新時代學科融合在高中生物教學中的應(yīng)用與發(fā)展

張英俠

摘? 要：目前，我國的基礎(chǔ)教育階段采用分科教學，隨著社會的不斷發(fā)展與進步，學科融合的思維與能力慢慢受到人們的重視，學科融合教學成為現(xiàn)階段教育發(fā)展趨勢。高中的生物與物理、化學有一定的關(guān)聯(lián)性，因此，在高中生物課堂上創(chuàng)新運用學科融合教學方式，以此激發(fā)學生學習生物的積極性，啟發(fā)學生的思維并拓展學生的眼界，從而提高生物教學質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：學科融合；高中生物；教學應(yīng)用

科學技術(shù)快速發(fā)展的今天，國內(nèi)外重要的科技創(chuàng)新技術(shù)是多門學科知識融合的產(chǎn)物，使人們開始重視學科融合。與此同時，跨學科的人才也獲得了各界的關(guān)注，基于此，學校在教育培訓中要著手培養(yǎng)跨學科人才、促進學生綜合能力的發(fā)展，這也是教育改革的主要目的。在這個背景下開展教育教學，培育學生學會使用多學科的知識解決問題顯得非常重要。現(xiàn)階段我國中學教育還是以分科教學為主，能夠幫助學生掌握好單科的知識內(nèi)容。由于教師以本學科的教學為主，減少了和各個學科內(nèi)容之間的關(guān)聯(lián)，學生無法深入了解學科之間的關(guān)聯(lián)，遇到問題時也就無法使用多學科的知識進行解答。通過學科融合的教學方式，可以培養(yǎng)學生綜合應(yīng)用能力，使之成長為社會所需的人才。

一、高中生物與其他學科之間的關(guān)系

（一）與物理學科的關(guān)系

現(xiàn)代對分子生物學的研究都是依托物理學方法，也因此有效推動了分子生物學的發(fā)展。而ＤＮＡ結(jié)構(gòu)、遺傳密碼破譯也都是在物理技術(shù)的幫助下探索出來的。在生物的實驗中也有部分物理知識，特別是在研究植物的光合作用時，提取葉子中的葉綠素，當學生將所獲得的葉綠色在光線下進行觀察，可以發(fā)現(xiàn)葉綠素上呈現(xiàn)出綠色，但是背光觀察，葉綠素又呈紅色。為了解葉綠素在不同光線下發(fā)生變化的原因，需要用到物理學的知識進行解決。將葉綠素提取后放在光線下觀察，眼睛看到的是葉綠素吸收的光譜，但是葉綠素本身就含有微量的綠光，呈現(xiàn)出的最終顏色就是綠色。藍紫色的光已經(jīng)被葉綠素吸收，而背光后眼睛可以看到的是反射的光波，葉綠素分子將光吸收后成了高能量不穩(wěn)定的激發(fā)狀態(tài)，這是放射的光波，屬于熒光波段，反射的光波比入射的長，導致人們看到的葉綠素是紅色的。

（二）與化學學科的關(guān)系

化學是一門和生物關(guān)聯(lián)最為緊密的學科，人們說“生化不分家”。化學是學習生物的基礎(chǔ)，生物是基于化學學科衍生出來的分支學科。在社會發(fā)展中無論是環(huán)保工程、醫(yī)藥，還是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，生物與化學都存在著高度交叉的情況，核酸的發(fā)現(xiàn)就是最佳案例。實施生物教學活動時教師也可以從教學內(nèi)容中尋找出和化學相關(guān)的交叉點，部分生物知識中存在著化學原理以及技巧。例如開展提取葉綠素的教學實驗時，實驗過程中就運用到了化學的相似相融原理，即為了提取葉綠素，使用了有機溶劑水乙醇進行提取。

二、高中生物教學中學科融合的概況

隨著社會的不斷發(fā)展，編寫高中生物教材的教育工作者，順應(yīng)了科學融合發(fā)展的趨勢，在教材內(nèi)容中增加了和其他學科緊密相連的知識點，展現(xiàn)出了生物與其他學科的高度重疊以及交叉的知識點，為生物教師開展學科融合創(chuàng)造前提條件。生物活動是基于生化反應(yīng)，從這一點來看生物是以化學為基礎(chǔ)，在學習高中生物時，很多知識點或多或少與化學知識內(nèi)容相關(guān)。常見的有蛋白質(zhì)與核酸結(jié)構(gòu)構(gòu)成的過程、植物的光合作用、細胞呼吸過程中物質(zhì)和質(zhì)量之間發(fā)生的變化。與此同時，還有諸多高中生物的重要知識內(nèi)容和物理知識互相滲透的案例，例如探究ＤＮＡ結(jié)構(gòu)、理解靜息電位與動作電位。學習生物必修３的群落、生態(tài)系統(tǒng)、環(huán)境保護的知識點時，生物又和地理的內(nèi)容相協(xié)調(diào)，在地理知識的輔助下，學生理解了群落的水平結(jié)構(gòu)。

