學科融合視角下的初中生物教學分析

梁燕春

（定西市隴西縣渭州學校 甘肅 定西 748100）

前言

初中生物作為獨立教育學科，是學生接觸和探究自然界生命體特征的主要途徑，生物教學建立在實踐基礎之上，通過有效的教學手段，引導學生研究各種生命現象，掌握生物知識。在學科融合背景下，生物教學需與化學、物理等學科緊密聯系，構建綜合性教育體系，向學生傳遞多樣化知識，培養復合型人才，加強學科之間知識互通性，使學生深入理解知識，提升學習能力。

1.初中生物學科融合教育闡述

初中階段學生處于青春期，對很多事物充滿了好奇，喜歡觀察各種事物。學生對學科的喜愛程度亦是如此，當學生觀察學科、了解學科知識后，會對學習有自己的想法。如：在觀察小鳥在天空中飛行時，了解到小鳥翅膀可以平衡身體，分析空氣浮力原理，整體思考小鳥揮動著翅膀在空中翱翔的奧秘。探索鳥類飛翔原理涉及到生物學科知識和物理學科知識，為更好促進學科之間的融合，教師應引導學生注意觀察事物，學會獨立思考，提升分析問題的能力，為融合教學做好鋪墊。

在1986年，美國科委會發表報告首次提出STEM 教育模式，即加強科學、技術、工程和數學學科之間的聯系，引導學生認識科學，利用知識了解自然界客觀規律，尊重規律改造世界，與自然和諧共處，利用綜合知識分析解決社會發展難題。STEM 教育注重培養學生科學素養，利用生物、物理及化學知識打開認識世界的大門，利用管理和專業能力提升技術素養，通過理解和設計培養工程技能，學習數學知識解決難題，提升數學素養。初中生物教學中，以STEM 教育模式為基礎，融合學科教育理念，通過在原有教學活動中融入多學科教學元素，探索新型的學科融合模式，創建教育課程，充分發揮生物學融合教學優勢。初中生思維方式和邏輯方式都在逐步的提高，具備較強的復合學習能力，對于學科融合，可以接觸到不同學科的知識，雖然學科之間內容有一定差異，但是追求其根本最終的知識內涵是一致的。生物教學以學科知識為核心，融合其他學科知識內容，從而解決實際的問題。學科融合學習主要以解決問題為導向，并非學科之間橫向或縱向的跨越，而是針對不同問題，從不同的角度思考問題。生物教學中，教師應尊重學生的想法，發揮學生主體地位，從局部到整體，以生物學為基礎，拓展學科知識，構建完整的課程系統，充分發揮學科融合教學價值[1]。

2.學科融合教育模式構建

生物學科是研究自然界生物生命體的學科，小學階段涵蓋自然科學知識的學科為科學，在初中階段，學生通過生物學科接觸和了解自然界。生物教學過程中，教學內容與化學和物理知識息息相關，很多生物知識學生在理解時比較吃力，但當學生具備一定化學和物理知識基礎后，對生物的理解也更加輕松。初一階段，學生化學和物理知識了解較少，生物教師應向學生耐心地講解知識原理，加強學科之間的融合教學，使學生對生命現象有所了解，應用理化知識聯合物理知識理解生物體，又不對學生構成理化學習障礙。通過實踐研究可知，構建完整的學科融合教育模式，在生物課堂中融入理化知識，給予學生思維空間，引導學生獨立思考，在其他學科教學中，可以做好知識遷移，靈活轉換知識[2]。

例如：七年級上第五章“綠色植物與生物圈中碳-氧平衡”第一節光合作用吸收二氧化碳釋放氧氣教學中，其中涉及到物理學科相關知識。學生在學習生物知識時，教師可以利用圖片或視頻等方式吸引學生注意力，使用教具進行演示，增強視覺感，給予學生多樣化學習體驗，利用物理透射光和反射光知識來解釋也綠色溶液磷光和熒光現象，生物學科中光合作用碳原子和氧原子轉移與物理學中放射性同位素示蹤原理結合。通過構建學科模型，加上教師的實際操作演示，多學科相融合，使學生對知識理解更加深入。如果學生不具備一定的物理基礎，在理解生物現象時會覺得比較吃力，對知識的理解也比較表面，在教師提問、假設和實踐操作中，學生會有很多的疑問。多學科融合教育模式，可以幫助學生答疑解惑，使學生理解多學科知識的同時，探究自然科學知識。在課程結束后，教師可以為學生布置相關練習作業，加強理論與實踐結合，培養學生綜合素養[3]。

