淺談各學科知識在生物教學中的應用

張勝博

摘 要 通過生物學在理科（數、理、化）和文科（文、史、地）互相滲透現象的研究分析，淺談各學科知識在生物學中的應用，強化學科間的融合，激發學生主動學習生物知識，并用生物知識去解釋生活中常見的各種現象，達到培養學生跨學科的能力和學以致用的目的。

關鍵詞 生物學教學 文科 理科 學科滲透

中圖分類號 G633.91 文獻標識碼 B

隨著社會發展的需要，學科間的相互聯系體現得越來越明顯，各學科相互滲透的綜合性也越來越強了。生物學在各領域都有廣泛的應用和相互的滲透。在生物教學中，教師要充分利用其他學科和學生已學的知識，有意識地引導和幫助學生完成好知識的遷移，有助于學生形成完整的知識體系，同時也能提高課堂的教學效率。學生認識到各學科間的滲透現象，可以增強跨學科的能力，減少對知識的片面性理解，大大增強掌握生物知識的能力。

生物學與文科（文、史、地）、理科（數、理、化）間的滲透現象，在高中教材中如何體現？

1 文科

在人們的觀念里，生物學一直被認為是亦文亦理的一個學科。因為理科是以數學和邏輯為基礎，研究自然規律的學科；與理科相比，文科的學科特點是理論性較強。生物學這門學科既體現了理科的以數學和邏輯為基礎的特點，也體現了文科的理論性較強的特點，因此人們長期以來會對“生物學是理科”產生質疑。這說明其實文、理在知識上存在“互惠互利”的關系。

1.1 生物與語文

如細胞學說的建立過程、顯微鏡的發現等，從資料分析中提取、整合出有效信息的能力，離不開語文的閱讀基礎?！鞍四旮旁从趯茖W的癡迷，一畦畦豌豆蘊藏遺傳的秘密。實驗設計開辟了研究的新路，數學統計揭示出遺傳的規律?！边@是對孟德爾一生成果的概括，比起枯燥的語言，優美的語言更能激發學生的好奇心和學習興趣。

1.2 生物與歷史

各國科學家成果的發現和提出，都與當時生活的時代息息相關，在追溯科學家們的“光輝事跡”的同時，也開起關于科學家們的種種問題的話匣子。這樣既激發了學生的求知欲，也調動了其學習積極性，從而使學生在歡快和諧的氣氛中對相關知識完成了理解和記憶。

1.3 生物與地理

生物的生存離不開周圍的環境。植物的光合作用、呼吸作用等都與環境密不可分；生物的分布與地理環境息息相關；生物的形態、結構特點也與環境緊密聯系。如：植樹造林解決沙漠化問題；沙漠的環境特點與仙人掌的生存；植被的覆蓋與地形的相關性等等。

【例1】 （2013年重慶卷）某山區坡地生態環境破壞嚴重，人們根據不同坡度，分別采取保護性耕作、經濟林種植和封山育林對其進行了治理。

（1） 陡坡在封山育林后若干年內，經歷了一年生草本、多年生草本和灌木三個階段，其典型物種的種群密度變化如圖1所示。調查植物種群密度常用的方法是 。圖中o→a，物種①密度上升，原因是在適宜條件下，物種①的 ；b→c，物種①逐漸消失，物種②密度逐漸降低到相對穩定，原因是物種②能耐受 ；c點后，在適宜氣候條件下群落中最終占主導地位的植被類型將是 。

（2） 該坡地經治理后，既擴大了植被覆蓋面積、增加了對大氣中 的固定，又提高了經濟產出，初步實現了生態效益和經濟效益的同步發展。

解析：（1） 對植物和活動能力比較弱的動物，一般用樣方法調查其種群密度；結合材料，圖中①表示一年生草本植物，②表示多年生草本植物，③表示灌木。決定種群密度最直接的因素是出生率和死亡率，圖中o→a段物種①的密度上升，數量增多，說明該時間段內種群的出生率大于死亡率；b→c段，群落由多年生草本階段向灌木階段過渡，灌木取代多年生草本植物，②逐漸降低到相對穩定水平，說明②能耐受灌木叢導致的弱光環境，并在該環境下保持種群數量的相對穩定；c點后，若氣候條件適宜，高大的喬木能獲得充足的光照取代灌木的優勢，成為該地區占主導地位的植被類型。

