初中科學中整合理化生地內容的途徑和策略

韓紅芳

[摘 要]科學是一門融合物理、化學、生物、地理內容的綜合性課程，整合是科學課程的一個主要特點。從教材內容、實驗探究和科學方法的整合入手，加強科學課程內不同學科內容的整合，以培養學生的綜合能力，發展學生的科學素養。

[關鍵詞]理化生地；初中科學；整合

[中圖分類號] G633.98 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-6058（2018）29-0073-02

自1993年起浙江省實施初中科學課程改革以來，對課程結構進行了調整，將物理、化學、生物和大部分地理內容（以下簡稱“理化生地”）歸屬為科學課程學習領域，旨在打破不同學科間的壁壘，強化學科間的聯系與整合，增強學生的綜合能力，發展學生的科學素養。

整合是科學課程的主要特點，其力圖超越學科界限，保留帶有結構性的基本內容，注重不同學科領域知識、技能之間的融通與連接?？茖W是一門需要掌握各種思維，聯系各類知識進行綜合運用的學科。加強理化生地內容的整合，不僅有助于學生更好地理解和掌握科學知識，培養學生的綜合能力，還有利于激發學生探索科學的興趣，提高學生的思維能力。

一、整合理化生地內容的途徑

物理、化學、生物、地理四門學科都是研究自然規律的科學，雖然它們研究的領域、角度、方法和手段不盡相同，但它們對和諧統一的自然現象的認識規律卻是相同的。對此，教師要從教材內容、實驗探究、科學方法等方面去加強理化生地內容的整合，進而培養學生的綜合能力。

1.教材內容的整合

教材內容的整合是指科學教材中的內容并不是孤立的，將有機聯系的理化生地內容整合成一個整體，使學生對所學科學知識有一個綜合的認識?？茖W課程標準指出，應逐步樹立學生關于自然界的物質性、整體性、層次性和系統性的科學思想與觀念。在科學教材的單元結構的設計上就較好地體現了整合特點，經常以某一綜合性的主題為內容，學生需基于不同學科視角對該主題開展討論。

例如，水的循環，若從地理的角度進行分析可知，分布在地球各處的水處于不斷運動和相互轉化之中，通過蒸發、水汽輸送、降水、下滲、沿地表或地下流動而緊密地聯系在一起，進行著持續不斷的循環；若對各環節進行具體分析可知，河流水、湖泊水和海洋水是通過直接蒸發的形式，轉化為大氣水，冰川直接升華為水蒸氣，而這些變化涉及物理中的物態變化知識；若聯系生物學知識可知，植物體通過根吸收的水以蒸騰形式釋放出來，蒸騰是植物的一項重要生理活動；若從對水的作用和水的構成進行分析，又需運用相關的化學知識。

又如，理化生地的內容有相似的結構層次。如地理的“地球—地月系—太陽系—銀河系—河外星系—宇宙”結構，生物的“細胞—組織—器官—系統—整體”結構，物理的“夸克—質子—原子核—原子—分子—物質”結構，等等。

在情感態度與價值觀教學目標上，理化生地也高度一致，都注重通過科學史對學生進行科學精神教育，如通過托勒密、哥白尼、伽利略、開普勒、法拉第、錢學森、侯德榜、屠呦呦等科學家的有關事跡，滲透科學家追求科學真理而忘我奮斗的精神教育?？茖W是一門建立在證據和科學思維基礎上的學科，而理化生地各學科內容也十分重視實證研究，如地殼變動、大陸漂移說就是建立在證據基礎之上的，理化生地往往通過探究尋找證據，并分析證據而得出結論。

2.實驗探究的整合

科學課程標準指出，科學探究活動是培養科學觀念與能力的重要途徑，也是培養創新精神與實踐能力的有效手段。實驗教學是物理、化學、生物、地理等學科獲得新知的一種常見手段。為此，可以在開展理化生地實驗時加強實驗探究的整合。對于許多實驗，教師都可引導學生按照“提出問題、建立假設、設計方案、獲取事實證據、解釋、檢驗與評價、表達與交流”等步驟來進行，尤其是對于一些驗證性實驗，也應盡量引導學生來開展科學探究。

探究性實驗在理化生中較為常見，在地理學習中較少見，但這并不代表地理教學中就不用加強探究性實驗教學。例如，對于“土壤的成分”這部分內容，教材安排驗證性實驗來得出土壤中含有大量的生物和空氣、水分、有機物、無機鹽等非生命物質。其實教師可引導學生按探究性實驗來實施，如在探究“土壤中是否存在有機物”時，可讓學生自己提出問題，建立假設，并設計實驗方案，通過親自動手操作、觀察實驗現象，尋找證據，從而得出實驗結論。這樣，將有助于學生加深對科學知識的理解，切實提高學生的科學探究能力。

又如，在教學溫室效應的相關內容時，教師可引導學生利用生活中的常見物品，如透明塑料袋、塑料薄膜、玻璃瓶、溫度計等，做模擬大氣溫室效應的小實驗。通過實驗探究的整合，可較好地把理化生地內容整合成一個整體。

