中學(xué)生物學(xué)跨學(xué)科實踐的創(chuàng)新研究

摘 要：生物學(xué)作為一門基于科學(xué)研究的學(xué)科，其學(xué)科目標(biāo)在于培育學(xué)生的科學(xué)認(rèn)知能力和整體科學(xué)素質(zhì)。隨著教育改革的深化，跨學(xué)科的融合思維已成為教學(xué)策略的重要組成部分。本文旨在探討結(jié)合語文、數(shù)學(xué)、物理學(xué)、地理學(xué)等學(xué)科知識，引導(dǎo)學(xué)生從全新的學(xué)習(xí)視角理解生物學(xué)知識，摒棄傳統(tǒng)“死記硬背”的學(xué)習(xí)方式，通過教學(xué)實踐提高學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：生物學(xué)教學(xué)；跨學(xué)科；課外活動

文章編號：1003-7586（2024）07-0022-02 中圖分類號：G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

跨學(xué)科融合教學(xué)是一種新型教學(xué)模式，該模式融合不同學(xué)科的知識與技能進(jìn)行教學(xué)。作為生物學(xué)教師，需要將生物學(xué)學(xué)科視為承擔(dān)教育責(zé)任的載體，并靈活地運(yùn)用跨學(xué)科教學(xué)策略。然而，實際教學(xué)中通常會遇到教師經(jīng)驗不足，以及缺乏可借鑒的實例等問題。例如，部分教師尚未完全掌握跨學(xué)科教學(xué)的理念，且缺乏實踐經(jīng)驗；不同學(xué)校提供的跨學(xué)科教學(xué)范例存在較大差異，在一程度上影響了教師進(jìn)行跨學(xué)科融合教學(xué)設(shè)計時的靈活調(diào)整與有效運(yùn)用，從而阻礙了教學(xué)實踐中的跨學(xué)科知識的整合。鑒于此，本文旨在通過實例分析，為初中生物學(xué)教師在教學(xué)實踐中整合跨學(xué)科知識，提高學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)提供有效參考。

1 與語文知識相結(jié)合，提高學(xué)生的語言表達(dá)能力

盡管生物學(xué)歸類于理學(xué)科目，但在進(jìn)行實驗探究和討論交流時，學(xué)生的語言表達(dá)能力起重要作用。例如，在義務(wù)教育階段，學(xué)生不僅需要正確描述生物學(xué)實驗結(jié)果，更需要以精確的生物學(xué)術(shù)語對其進(jìn)行闡述，這一需求與語文學(xué)科的教學(xué)目標(biāo)不謀而合。同時，隨著教育環(huán)境的變革，科學(xué)論文競賽的頻率和規(guī)模日漸增長，其目的在于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和批判性思維。為了順應(yīng)這一趨勢，部分學(xué)校加強(qiáng)培養(yǎng)學(xué)生撰寫科技論文的能力。然而，要全面提升初中生的生物學(xué)論文競賽水平，單純依靠生物學(xué)知識顯然不夠，還需要多學(xué)科知識的協(xié)作與整合。［1］基于此，筆者從學(xué)生所熟悉的作文模塊切入，進(jìn)行生物學(xué)與語文知識整合教學(xué)的探討。

在進(jìn)行“植物的光合作用”一節(jié)教學(xué)時，教師可將教材中“以植物為媒介傳達(dá)感情”這一主題結(jié)合語文知識進(jìn)行教學(xué)設(shè)計。此外，在理解綠色植物的相關(guān)知識點后，教師可以鼓勵學(xué)生以綠色植物為主題，依據(jù)個人興趣選擇一種特定的植物，圍繞其分類、形態(tài)特征、生存環(huán)境以及生態(tài)功能等多個方面進(jìn)行文本創(chuàng)作。隨后，教師收集并展示具有代表性的作品，通過師生間的討論和評價活動，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建“生物圈內(nèi)綠色植物”的概念。上述教學(xué)策略成功地融合語文創(chuàng)作與生物學(xué)教育，不僅幫助學(xué)生將生物學(xué)知識遷移至實際應(yīng)用，同時還能夠有效提升其文學(xué)素養(yǎng)和寫作能力，從而為撰寫科研論文建立堅實的語言基礎(chǔ)。

2 與數(shù)學(xué)知識相結(jié)合，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)探究能力

數(shù)學(xué)學(xué)科的教學(xué)目標(biāo)在于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力，特別是在處理和分析數(shù)據(jù)時，能夠提供一種直觀且清晰的途徑來描繪和解析問題。相較于數(shù)學(xué)，學(xué)生接觸生物學(xué)的時間較晚。然而，若能將生物學(xué)現(xiàn)象和規(guī)律轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題，利用數(shù)學(xué)工具進(jìn)行探究，將有助于學(xué)生更加深刻地理解和把握生物學(xué)現(xiàn)象的本質(zhì)，同時也促進(jìn)學(xué)生邏輯思維的提升。這種由實際問題轉(zhuǎn)變?yōu)槌橄髷?shù)學(xué)模型的過程，不僅深化了學(xué)生對生物學(xué)知識的理解，還鍛煉了學(xué)生運(yùn)用多學(xué)科知識解決復(fù)雜問題的能力。