答案：（1） 樣方法 出生率大于死亡率 弱光 喬木 （2） 碳元素（CO2）

本題綜合考查種群與群落相關知識及考生的理解能力和識圖能力，涉及種群密度調查、群落演替等相關內容，較易得分。同時這道題也涉及了地理的相關知識。

2 理科

自高考改革方案出臺后，“3+X文科/理科綜合”的考試模式在全國推廣。這種形式的出現對于理科綜合來說，打破了物理、化學、生物三學科之間的知識脫節的、獨立的現狀。這種考查形式改變過去物理、化學、生物三學科單科命題的考試方式，注重三學科之間的普遍聯系，同時也強調對考生綜合能力和素質的考查。試題的設計在先前知識性的基礎上更突出了綜合性、實踐性、創造性和應用性等特點。實踐證明，進行綜合考試將各學科的知識相互滲透和融合，阻止了知識間的割裂和孤立，也促進了三學科的教學，同時也在潛移默化中提高了學生的綜合素質和能力。

2.1 生物與數學

【例2】 （2010年全國卷）下列四種現象中，可以用圖2表示的是（ ）

A. 在適宜條件下光合作用強度隨CO2含量的變化

B. 條件適宜、底物充足時，反應速率隨酶量的變化

C. 一個細胞周期中DNA含量隨時間的變化

D. 理想條件下種群數量隨時間的變化

解析：本題主要考查相關生理過程中的數量變化趨勢，涉及到新陳代謝與細胞分裂的相關內容，考查學生的理解能力和獲取信息的能力，以及基本的數學函數知識。如圖1曲線的走勢為先增加后穩定，曲線有兩個關鍵點：即起點（m，0）（m>0）和飽和點。符合這一曲線的為A選項；B項對應的曲線起點不正確，曲線的走勢一直為增函數，不會出現飽和效應；C項對應的曲線就更不正確了，起點縱坐標等于終點，且大于0；D項曲線為種群的“J”型增長曲線。

答案：A。

該題將數學中的函數與生物學知識相結合。只是基本的函數知識，并沒有太過復雜的東西，因此對于高中生來說是可以解決的，充分體現了數學在生物學中的滲透和重要作用。

2.2 生物與物理

【例3】 一個班級分組進行減數分裂實驗，下列操作及表述正確的是（ ）

A. 換用高倍鏡時，從側面觀察，防止物鏡與裝片碰擦

B. 因觀察材料較少，細胞較小，顯微鏡視野應適當調亮

C. 為觀察染色體不同層面的精細結構，用粗準焦螺旋調節焦距

D. 一個視野中，用10×物鏡看到8個細胞，用40×物鏡則可看到32個細胞

解析：高倍鏡鏡頭較長，換用時應從側面觀察，防止物鏡與裝片碰擦，A選項正確；本實驗換用高倍鏡觀察時，視野會變暗，但原因不是材料少，細胞小，B選項錯誤；觀察染色體不同層面的精細結構時，使用的是高倍鏡，應用細準焦螺旋調節焦距，C選項錯誤；放大倍數越大，看到細胞數目越少，D選項錯誤。

答案：A。

此題重點考查顯微鏡的使用及注意事項，比較簡單。顯微鏡是微觀世界和宏觀世界溝通的橋梁，因此是生物學科必不可少的工具。要想了解和掌握微觀生物，首先就必須知道顯微鏡的構造和使用方法。而顯微鏡的成像原理、放大原理和放大倍數的計算卻是物理知識。此題很好地將物理知識與生物知識相融合，體現了學科間的交叉和滲透。

2.3 生物與化學

【例4】 下列與實驗相關的敘述，錯誤的是（ ）

A. 馬鈴薯塊莖搗碎后的提取液可檢測出蛋白質

B. 光學顯微鏡可用于觀察植物細胞的質壁分離現象

C. 檢測酵母菌培養過程中是否產生CO2，可判斷其呼吸方式

D. 在95%乙醇中加入無水Na2CO3后，可提高色素的溶解度

解析：馬鈴薯塊莖中也含有蛋白質，A選項正確；植物細胞質壁分離用光學顯微鏡就可以觀察到，B選項正確；酵母菌細胞無論是有氧呼吸還是無氧呼吸都產生二氧化碳，不能以是否產生二氧化碳作為判斷細胞呼吸類型的方式，C選項錯誤；無水Na2CO3可以與 95%酒精中的水分子結合生成10H2O·Na2CO3，提高乙醇純度，利于色素的溶解，D選項正確。

答案：C。

本題考查學生對教材實驗的理解識記情況，涉及蛋白質鑒定原料選擇、植物細胞質壁分離及復原、酵母菌細胞呼吸方式的探究及色素的提取等相關實驗，跨度較大，并與化學學科有一定交叉，具有一定難度。

加強不同學科間的綜合教學，是新一輪教育教學改革與發展的必然趨勢，也是一個亟待深入探討的新課題。生物學教學要適應這一時代的需要，還有諸多問題需要研究和探討。

參考文獻：

[1] 周代華.生物學與其他學科滲透初探[J].中學生物教學，1996，（5）：36.

[2] 歐陽浩波.淺談生物科與物理、化學學科之間的聯系和綜合[J].中學生物教學，2002，（7-8）：18-20.