上，同樣的高溫下，與其它的液態(tài)相比，水會(huì)產(chǎn)生更多的熱。相反，當(dāng)同樣的氣溫下降時(shí)，與其它的液態(tài)相比，水分釋放的熱要大得多。所以，即使外部條件發(fā)生變化，水中的內(nèi)部仍然是比較平穩(wěn)的。在生物體中，水分是機(jī)體中最主要的成分，它能抵御氣溫的改變，而在液態(tài)的環(huán)境中，也是細(xì)胞生存的必要條件。生物和化學(xué)老師可以結(jié)合“水的性質(zhì)”的交叉知識(shí)。利用上述的教學(xué)方法，構(gòu)建中學(xué)生物學(xué)和化學(xué)的關(guān)系。

（五）“擴(kuò)散”跨學(xué)科知識(shí)整合

“擴(kuò)散”是一門(mén)多門(mén)的交叉知識(shí)整合，立足于生物和化學(xué)分析都與傳播有關(guān)的內(nèi)容。特別是在高濃度和低濃度的化學(xué)問(wèn)題上。在生物上，是細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)擴(kuò)散，氧氣在毛細(xì)血管中的擴(kuò)散。通過(guò)以上方法，生物和化學(xué)老師可以結(jié)合“擴(kuò)散”的多個(gè)領(lǐng)域的知識(shí)，比如由于缺水而導(dǎo)致的植株凋謝，利用以上的內(nèi)容建立了中學(xué)化學(xué)與生物學(xué)的關(guān)系。

三、跨學(xué)科整合意識(shí)下概念模型的構(gòu)建

通過(guò)對(duì)多個(gè)領(lǐng)域的綜合認(rèn)識(shí)，可以延伸出多個(gè)不同的學(xué)科的概念。交叉學(xué)科的概念圖表是把學(xué)科之間相互聯(lián)系起來(lái)的中介。在此基礎(chǔ)上，提出了基于交叉知識(shí)的概念性地圖的運(yùn)算方法。一是通過(guò)題目來(lái)確定課題與研究方向;二是確定各專(zhuān)題所涉及的學(xué)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(lián)系起來(lái)，厘清它們之間的聯(lián)系;五是按照特定的概念和相應(yīng)的專(zhuān)業(yè)方向，將知識(shí)的連接部分進(jìn)行擴(kuò)展;六是根據(jù)學(xué)科的具體情況，建立相應(yīng)的學(xué)科門(mén)類(lèi)，并闡明不同學(xué)科間的相互關(guān)系。根據(jù)以上的方法，可以建立一個(gè)基于交叉學(xué)科集成的概念模式，從而為交叉學(xué)科的知識(shí)集成提供了良好的參考。

結(jié)語(yǔ)

總之，在新的教學(xué)改革中，交叉知識(shí)集成是一個(gè)全新的理念。將中學(xué)生物學(xué)和化學(xué)相結(jié)合，使中學(xué)理科教育的教學(xué)水平得到顯著的改善，對(duì)促進(jìn)學(xué)生的綜合發(fā)展具有重要的作用。在中學(xué)生物、化學(xué)兩個(gè)專(zhuān)業(yè)之間，要充分發(fā)掘交叉知識(shí)的交叉性，重視建立概念模式，實(shí)施相關(guān)的教育手段，以提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]崔淑婷.初中化學(xué)和生物教學(xué)中如何增強(qiáng)學(xué)生跨學(xué)科學(xué)習(xí)能力[J].理科愛(ài)好者（教育教學(xué)），2021（05）：40-41.

[2]王學(xué)英.新課改理念下初中化學(xué)和生物跨學(xué)科融合教學(xué)研究[D].延安大學(xué)，2021.DOI：10.27438/d.

[3]楊素華.初中化學(xué)和生物跨學(xué)科資源融合教學(xué)[J].基礎(chǔ)教育參考，2021（05）：52-54.

[4]肖利娟.基于學(xué)科核心素養(yǎng)下的初中化學(xué)和生物跨學(xué)科統(tǒng)整研究[J].好家長(zhǎng)，2021（34）：59-60.

[5]劉志鋒.初中化學(xué)和生物跨學(xué)科走班分層的教學(xué)實(shí)踐研究[J].科學(xué)咨詢（教育科研），2021（04）：286-287.