例如，在學(xué)習(xí)“植物體的組成”一章內(nèi)容后，學(xué)生初步掌握了植物根部吸收水分和葉片通過蒸騰作用失去水分的知識。然而，學(xué)生對于水分在植物器官之間運(yùn)輸過程的理解仍有一定困難。教師可以利用萵苣作為實驗材料，引導(dǎo)學(xué)生觀察萵苣莖部吸收水分的過程。具體操作如下：首先，將萵苣莖置于裝有水的燒杯中，然后在燒杯內(nèi)滴加少量的色素劑使清水染色。之后學(xué)生利用數(shù)學(xué)相關(guān)知識，記錄一定時間內(nèi)色素在莖部上移的距離，可以計算萵苣的水吸收速率，并根據(jù)數(shù)據(jù)描述實驗結(jié)果。教師在設(shè)計時應(yīng)簡化實驗操作過程，以便學(xué)生在完成課堂學(xué)習(xí)任務(wù)后可以獨立重復(fù)實驗。

3 與物理學(xué)知識相結(jié)合，提升學(xué)生概念理解能力

相較于生物學(xué)，物理學(xué)擁有更為悠久、深厚的理論體系，以及更為豐富成熟的實驗技術(shù)發(fā)展史，這種優(yōu)勢能夠為生物學(xué)實驗的開展提供幫助。借助物理學(xué)原理及理論框架，學(xué)生能夠深入理解生物學(xué)理論的核心內(nèi)涵，加深學(xué)生對生物學(xué)基本概念的理解，使其能夠更加準(zhǔn)確地掌握生物學(xué)的理論和實踐研究。

例如，在“綠色植物光合作用”一節(jié)的教學(xué)過程中，教師會提出若干引導(dǎo)性問題，如“綠色葉片中哪種成分使其能夠進(jìn)行光合作用”等。學(xué)生閱讀教材的文字內(nèi)容，能夠理解綠色葉片中的葉綠體結(jié)構(gòu)是植物細(xì)胞光合作用的主要場所，即綠色植物制造有機(jī)物的“生產(chǎn)車間”。然而，這種解讀教材表面的解釋還不夠全面，學(xué)生可能只知道葉片呈綠色，而不知道綠色其實是由于葉綠素對可見光中的紅藍(lán)光具有較高的吸收率，向外界反射了吸收率更低的綠光，所以葉片呈現(xiàn)出綠色。在講解此知識點時，教師應(yīng)當(dāng)首先引導(dǎo)學(xué)生了解光學(xué)物理領(lǐng)域中的“可見光”這一概念，闡明可見光能夠被物體所吸收或反射，且人類眼睛所看見的物體的顏色與其所吸收和反射的光線存在關(guān)聯(lián)這一物理學(xué)知識點。

4 與地理知識相結(jié)合，提升學(xué)生社會責(zé)任能力

生物學(xué)的生態(tài)環(huán)境與地理空間環(huán)境緊密相連，通過分析地理環(huán)境的獨特表征，可以逐漸揭示環(huán)境中的生物多樣性、種群數(shù)量等生物學(xué)要素。這一過程不僅融合地理學(xué)學(xué)科視角和生物學(xué)實踐智慧，還深化了學(xué)生對生命演化規(guī)律、種群與群落的概念及其與自然環(huán)境相互作用的認(rèn)知。

在“生物進(jìn)化理論”的課題中，更加凸顯出地理位置與生物進(jìn)化間的密切聯(lián)系。例如在夏季，由于植物枝葉茂盛，雷鳥的羽毛常以褐色為主；在滿地白雪覆蓋時的嚴(yán)寒冬季，雷鳥的羽毛也逐漸變?yōu)榘咨c周圍環(huán)境融為一體，從而達(dá)到隱藏自身，躲避天敵追捕的目的。這種羽毛顏色的周期性變化，體現(xiàn)了生物適應(yīng)環(huán)境的進(jìn)化方向。學(xué)生在理解生物進(jìn)化機(jī)制的同時也產(chǎn)生了保護(hù)環(huán)境的意識，有效提升了學(xué)生的社會責(zé)任意識。

5 總結(jié)

綜上所述，在生物學(xué)課程中融入其他科目的教學(xué)元素，能夠有效促進(jìn)學(xué)生對生物學(xué)概念的深刻理解，培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。針對學(xué)科交叉的教學(xué)實施，教師應(yīng)當(dāng)持續(xù)接受新學(xué)科的知識和技能，以拓寬知識領(lǐng)域并提高跨學(xué)科的知識儲備。

參考文獻(xiàn)

［1］林灶華. 新時期跨學(xué)科知識遷移在高中語文教學(xué)中的應(yīng)用：應(yīng)用以史為鑒的方法解讀文言文［J］.中學(xué)教學(xué)參考，2018（13）：26-27．