淺淡生物課中跨學科知識的滲透教學

高國東

摘 要：北師大版初中生物教材的編排中，跨學科知識的應用可以說貫穿于整整四冊書中，對于學生的學習進度而言，是滯后于生物知識的。對于所涉及的跨學科知識的學習理解，歷來是生物教學中的重點和難點，如何突破這些跨學科知識，是每個生物教師在思索與探討的問題。

關鍵詞：生物 定律 跨學科 滲透

生物課程屬于自然科學中的一種。要學習生物，研究生物，自然要運用到大量的科學探究方法，比如數學、物理、化學等方面知識的運用。在此筆者談談自己的一些做法，希望對廣大一線教師有效突破這些重、難點有所幫助。

首先要明確一點，即自然科學中的各個分支學科本來就不是涇渭分明的，它們往往都是我中有你，你中有我，緊密聯系。因此，在生物教學中首次接觸到其他學科的知識時，我們既要把它當作是生物學知識進行學習、探討，又要對相關學科知識做出必要的補充介紹，將其引入對所學的生物現象、結構特征的解說中來，達到最終證實“生物的形態結構與其功能相適應”的規律的目的。

一、數學定律在生物教學中的應用

在生物課程的學習過程中，經常要運用大量的數學定律與知識，理解數學上的定律，其實也是在了解自然界中事物的特征規律，本質上還是在幫助我們更好地學習生物知識。例如：

1.“細胞通過分裂而增殖”中提到的細胞體積為什么這么小

這要先理解細胞體積與表面積的關系，因為涉及數學知識的理解與應用，學生學習起來會有些吃力，但通過利用數學方法的引導、比較、歸納，可以得出一個數學規律：物體體積越大，它的表面積相對就較小。理解了這一層關系，然后再探討表面積的大小影響細胞與外界的物質交換，就可以理解細胞體積小的原因了。由于細胞的生長需要營養物質，而營養物質的攝取是通過細胞的表面向四周吸取的，生長的結果使得細胞體積增大，體積增大了需要的營養物質就會增加，然而細胞表面的增大趕不上體積的增大，最后出現了營養供不上的現象，所以細胞就不會無限制地生長，而是生長到一定時期就會進行細胞分裂。正是由于細胞體積保持較小，故其表面積相對就較大，也即保持與外界進行物質交換的順暢和充足，證實了“生物結構和功能相適應”這一規律。

2.根毛細且多，為什么會吸收面積很大

“物體的體積越小，其表面積相對較大”，還是這一數學規律在生物體結構中的運用。在根尖中，正是因為它的根毛細且多，所以它吸收養分的面積很大。同樣，在人體的小腸內，有很多環形皺襞，其表面有許多小腸絨毛，絨毛上又有微絨毛，也正是這些微小結構使小腸的內表面積比原來增大了近六百倍。這些結構同樣也符合并證實了“生物的形態結構和功能相適應”的規律。

3.坐標圖在生物知識中的運用

例如：生長曲線圖、生態變化數量表等，這些圖表可以更為直觀地表達出一些規律，趨勢一目了然。

二、物理現象在生物教學中的應用

物理常識在生物學習中起到促進學生高效理解生物知識的作用，有些生物課的教學過程其實就是一場物理專題練習的教學。例如：

1.蒸騰作用的降溫原理、出汗降溫原理

“蒸騰作用”中提到植物蒸騰作用可以降低葉面溫度，防止被陽光灼傷。思考其原因就要從物理原理上去尋找，其實植物蒸騰作用就是水分從葉片中蒸發了，但是為什么會產生降溫效果？那是因為所有的液體蒸發都具有吸熱的效果，水分蒸發的同時要吸收熱量，從而能達到降溫效果。同理，人體出汗、天熱狗吐出舌頭，都是為了讓體表水分蒸發而降低體溫。 通過這些物理原理能夠更好地理解了蒸騰作用的意義，同樣證實了“形態結構與其功能相適應”，強化了學習效果。

2.眼球結構的教學

在“感受器和感覺器官”這節課中有一些知識點：為什么光線經過晶狀體等的折射作用，在視網膜上會形成物像？為什么人眼有近視、遠視？這些都是常見的現象，也時常會在試題中出現。不弄清楚這些知識點的原理，將會影響學習效果。故此應先讓學生了解物理學上光學的簡單規律，如：光在同一均勻介質中沿直線傳播；照相機的工作原理；物體透過凸透鏡能成倒立縮小的實像等知識。

3.肺通氣的原理和氣壓變化的關系

呼吸過程中呼吸肌的運動使得胸腔的容積發生變化，容積的變化使得氣體壓強發生變化，這樣才能完成通氣過程。“一個容器中的氣體，在溫度不變的情況下，如果氣體的總量沒有改變，當容器的容積增大時，氣體壓力就減小，容積縮小時氣壓就增大。”這里的原理實際上是初中物理中壓強與容積的簡單反比關系，但在學習這部分內容時，學生還沒有學習相應的物理知識，那么應如何理解呢？我們可以將教材上的實驗進行改進，如：在模擬的胸廓中放入氣壓計，這樣經過操作容積的變化引起氣壓的變化就很直觀，而不用去講或者讓學生死記硬背容積與氣壓的關系。

三、化學知識在生物教學中的應用

生物體本身就是由C、H、O、N、P等二十多種化學元素組成的。這些元素進一步產生化學作用組成水、無機鹽、糖類、脂類、蛋白質和核酸等化合物，這些化合物就是生命體的基本物質。生命的起源過程，也是一個化學進化的過程，所以生物和化學可以說是兩位一體的。在初中生物教學中，更側重于應用化學試劑去辨別物質。例如：

1.淀粉遇碘試劑變成藍色

這是讓學生鑒別出現的物質是否為淀粉的最佳方法。

2.石灰水、NaOH溶液可以吸收二氧化碳氣體

石灰水、NaOH溶液吸收二氧化碳氣體后，都會產生白色沉淀。

3.蛋白質遇到雙縮脲試劑變紫色

可以鑒別食物中是否含有蛋白質。

此類化學試劑還有用高錳酸鉀溶液褪色來證實水果蔬菜中是否存在維生素C等。

總之，許多營養成分和化學試劑有著一一對應的關系，這些都離不開化學知識，在教學中都要加以演示和解說。譬如，消化系統中，許多消化液中含有不同的酶，如何理解酶？在生活中我們常聽說加酶洗衣粉、多酶片等，這些物品可以化解污垢、降解大分子物質，以此對比，就能夠很好地理解酶這一物質的作用了。再譬如，植物的光合作用和呼吸作用，它們與化學知識的聯系更為密切。但是基于學生現有的知識水平，讓學生了解就足夠了。因此，在生物教學過程中，掌握化學學科的學習方法和扎實的化學實驗技能是十分重要的。

總之，現代科技的發展，不僅促進了自然科學和人文社會科學的聯合，而且也進一步密切了自然科學和人文社會科學的關系，自然科學內部的結合也更加緊密了。我們在生物教學中不但要有整合相關學科知識技能的綜合意識，更要善于打破傳統的分科界限，積極探尋生物與其他看似不相關學科的聯系。只有這樣，才能有效提高學生對生物知識的興趣，才能使學生的跨學科綜合能力得到提高，才能最終實現培養創造型人才的需求。