3.科學方法的整合

“過程與方法”教學目標重在引導學生在“過程”中理解、掌握科學方法，并進一步加以運用與內化。在初中學習中，常見的科學方法有觀察法、實驗法、調查法、比較法、分析與綜合法、歸納與演繹法、模型法等，教師應在理化生地的教學中加強學生對這些科學方法的整合運用。

例如，模型法是對于一些復雜的自然現象和過程，根據已掌握的事實材料，首先建立一個適當的模型加以描述，使研究對象形象化、具體化。也就是從模型出發，把某個問題與模型相對應，進而尋找解決問題思路的一種思維方法。

其中，圖甲是地球內部圈層結構模型；圖乙是原子結構模型，從中可觀察到原子核在原子中所占體積很小、電子在核外空間高速運動等；圖丙是條形磁鐵磁感線模型（以磁感線疏密來表示磁場強弱）。模型在理化生地學習中普遍存在，如水的電解模型、細胞結構模型、DNA結構模型、光學模型等。對此，教師可引導學生自己動手制作模型，如制作溫度計模型；用乒乓球等材料來制作地球儀，以演示地球的運動；用泥土等材料來制作簡單地形模型，并繪制簡單的等高線地形圖；用氣球來模擬宇宙的膨脹；等等。這樣，在促進學生理解和掌握科學方法的同時，也有助于提高學生的動手能力。

二、整合理化生地內容的策略

理化生地內容的整合，就是集整體的觀念、全程的思想和整合的知識于一體，既有助于學生更好地理解和掌握科學知識，又能有效培養學生思維的深刻性和發展學生的科學素養。

1.整合理化生地知識，突破科學教學難點

不論科學中哪一方面內容，其相關現象和規律的解釋都離不開其他學科知識的輔助，若缺乏相關學科的知識儲備，學生將會遇到學習障礙，難以理解學習內容，從而導致對所學內容疑惑不解，進而形成認知矛盾，從而阻礙進一步獲取新知。

例如，季風的形成，教材中僅這樣表述：冬季，歐亞大陸氣溫低，太平洋氣溫高，風從中國大陸吹向太平洋；夏季，歐亞大陸氣溫高，太平洋氣溫低，風從太平洋吹向中國大陸。許多學生很難理解，只能死記硬背。為此，若能運用“比熱容”這一物理知識進行解釋，問題即可迎刃而解。如，冬季大陸為什么氣溫低？因為大陸沙石的比熱容比海洋水小，根據公式[Q=cmΔt]，推得[Δt=Q/cm]，在Q、m相同的情況下，c越大，[Δt]反而小，從而可得出冬季大陸氣溫低的原因。冬季大陸氣溫低致使近地面的空氣密度大，導致氣壓變大，而空氣流動規律是從高壓區流向低壓區。又如，日食、月食等問題亦可用物理的光學知識輕松解決。

結合學生的“最近發展區”，根據教學難點內容，整合理化生地的相關內容，不僅有助于降低學習難度，還能有效激發學生的求知欲。

2.運用理化生地知識，解決科學實際問題

隨著現代科技的發展，許多科學問題并不是純粹的單學科問題，也不是靠單一學科知識就能解決的，需要發揮各學科的綜合優勢。認知心理學告訴我們，解決問題不僅要關心結果，關心問題解決的過程，還要關注解決問題的策略。聯系理化生地知識，就是解決實際問題的一項優勢策略。

例如，宋朝文學家范成大到海拔3700米的峨眉山旅游，他發現在山上“煮米不成飯”，于是認為是山上的泉水太寒冷所致，故有“萬古冰雪之汁”之說。其實，究其原因是高原上氣壓低，水的沸點低，因此不容易煮熟食物。據此，也可解釋為什么生活在高原上的人往往采用燒烤的方式來把食物烤熟，而不用水煮的方式。

又如，用“CaCO3+CO2+H2O=Ca（HCO3） 2”來解釋石芽、石林、溶洞等喀斯特地貌的形成，用“Ca（HCO3） 2=CaCO3↓+H2O+CO2↑”來解釋鐘乳石、石筍、石柱等喀斯特地貌的形成。而全球氣候變暖的原因則可用物質守恒定律（碳元素守恒）來解釋。

在科學教學中，引導學生綜合運用理化生地知識解決問題，既可打破學生的思維定式，開拓學生的思路，培養學生的綜合能力，也有助于培養學生思維的深刻性。

總之，科學作為一門綜合性課程，要加強理化生地內容的整合，充分利用理化生地學科的優勢和特點來幫助學生深入理解科學知識，同時有效促進學生對理化生地知識的鞏固和應用，進而促使學科融合發展，煥發新的生機和活力，培養學生的綜合能力，提升學生的核心素養。

[ 參 考 文 獻 ]

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[4] 朱秀華.物理與相關學科的聯系與有效整合策略[J].物理教學，2014（11）：38-39+30.

（責任編輯 黃春香）