中學(xué)生物學(xué)跨學(xué)科實(shí)踐的創(chuàng)新研究

摘 要：生物學(xué)作為一門基于科學(xué)研究的學(xué)科，其學(xué)科目標(biāo)在于培育學(xué)生的科學(xué)認(rèn)知能力和整體科學(xué)素質(zhì)。隨著教育改革的深化，跨學(xué)科的融合思維已成為教學(xué)策略的重要組成部分。本文旨在探討結(jié)合語(yǔ)文、數(shù)學(xué)、物理學(xué)、地理學(xué)等學(xué)科知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生從全新的學(xué)習(xí)視角理解生物學(xué)知識(shí)，摒棄傳統(tǒng)“死記硬背”的學(xué)習(xí)方式，通過(guò)教學(xué)實(shí)踐提高學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：生物學(xué)教學(xué)；跨學(xué)科；課外活動(dòng)

文章編號(hào)：1003-7586（2024）07-0022-02 中圖分類號(hào)：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

跨學(xué)科融合教學(xué)是一種新型教學(xué)模式，該模式融合不同學(xué)科的知識(shí)與技能進(jìn)行教學(xué)。作為生物學(xué)教師，需要將生物學(xué)學(xué)科視為承擔(dān)教育責(zé)任的載體，并靈活地運(yùn)用跨學(xué)科教學(xué)策略。然而，實(shí)際教學(xué)中通常會(huì)遇到教師經(jīng)驗(yàn)不足，以及缺乏可借鑒的實(shí)例等問(wèn)題。例如，部分教師尚未完全掌握跨學(xué)科教學(xué)的理念，且缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)；不同學(xué)校提供的跨學(xué)科教學(xué)范例存在較大差異，在一程度上影響了教師進(jìn)行跨學(xué)科融合教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)的靈活調(diào)整與有效運(yùn)用，從而阻礙了教學(xué)實(shí)踐中的跨學(xué)科知識(shí)的整合。鑒于此，本文旨在通過(guò)實(shí)例分析，為初中生物學(xué)教師在教學(xué)實(shí)踐中整合跨學(xué)科知識(shí)，提高學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)提供有效參考。

1 與語(yǔ)文知識(shí)相結(jié)合，提高學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力

盡管生物學(xué)歸類于理學(xué)科目，但在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究和討論交流時(shí)，學(xué)生的語(yǔ)言表達(dá)能力起重要作用。例如，在義務(wù)教育階段，學(xué)生不僅需要正確描述生物學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，更需要以精確的生物學(xué)術(shù)語(yǔ)對(duì)其進(jìn)行闡述，這一需求與語(yǔ)文學(xué)科的教學(xué)目標(biāo)不謀而合。同時(shí)，隨著教育環(huán)境的變革，科學(xué)論文競(jìng)賽的頻率和規(guī)模日漸增長(zhǎng)，其目的在于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和批判性思維。為了順應(yīng)這一趨勢(shì)，部分學(xué)校加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生撰寫科技論文的能力。然而，要全面提升初中生的生物學(xué)論文競(jìng)賽水平，單純依靠生物學(xué)知識(shí)顯然不夠，還需要多學(xué)科知識(shí)的協(xié)作與整合。［1］基于此，筆者從學(xué)生所熟悉的作文模塊切入，進(jìn)行生物學(xué)與語(yǔ)文知識(shí)整合教學(xué)的探討。

在進(jìn)行“植物的光合作用”一節(jié)教學(xué)時(shí)，教師可將教材中“以植物為媒介傳達(dá)感情”這一主題結(jié)合語(yǔ)文知識(shí)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。此外，在理解綠色植物的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)后，教師可以鼓勵(lì)學(xué)生以綠色植物為主題，依據(jù)個(gè)人興趣選擇一種特定的植物，圍繞其分類、形態(tài)特征、生存環(huán)境以及生態(tài)功能等多個(gè)方面進(jìn)行文本創(chuàng)作。隨后，教師收集并展示具有代表性的作品，通過(guò)師生間的討論和評(píng)價(jià)活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建“生物圈內(nèi)綠色植物”的概念。上述教學(xué)策略成功地融合語(yǔ)文創(chuàng)作與生物學(xué)教育，不僅幫助學(xué)生將生物學(xué)知識(shí)遷移至實(shí)際應(yīng)用，同時(shí)還能夠有效提升其文學(xué)素養(yǎng)和寫作能力，從而為撰寫科研論文建立堅(jiān)實(shí)的語(yǔ)言基礎(chǔ)。

2 與數(shù)學(xué)知識(shí)相結(jié)合，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究能力

數(shù)學(xué)學(xué)科的教學(xué)目標(biāo)在于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，特別是在處理和分析數(shù)據(jù)時(shí)，能夠提供一種直觀且清晰的途徑來(lái)描繪和解析問(wèn)題。相較于數(shù)學(xué)，學(xué)生接觸生物學(xué)的時(shí)間較晚。然而，若能將生物學(xué)現(xiàn)象和規(guī)律轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問(wèn)題，利用數(shù)學(xué)工具進(jìn)行探究，將有助于學(xué)生更加深刻地理解和把握生物學(xué)現(xiàn)象的本質(zhì)，同時(shí)也促進(jìn)學(xué)生邏輯思維的提升。這種由實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)槌橄髷?shù)學(xué)模型的過(guò)程，不僅深化了學(xué)生對(duì)生物學(xué)知識(shí)的理解，還鍛煉了學(xué)生運(yùn)用多學(xué)科知識(shí)解決復(fù)雜問(wèn)題的能力。

