跨學科融合的價值意蘊、現實困境與路徑選擇

摘要：跨學科融合教學是初中生物學課程實施的重點?？鐚W科融合教學應達成對生物學概念的深度理解，促成不同學科知識的融會貫通，建構正確的情感觀與價值觀。立足生物學跨學科融合教學的價值意蘊，分析跨學科融合教學存在的現實困境，探析初中生物學跨學科融合教學的路徑選擇，以期不斷擴大初中生物學科課程的長度、寬度和高度，實現跨學科融合教學效益最大化。

關鍵詞：初中生物學；跨學科教學；學科融合；價值意蘊；現實困境

中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：A 文章編號：1673-4289（2024）10-0019-04

開展跨學科融合教學是義務教育生物學課程改革取得新進展的重要標志?！读x務教育生物學課程標準（2022年版）》（以下稱“2022版課標”）特別強調要“引導學生綜合運用生物學、化學、物理、地理、數學等學科的相關知識和方法，嘗試分析和解決實際問題”。這充分說明在生物學課堂上開展跨學科融合教學，注重發揮生物學與化學、物理、地理、數學等的關聯和整合作用，有助于學生從多個學科的角度探索和建構生物學知識，形成立體的知識網絡，激活多元化思維，提高綜合運用所學知識分析和解決實際問題的能力?；谶@樣的認知，本文以2022版課標為引領，以北師大版初中生物學教科書為教學用書，結合筆者自身的教學經歷和教學思考，對初中生物學跨學科融合教學進行探討和研究。

一、跨學科融合教學的價值意蘊

跨學科融合教學是當前課程改革的一大趨勢，也是發展學生核心素養的重要舉措。按照義務教育階段的課程設置要求，在小學階段開設科學課程，而初中階段則根據研究對象的不同，將科學課程的內容分為生物學、化學、物理、地理等不同學科。這些學科具有研究方法的差異，也共享一些通用的科學方法。因此，在生物學教學中，應注意加強與其他學科的相互滲透、交叉融合，幫助學生在跨學科廣闊視野內完成自我學科素養提升。

（一）達成對生物學概念的深度理解

生物學研究的內容是生物的結構、功能、發生和發展規律，以及生物與周圍環境的關系等。生物學知識主要由基本概念和原理構成。生物學的基本概念和原理不僅是闡釋生命現象的核心內容，還處于生物學科的中心位置，對學生學習生物學具有重要的支撐作用。在學習生物學過程中，學生需要理解及掌握許多生物學概念。而開展跨學科融合教學，教師可以通過不同學科知識的交叉滲透與互相補充，跨越學科壁壘，突破學生思維障礙，為學生加深對生物學知識的理解和認識，并對生物學概念形成系統性、全面性的認知，提供更全面、更深入的素材和思路。

（二）促成不同學科知識的融會貫通

生物學又稱生命科學。它由經驗主義出發，吸收了數學、物理學和化學等的成就，逐漸發展成一門精確的、定量的、深入到分子層次的科學問。正因如此，在解決生物學問題的過程中，往往還會涉及這些學科的內容和研究方法、研究手段。可見，開展初中生物學跨學科融合教學，能夠加強生物學與其他學科知識的關聯性和滲透性，對生物學知識的傳授也具有啟發性和拓展性意義。它既能激發學生認真研究生物學知識和其他課程知識存在的“相通點”，并利用這些“相通點”多角度了解生物，豐富生物學知識，又可以基于融會貫通原則，綜合利用生物學和其他學科的知識、方法、手段分析和解決現實問題。

（三）建構正確的情感觀與價值觀

在生物學教學中，情感教育是一項重要任務，尤其是在幫助學生形成生命觀念方面，2022版課標極力倡導學生通過學習生物學課程培養對自然界生命的深厚情懷。而生命觀念對認識生命世界具有指導作用，是科學自然觀和世界觀的重要組成部分，具有鮮明的跨學科特點。因此，在開展跨學科融合教學時，教師可通過引入與教學內容相關的圖片、音視頻等情感化教學資源，或設計情感化情境，讓其他學科知識的呈現更生動形象。這不僅有利于學生站在跨學科融合的角度將初中生物學知識進行內化，更有助于學生找到生物學與其他學科情感上的共鳴點，使其在情感世界的豐盈下，建構正確的情感觀與價值觀。

二、跨學科融合教學的現實困境

2022年版課標明確指出，“‘生物學與社會·跨學科實踐’學習主題約占總課時數的10%”。在2022版課標的指引下，初中生物學教師積極探索、努力踐行跨學科融合教學，聚焦重點、突破難點，整合教學內容，創新教學形式網，培養和發展學生核心素養，引領學生實現全面發展。但作為具有綜合性和實踐性的初中生物學跨學科融合教學在實踐中依然存在不少問題和面臨諸多困境。歸納概括起來，主要體現在以下三個方面：