還有一類關(guān)聯(lián)較為密切的學科就是數(shù)學、語文等基礎(chǔ)學科。當需要計算遺傳概率以及理解種群增長模型時，就需要應(yīng)用數(shù)學概率以及建模的知識；在學習基因排列組合、細胞分裂、植物光合作用、種群密度等時都要懂得如何去看柱形圖、曲線圖等圖表，而這些都與數(shù)學知識有關(guān)。一般情況下，學生有著牢固的數(shù)學基礎(chǔ)，在學習與數(shù)學有關(guān)的生物知識時，會比數(shù)學基礎(chǔ)差的學生掌握速度更快，答題的正確率更高。在新課改中要求教師主要培養(yǎng)學生的能力，因此，在生物教學時教師一定要重視培養(yǎng)學生的理解能力、信息獲取能力、綜合使用能力，而這些又和語文學科有著密切聯(lián)系。現(xiàn)階段，高考的測驗題越來越重視學生的文字表達能力，所以生物教師也要將語文中對詞句的理解以及文字表述有效結(jié)合在生物教學課堂中。教學過程中合適地使用詩詞成語并以此引導出生物的知識內(nèi)容點，以此創(chuàng)設(shè)教學情境，能夠為生物教學增加趣味性。例如把詩句“葡萄美酒夜光杯”作為制作葡萄酒課堂的導入內(nèi)容，使學生心生期待；用俗語“千里之堤，潰于蟻穴”表明生物和環(huán)境之間的關(guān)系；使用成語“望梅止渴”表明生物的條件反射。此外，生物教材中也可以培養(yǎng)學生樹立正確的發(fā)展觀與價值觀，例如可持續(xù)發(fā)展與系統(tǒng)論理念。

三、新時代學科融合在高中生物教學中的應(yīng)用與發(fā)展策略

（一）提高教師學科融合教學研究能力與意識

學校作為開展學科融合教學的主要場所，不僅要為廣大師生服務(wù)，也要傳遞各類教育精神、方法，并管理學校的教育活動。基于此，學校需要打造跨學科教學的大環(huán)境，組織教師開展跨學科教學的研討學習。并借鑒其他學校的成果，定期組織教師進行培訓以及教學展示，提高教師跨學科的教學能力，增強教師跨學科教學意識。與此同時，學校也要改變教師的理念，使教師充分認識到跨學科教學的重要性，促進跨學科教學。

一直以來我國都是采取分科教學制度，讓教師形成了學科本位的教學思想，認為在課堂教學中只需要講解本學科的知識內(nèi)容即可，不重視跨學科教學，針對其他學科知識也只是偶爾地提及。也有部分教師了解到學科融合教學有助于學生的發(fā)展，不過因為時間有限、對本學科主體地位有一定的影響，以及自身知識所限，未能持續(xù)開展。所以讓教師了解到跨學科融合教學是新時代發(fā)展的趨勢，有必要在生物課中實施跨學科融合教學，這也是教育教學趨勢以及新課改的要求。雖然各個學科是分開的，但是所學的知識內(nèi)容出現(xiàn)了交叉重疊。每一門學科都具有自身獨有的特點，而學科與學科之間又存在著一定的關(guān)聯(lián)。跨學科教學是基于分科教學提出的，要關(guān)注學生的跨學科思想發(fā)展。正是因為開展分科教學，才需要實施跨學科的融合教學，進行跨學科教學也不是忽視了分科教學的重要性，實際上分科教學與跨學科教學兩者相輔相成，相互促進。分科教學下，學生有更好的單科知識，才能為學生進行跨學科學習創(chuàng)造前提條件，使學生對跨學科教學有更全面的認識。

（二）熟悉理科的教學知識結(jié)構(gòu)

為了將多學科更好地與生物內(nèi)容融合，教師要清楚每個學科之間的知識滲透點，還要把這些知識點科學合理地串聯(lián)在一起。與此同時學生也需要自己獨立理解學科之間交叉點的融合。只有奠定牢固的生物、物理、化學三門學科基礎(chǔ)，才會有效降低學生自主學習這類知識內(nèi)容的難度。基于此，教師在備課時，不用急于整合學科交叉的知識點，而是要對學生的知識結(jié)構(gòu)進行摸底，清楚學生掌握知識內(nèi)容的程度，才能夠跟進學生的實際情況將掌握的知識點有效銜接。在設(shè)計教學目標時就要做好各個方面的準備。為了獲得更好的效果，生物教師也可以和其他學科的教師進行交流及討論，從而避免出現(xiàn)學科壁壘，教師要做好下面幾點：