3.學科融合教學研究

初中生物教學中，跨學科教學優勢明顯。如在檢測化合物時會用到化學學科知識，在測量時會應用到工程學和物理知識。

例如：第五單元“生物圈中的其他生物”第五單元“鳥”教學中，眾所周知，鳥類可以飛翔，學生對于飛翔有一定的了解，結合日常觀察和常識可以了解知識，當鳥飛行時重量減輕，阻力會減小，再利用風力作為推動力，就可以翱翔天空。此單元教學中，生物學科與物理學科緊密相連，通過比較和觀察，學生可以掌握科學知識。鳥類的哪些結構可以減少重量、增加浮力，利用動力學原理可以解釋飛行現象，拓展學生認知范圍，提升學生思維能力。如流線型可以有效減輕阻力，學生可能理解起來較難，抽象的知識不像折飛機更直觀易理解，學生可以用折飛機模擬小鳥飛翔的姿勢，也可以折疊各種形狀，分析折紙空中飛行的情況，通過學習生物知識，聯系物理知識，理解流線型原理。小鳥骨骼形狀和氣囊和工程知識有一定聯系，氣囊像氣球一樣，如果氣球充氣，則福利會增加，從而可以解釋鳥為什么能夠在空中飛翔。學生可以結合常識經驗，了解鳥骨骼所占身體重量5%左右，而人類骨骼則占20%左右，通過數據對比，學生對骨骼差異性有所了解，教師可以通過網絡查閱文獻資料，向學生講解動物骨骼密度相關知識，使學生對鳥飛翔原理有更加深入的了解。學科融合可以幫助學生理解很多知識，將不同學科知識相關聯，對事物現象的解釋更貼切、更科學[4]。

鳥類胸肌發達，骨骼輕巧，這為飛行提供了較大動力，學生在學習知識和探究自然現象過程中，對動力能量有所了解，并提出疑問：鳥是如何保持較大動能呢，通過生物知識可以解答：鳥的食量較大，且消化能力較強，消化食物后可以通過糞便快速排出殘渣，鳥體溫恒定，心率快，這些特點為鳥飛行提供動力。學生可以通過查閱書籍和利用互聯網查閱數據，一只雀每天會吃掉其體重20%左右的食物，雀鷹可以吃掉其體重50%的食物，蜂鳥可以吃掉身體重量兩倍的蜜漿。通過數據比較分析，鳥類與哺乳類體溫比較情況如表1所示，人類和鳥類的心臟、心率比較情況如表2 所示。

表1 鳥類與哺乳類動體溫比較

表2 人類和鳥類心臟、心率比較

通過數據比較分析，聯系教材內容，學生可以得出結論：鳥類食量較大，可以為其提供較大能量，心臟所占體重的比例也較大，心率高，這就可以很好地解釋鳥可以飛翔現象。學生結合學習的物理循環和呼吸知識，了解氣囊特征，可以解釋鳥能量供應相關問題。

4.開展學科融合PBL 模式

PBL 模式（項目式學習）指的是學生通過一段時間內對真實的、 復雜的問題進行探究，并從中獲得知識和技能。該學習方式以學生為核心，將各學科知識聯系一起，解決實際問題。初中教學各個學科都與生活息息相關，在創建真實教學情景中，應結合生活內容，設計和探究教學方式，為項目式學習提供豐富的學習素材。

4.1 依托制作的項目式學習

初中生物教學中，生活中常用例子是仿生學，通過學科知識融合，推進項目式學習模式的有效開展。近年來，我國科學技術發展迅速，應用仿生學理論，教師引導學生學習，以生活中的實際問題作為目標，通過實踐活動研究和分析，選擇適合的研究項目，激發學生的學習興趣，培養學生的學習熱情。

例如：學生在學習關節結構相關知識后，教師設置學習目標：設計義肢。學生按照人體工程原理，考慮關節結構選擇適合的材料，分析材料材質硬度、承載能力、重量以及舒適度等，精密測算材料數據，通過逐步分析和實踐，制作成品，反復試驗成品效果，學生在設計和實踐過程中，涉及到多個學科知識，如工程學、數學、工程學和美學等。通過項目式學習，學生可以系統化學習和掌握知識，思維得到融合，凸顯學科融合教學的優勢[5]。

除此之外，教師也可以選擇教材中提供的練習項目，如制作細胞模型，學生可以通過自己動手和觀察了解細胞知識，在設計項目時，會跨越學科，如設計適合嬰幼兒的玩具，學生要考慮選材環保，無毒無害，還要考慮玩具的安全性，玩具大小以及嬰幼兒特點等。

4.2 依托調查的實踐活動

教師可以引導學生進行社會性調查，深入生活，了解事物的本質，鍛煉學生表達能力和溝通能力，培養學生合作意識。在初中生物教學中，通過調查結果進行項目設計，了解校園生物的種類、生活中常見生物種類等；隨著學生知識的積累，教師還可以設計項目：研究調查常見傳染病，到防疫站和醫院調研。通過實踐性項目式學習，學生可以了解更多跨學科知識，增進學科之間的融合。

結語

綜上所述，學科融合模式在初中生物教學中的應用，打破單獨學科教學的局限性。通過多學科融合教學，給予學生更多思考空間，使學生了解多方面知識，鍛煉思維方式，構建綜合性的教學體系，培養學生綜合素養，促進學生未來多樣化發展。