例如，在學(xué)習(xí)“植物體的組成”一章內(nèi)容后，學(xué)生初步掌握了植物根部吸收水分和葉片通過(guò)蒸騰作用失去水分的知識(shí)。然而，學(xué)生對(duì)于水分在植物器官之間運(yùn)輸過(guò)程的理解仍有一定困難。教師可以利用萵苣作為實(shí)驗(yàn)材料，引導(dǎo)學(xué)生觀察萵苣莖部吸收水分的過(guò)程。具體操作如下：首先，將萵苣莖置于裝有水的燒杯中，然后在燒杯內(nèi)滴加少量的色素劑使清水染色。之后學(xué)生利用數(shù)學(xué)相關(guān)知識(shí)，記錄一定時(shí)間內(nèi)色素在莖部上移的距離，可以計(jì)算萵苣的水吸收速率，并根據(jù)數(shù)據(jù)描述實(shí)驗(yàn)結(jié)果。教師在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程，以便學(xué)生在完成課堂學(xué)習(xí)任務(wù)后可以獨(dú)立重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

3 與物理學(xué)知識(shí)相結(jié)合，提升學(xué)生概念理解能力

相較于生物學(xué)，物理學(xué)擁有更為悠久、深厚的理論體系，以及更為豐富成熟的實(shí)驗(yàn)技術(shù)發(fā)展史，這種優(yōu)勢(shì)能夠?yàn)樯飳W(xué)實(shí)驗(yàn)的開展提供幫助。借助物理學(xué)原理及理論框架，學(xué)生能夠深入理解生物學(xué)理論的核心內(nèi)涵，加深學(xué)生對(duì)生物學(xué)基本概念的理解，使其能夠更加準(zhǔn)確地掌握生物學(xué)的理論和實(shí)踐研究。

例如，在“綠色植物光合作用”一節(jié)的教學(xué)過(guò)程中，教師會(huì)提出若干引導(dǎo)性問(wèn)題，如“綠色葉片中哪種成分使其能夠進(jìn)行光合作用”等。學(xué)生閱讀教材的文字內(nèi)容，能夠理解綠色葉片中的葉綠體結(jié)構(gòu)是植物細(xì)胞光合作用的主要場(chǎng)所，即綠色植物制造有機(jī)物的“生產(chǎn)車間”。然而，這種解讀教材表面的解釋還不夠全面，學(xué)生可能只知道葉片呈綠色，而不知道綠色其實(shí)是由于葉綠素對(duì)可見(jiàn)光中的紅藍(lán)光具有較高的吸收率，向外界反射了吸收率更低的綠光，所以葉片呈現(xiàn)出綠色。在講解此知識(shí)點(diǎn)時(shí)，教師應(yīng)當(dāng)首先引導(dǎo)學(xué)生了解光學(xué)物理領(lǐng)域中的“可見(jiàn)光”這一概念，闡明可見(jiàn)光能夠被物體所吸收或反射，且人類眼睛所看見(jiàn)的物體的顏色與其所吸收和反射的光線存在關(guān)聯(lián)這一物理學(xué)知識(shí)點(diǎn)。

4 與地理知識(shí)相結(jié)合，提升學(xué)生社會(huì)責(zé)任能力

生物學(xué)的生態(tài)環(huán)境與地理空間環(huán)境緊密相連，通過(guò)分析地理環(huán)境的獨(dú)特表征，可以逐漸揭示環(huán)境中的生物多樣性、種群數(shù)量等生物學(xué)要素。這一過(guò)程不僅融合地理學(xué)學(xué)科視角和生物學(xué)實(shí)踐智慧，還深化了學(xué)生對(duì)生命演化規(guī)律、種群與群落的概念及其與自然環(huán)境相互作用的認(rèn)知。

在“生物進(jìn)化理論”的課題中，更加凸顯出地理位置與生物進(jìn)化間的密切聯(lián)系。例如在夏季，由于植物枝葉茂盛，雷鳥的羽毛常以褐色為主；在滿地白雪覆蓋時(shí)的嚴(yán)寒冬季，雷鳥的羽毛也逐漸變?yōu)榘咨?，與周圍環(huán)境融為一體，從而達(dá)到隱藏自身，躲避天敵追捕的目的。這種羽毛顏色的周期性變化，體現(xiàn)了生物適應(yīng)環(huán)境的進(jìn)化方向。學(xué)生在理解生物進(jìn)化機(jī)制的同時(shí)也產(chǎn)生了保護(hù)環(huán)境的意識(shí)，有效提升了學(xué)生的社會(huì)責(zé)任意識(shí)。

5 總結(jié)

綜上所述，在生物學(xué)課程中融入其他科目的教學(xué)元素，能夠有效促進(jìn)學(xué)生對(duì)生物學(xué)概念的深刻理解，培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。針對(duì)學(xué)科交叉的教學(xué)實(shí)施，教師應(yīng)當(dāng)持續(xù)接受新學(xué)科的知識(shí)和技能，以拓寬知識(shí)領(lǐng)域并提高跨學(xué)科的知識(shí)儲(chǔ)備。

參考文獻(xiàn)

［1］林灶華. 新時(shí)期跨學(xué)科知識(shí)遷移在高中語(yǔ)文教學(xué)中的應(yīng)用：應(yīng)用以史為鑒的方法解讀文言文［J］.中學(xué)教學(xué)參考，2018（13）：26-27．