第一，了解多學科的知識，只有清楚了多學科知識，才能對知識融會貫通，不會發(fā)生牽強附會的情況。生物教師在除了了解本學科的知識內(nèi)容以外，也要掌握物理、化學等不同學科的基礎(chǔ)知識內(nèi)容，為學科融合教學做好準備。

第二，保證知識的精確性，對生物教師而言，掌握物理和化學知識有一定的難度。所以在累積這兩門學科知識時，就要保證物理及化學知識的精確性，同時對概念進行深入的分析，才能夠保證在教學過程中不會將概念混淆。

第三，科學合理地進行教材結(jié)構(gòu)的編排，科學合理地融合各學科的知識點。物理、生物及化學的知識內(nèi)容在編排上各不相同，所以教師也要清楚生物課程中涉及的物理及化學知識，還要掌握這兩門學科中涉及的生物知識點，以免發(fā)生超前滲透的狀況，為學生的學習增加難度。例如可以把“物理電學（電場力）”“電泳的原理和分離生物大分子”進行融合教學，從而降低學生的理解難度；也可以使用數(shù)學建模的方式將數(shù)學的“函數(shù)”“不等式”等和“基因頻率的計算與分析”融合講解，提高生物課堂的教學質(zhì)量與效率。

此外，在學科融合教學時教師也可以參考國外的化學教材得到一些啟發(fā)，例如滲透ＳＴＳＥ理念，增加一些跨學科的欄目，重視學生綜合知識的應(yīng)用。所以教師要多研究教材內(nèi)容，才能夠更好地將多門學科知識融合，以此拓展學生的思考與認知方式，這對建設(shè)生物跨學科課程有著非常重要的意義。

（三）引入不同學科課堂教學模式

在學科融合的背景下，教師要靈活地使用學科融合的課例分析其他學科課堂的教學模式、教學風格與教學文化，才能夠更好地跳出傳統(tǒng)分科教學思想的束縛，通過其他學科改革的成果和教師教學經(jīng)驗，強化教學改革實踐的自主性。因此，研究學科融合案例要從以下幾個方面著手。首先，有效促進生物教師熟悉各個學科的教學知識點，即生物學科的知識在其他學科中展示的方式；其次，使用多樣化的學科教學方式。在學習了其他學科教師的教學內(nèi)容設(shè)計、教學方法后進行創(chuàng)新；最后，對每一科的課程標準與生物的課程標準進行比較與分析。在對生物、化學、物理學科的學科融合案例進行研究后，可以發(fā)現(xiàn)這些學科教育存在一些相同點。因此，需要有質(zhì)量地組織內(nèi)容安排及促使學生探究學習，將學科教育與各個方面有效聯(lián)系。與此同時，還要加強實驗教學，將課程目標落實到位，從中發(fā)現(xiàn)生物學教學的特色及其與主要學科之間的關(guān)聯(lián)，加深對課程理念的認知，開展具有生物學科特色的課堂教學。

（四）發(fā)揮學生的主體作用

在目前的教育中，課堂要求教師將學生作為主體，才能夠充分激發(fā)學生的主觀能動性，使學生能自主地思考問題，積極投入課堂的學習中。學科融合教學也是如此，教師在設(shè)計教學內(nèi)容時，要使學生進入學科融合教學中，需要教師引導、啟發(fā)學生自主思考，在課堂中將其他的學科融合進來，也需要學生進行探索、實驗、思考，與小組之間協(xié)同合作，使用學科融合知識解決問題，并從中獲得新的知識。這樣，一方面提高了學生學習生物的興趣，另一方面通過學科融合提升了解決問題的意識與能力。教師引導、學生自主參與，豐富了課堂，讓學生形成舉一反三的能力，并在潛移默化中提高了學科融合素養(yǎng)。

四、結(jié)語

現(xiàn)階段，我國高中的教育開始從傳統(tǒng)的分科教學，轉(zhuǎn)變?yōu)椤埃常场狈桨福鶕?jù)高考政策的改變可以看出高中教學也開始重視各個學科之間的相互交叉關(guān)聯(lián)，主要目標就是培養(yǎng)學生的綜合能力。為了更好提升學生的綜合能力，高中生物教師更應(yīng)立足于生物教學，將物理、化學、數(shù)學甚至文科學科及生活的知識內(nèi)容進行融合，這種教學方式不僅可以快速幫助學生理解生物概念，提升教學質(zhì)量及效率、學生的學科素養(yǎng)與綜合知識使用能力，還符合教育改革發(fā)展的要求，使學生成為社會所需的復合型人才。

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（責任編輯：莫唯然）