（一）教學理念相對滯后

與語文、數學、英語等其他學科跨學科融合教學相比，初中生物學教學在這方面的確有所遜色。這主要在于仍有不少初中生物學教師教學理念的滯后，未能深刻認識到跨學科融合教學的重大意義。

在實際教學中，應試教育理念依舊根植于部份教師的腦海中，使這部份教師仍然專注于本學科知識的傳授，極少延伸、觸及其他學科知識、觀念和方法。由于沒有經常性組織跨學科融合教學活動，導致大多數教師缺少這方面的經驗，他們不知道跨學科怎么“跨”，如何將生物學與其他學科進行跨學科融合，不能精準地找到各學科間的共通點，最終導致在實施過程中出現“生拉硬拽”等問題，背離了跨學科融合教學的真正意蘊。

（二）教學方式比較陳舊

隨著2022年版課標的深度實施，初中生物學跨學科融合教學的意義和價值被越來越多的教師理解和重視，他們也開始在教學中積極嘗試，但總是未能達到預期的效果。經過對這一結果的原因進行剖析，發現問題的根源在于跨學科融合教學方式的選用不適切。比如，在融合其他學科時，許多教師依然采用課堂講授的方式主導課外教學；生物學綜合實踐活動不屬于學科性課程，但許多教師卻常常以綜合實踐活動替代跨學科融合教學實踐；跨學科融合教學要求通過真情實境中的知識應用達到教學目的，而有的教師在組織實施時卻對問題情境設計、任務驅動等關注不夠，導致大多數跨學科融合教學難以達成理想的效果。

（三）教學內容跨而不合

跨學科融合教學的內容由不同學科的知識、技能和方法合理融合而成。但在實際實施過程中經常出現內容割裂、跨而不合的現象。一方面，跨學科融合教學要求教師應具備多學科的知識背景，然而現實中大部分初中生物學教師的學科背景都較為單一，掌握的多學科知識有限，難以單獨勝任跨學科融合教學。另一方面，多數教師由于沒有經過系統的專業培訓，對跨學科融合教學的認知模糊、理解存在偏差，因而常常將跨學科融合教學搞成“拼盤式”“雜糅化”教學。這種缺乏合理融合的跨學科教學，只能停留于形式層面上，而非以解決問題為核心的學科間融合，學生因此獲得的知識也很零碎，難以建立系統的知識體系。

三、跨學科融合教學的路徑選擇

跨學科融合背景下初中生物教學實踐是生物學課程改革深化過程中探索的焦點。它的有效落實不僅要認真貫徹2022版課標從核心素養、課程設計、學習主題、內容聚焦、教學過程、學業評價六個維度闡釋的課程理念，在教學方式上還要突出以問題為導航，以情境創設為驅動，以實踐育人為宗旨，以融通學科素養、強化高階思維為指向，注重做中學、做中思、做中創等，尤其需要在學科內容的融合上下功夫，促使其他學科內容能合理地融入初中生物學科中，提升初中生物學跨學科融合教學的實踐效果。

（一）與化學學科融合，培養實驗素養

化學與生物學的研究對象和方法有所不同，但兩個學科都是以實驗為基礎的學科，都要求學生在學習過程中必須掌握實驗操作技能，具備一定的實驗設計能力。其中，在生物實驗活動中還需要許多化學原理為其提供理論支撐。例如，碘液是初中生物實驗中經常使用到的一種試劑。在課堂上，教師可以用已配制好的碘液與適量的淀粉，演示“淀粉遇上碘液”的小實驗，讓學生感知“淀粉遇碘會變藍”的化學反應現象。然后，教師可以引導學生運用這一化學原理，設計相關生物學實驗，驗證“綠葉在光下合成淀粉”的實驗結果。又如，在教學“呼吸作用產生二氧化碳”這一知識點時，教師可以融入相應的化學實驗操作，直觀、形象地向學生揭示干凈的石灰水為何會變渾濁這一化學現象，讓學生探究現象背后的原理，并利用這一原理設計實驗，證明呼吸時的氣體有大量的二氧化碳。再如，在開展“檢驗光合作用能釋放氧氣”這一實驗時，教師可以利用氧氣能支持燃燒、具有氧化性的特點，通過將帶火星的衛生香或木條伸入試管后會復燃的現象，證明植物光合作用釋放氧氣的特征。這樣的教學，既融入跨學科融合教學理念，有助于培養學生融合多學科知識的能力，又可以讓學生通過完成相關實驗，提升對實驗的系統認識，進而發展科學探究、證據推理等關鍵能力。

（二）與物理學科融合，促進新知內化

物理學與生物學同屬自然科學，但物理學的研究進展更快、更透徹閣。一般情況下，生物學可以借助物理學的思想和方法展開更深入的研究。基于這一認知，在初中生物學教學中，教師可以通過融入物理學的知識成果，幫助學生更深入地學習生物學知識，更扎實地掌握生物學知識要領，更有效地促進生物學知識內化。例如，在教學“綠葉在光下制造有機物”這一知識點時，教師可以通過設置問題情境，引導學生探究這一知識點的生成原理及生成過程。在個體思考與合作探究的過程中，很多學生在教師的點撥下都能將葉綠體形象地理解為工廠里的一個生產車間，但在對核心問題“葉子表面為什么是綠色”的探究中，他們的理解往往失之偏頗，如有相當一部分學生認為葉子含有葉綠素，而葉綠素是綠色的，由此類推葉子也是綠色的。顯然，這種認識有些片面，不夠嚴謹。為幫助學生探究知識本質，教師可以將“可見光”這一物理知識融入課堂教學中，讓學生認識到葉子之所以是綠色，是因為葉子吸收了除綠色以外所有的光線，唯獨綠色沒有吸收，所以綠色被反射出去了，而這些綠光進入到人的眼睛，所以人們看到的葉子是綠色。這樣的解釋，不僅比學生之前的認知更為科學、嚴謹和全面，而且可以類比推理，運用光吸收和反射原理說明五顏六色的各類花朵色彩的成因。

（三）與地理學科融合，樹立環保理念

生物學教學的目的不僅僅是為了讓學生在考試中取得好成績，更重要的是使學生形成生命觀念，樹立科學的生物觀和環保理念。而這與地理學科中樹立生態文明觀、人地協調觀等高度契合。基于這一認知，在初中生物學教學中，將地理與生物學的知識、觀念有機地融合起來，有助于推動初中生準確把握生物現象，形成科學的環保理念。例如，在教學“生物進化的原因”這一知識點時，教師可以基于生物進化與地理環境緊密關聯，引導學生分析：“海島上的昆蟲與陸地上的昆蟲，為何會長得不一樣？”“在經常刮大風的海島上，無翅或殘翅的昆蟲特別多，為什么？”以此啟發學生從地理學科的角度闡釋生物現象，分析地理環境對生物進化產生的重大影響。又如，在教學“生物圈中的綠色植物”這一知識點時，教師可以適時引入“森林植被在自然界中的作用”這一地理知識，讓學生思考：“綠色植物的蒸騰作用對植物和人們的生活有什么好處？”有的學生說：“可以釋放大量的水蒸氣，增加空氣濕度，從而調節氣候?！币灿械膶W生說：“可以促進水循環，將土壤中的水分蒸發到大氣中，形成降水，再回到土壤中，維持了生態系統的水分平衡?！边@樣，既讓學生了解森林植被的特點和重要性，又幫助學生形成愛護自然環境、促進綠色發展的生態意識。

（四）與數學學科融合，增強探究意識

在生物學學習中，學生難免會遇到許多抽象性、理論性較強的知識點，使他們不知所措、無從下手。在此情形下，教師可以從跨學科融合的角度，將抽象、繁雜的生物學知識轉化為學生熟悉的數學現象或數學模型。這不僅能促使學生喚醒已有的知識經驗，增進對新知識的認識和理解，還可以充分展現數學的基礎性作用，提高學生遷移應用、探究新知的能力。例如，在教學“植物的器官”這一知識點時，大多數學生都能掌握植物中的根、莖、葉、花、果實和種子這六個器官的概念、特點和功能，但對于“根與葉如何利用莖運輸水分”這一較為抽象的內容，在理解上存在一定難度。對此，教師不要強行進行理論說教，而應鼓勵學生積極嘗試用數學方法解決生物學難題?；谶@一認知，教師以芹菜莖、燒杯和紅墨水為實驗材料，帶領學生運用數學學科的測量方法，計算“芹菜莖的吸水速度”：在裝有適量水的燒杯中放入一些芹菜莖，以及倒入一些紅墨水，然后基于一定時間內紅墨水下降的距離，運用數學公式（吸水速度=下降距離÷時間）計算芹菜莖的吸水速度。實驗中，還可以基于提升學生認知能力設置任務情境：“分析影響芹菜莖的吸水速度的因素，并用實驗證明”。這一過程，巧妙地利用數學學科的知識和方法，增強學生探究意識，深化生物教學效果。

四、結束語

綜上所述，初中生物學跨學科融合教學的開展符合新課程理念和素質教育要求。它不僅能激發學生對生物學課程的更多期待，還可以幫助學生更好地建構生物學的知識體系。但是，由于初中生物學的課程目標剛剛從三維目標轉向核心素養，當前初中生物學跨學科融合教學與2022年版課標要求的方向相比還存在較大的差距，邏輯和體系化的缺陷尤為明顯。因此，作為初中生物學教師，要在2022年版課標的引領下，牢固樹立跨學科融合教學理念，持續研究和探討跨學科融合教學的內容和方法，注重依據生物學教學內容對相關課程進行整合、修改和完善，不斷擴展生物學課程的長度、寬度和高度，促進學生通過跨學科融合教學這一新型的教學模式，切實提高面對真實問題的解決能力、公民意識和社會責任感。

基金項目：2022年石獅市基礎教育教學改革專項課題“跨學科融合背景下初中生物教學實踐研究”（SJGZX2022-80）