学科融合视阈下高中生物学教学初探

【摘

要】学科融合视阈下高中生物学教学由以往的单独授课逐渐演变为与其他学科相互融合的授课方式，其教学目标也发生转变，强调对学生综合素养与综合运用能力的培养，教材中的许多知识点内容也与其他学科有互通之处。因此，在实际教学中教师要以高中生物学的交叉性为切入点，充分挖掘生物学与其他学科之间的联系，从而丰富教学内容，培养学生的学习兴趣，拓宽学生的生物学视野，为学生进行生物学课程学习提供更广阔、稳定的平台。【关键词】学科融合；高中生物学；教学策略；人文素养生物学是一门探究生命现象、研究自然科学的学科，能有效培养学生良好的生命观念与科学思维，使学生能对生活中存在的生物学现象开展探究实践，随着教学的深入与学段的增加学生会逐渐发现生物学课程的学习与语文、化学、地理等学科不論是在知识概念还是在模型构建上均有着较多的关联，同时学科融合教学模式的开展打破了传统教学模式下各个学科之间的壁垒，使各学科之间的知识点内容融会贯通，丰富学生的知识储备。一、高中生物学科融合的概况学科融合指的是将各学科之间存在关联的知识点相互融合渗透，在不断尝试与探索中打破学科边界的教育活动，有助于课程改革与教学创新。通过学习可发现在现行的高中生物学教材中存在着大量的与其学科相关的知识点内容，如“在生态系统中存在着与地理相关知识点，在DMA结构的学习中学生会学到有关化学知识，在内容遗传概率的学习中学生会用到数学中的概率计算方法进行计算”等，由此可知，在高中生物学课程教学中开展学科融合教学模式，有利于帮助学生更好地理解课程中的重难点知识，增强学生的学习理解能力，提高学生的学习效率与课程学习质量。二、学科融合在高中生物学教学中的有效应用策略（一）重视教学设计，加强课堂导入在现阶段的高中生物学学习中学生经常由于知识点的复杂性与抽象性对该课程的学习缺乏兴趣，在课堂学习中也不注重听讲，导致学习成绩下滑，出现该问题的主要原因便是教师对课堂导入环节的重视程度不足，并没有在课前有效激发学生的学习情绪，使学生快速进入学习状态。因此，教师应根据教学目标与教学内容，利用学科融合导入课程新知，让学生对接下来的课程学习充满期待。以人教版高中生物学必修一“细胞的物质输入和输出”为例，在本节课的学习中教师可将其与物理学科中的“扩散”知识点相融合，并借助具体的生物学实验帮助学生理解生物学中物质是如何实现跨膜运输的，以加深学生对扩散现象的印象。首先，为学生准备本次实验的道具水杯、清水、墨水，为学生讲解本次实验的目的与需要观察的现象。其次，组织学生进行实验，先在水杯中倒入一半清水，再用滴管向水杯中滴入墨水，观察墨水在清水中扩散的过程，让学生结合扩散的定义分析影响自由扩散与协助扩散的主要原因，了解什么是渗透作用，同时让学生利用数学模型分析跨膜运输方式的影响因素，绘制影响物质运输速率的曲线图。通过该方式，借助物理现象与数学模型不仅让学生对本节课将要学到的知识点内容有着充分的了解，也进一步激发学生的学习兴趣与积极性，通过具体的生物案例，使学科融合概念有着更深层次的理解，促进学生学科融合意识的形成。（二）强化学科融合，突破教学难点如何突破教学重难点，提高学生的生物学学习水平，一直是教师热议的课题，也是帮助学生构建完整生物知识框架的关键。生物学受学科性质的影响其知识点内容相对比较抽象，需要学生具备良好的理解能力与扎实的学科基础才能对其有着更加深入的理解。因此，教师可借助学科融合通过对其他学科知识点的介绍，引导学生用生物学的眼光与思维进行观察与思考，从而实现知识的迁移与运用。以人教版高中生物学必修一“细胞的能量供应和利用”为例，在讲解细胞呼吸的原理和应用使教师可借助化学方程式引导学生分析影响呼吸作用的因素有哪些？影响细胞呼吸速率的因素有哪些？教师可在课件中出示在做有氧呼吸反应时会生成的反应物与生成物，如“氧气（O2）、水（H2O）、二氧化碳（CO2）”，同时学生通过查阅课本中本节课的知识点内容发现影响细胞呼吸速率的主要因素，即反应条件温度与PH值，其反应式为C6H12O6酶→2C3H4O3（丙酮酸）+4[H]+少量能量，2C3H4O3+6H2O酶→20[H]+6CO2+少量能量，24[H]+6O2酶→12H2O+大能量，通过对不同阶段反应式的讲解，学生在教师的帮助下最终得出总反应式为C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+大能量。通过该方式，学生在教师的逐步引导下将生物学思维与化学思维相整合，结合教师所提出的具体问题对反应式中的内容进行分析，尝试动手解决从而找到学习生物学重难知识点的突破口。（三）开展生物实验，培养科学思维实验能帮助学生检验课上所学知识的正确性，加深学生的理解与记忆，能有效提高学生的动手实践能力，促进学生生物思维的发展。在高中阶段的学习中生物学与化学之间的关系最紧密，教师不仅能用化学知识帮助学生解决生物学学习中的重难点知识，也能借助化学实验组织学生进行对比分析，使学生感受到生物学与其他学科之间的联系与区别，以及意识到生物学学习的重要性，在对比分析的过程中生物学课程学习产生全新的认知。以人教版高中生物学必修一“组成细胞的分子”为例，在学生完成细胞中的元素和化合物以及细胞中的糖类和脂质的学习后，教师可组织学生开展检测生物组织中的营养物质实验中的还原性糖检测的实验。首先，教师可为学生明确化学实验与生物实验二者之间的区别，化学实验主要探究的是物质的结构，而生物实验主要是探究物质的性质，从而让学生在开展对比实验的过程中有所侧重，确保实验结果的准确性，同时为学生分发本次实验需要用到的实验器材与材料。其次，组织学生开展实验，在化学实验中学生主要是观察氢氧化铜（CU（OH）2）与葡萄糖在加热条件下所反映出的砖红色沉淀物（CU2O）了解还原性糖，在生物实验中学生可在2ml有还原性糖的溶液中（水果汁）中注入2ml的本尼迪特试剂，在充分震荡混合均匀后放入烧杯中水浴加热，观察其颜色变化，此时学生会看到有红黄色沉淀产生，让学生记录两次实验观察到的现象。最后，引导学生分析同样是还原性糖实验化学实验与生物实验的相同点是什么？不同点又是什么？学生结合教师在实验开始前所说的生物与化学实验的侧重点可分析出，二者的实验原理是相同的，只是在试剂表述、现象表述、实验方法上存在不同。通过对生物实验与化学实验的对比，学生意识到相比于其他学科，生物学与化学之间的关系最密切。为此，生物学教师可主动与化学教师建立联系，将现阶段学生学过的知识点内容相整合，以学生为中心开发生物学和化学相融合的校本课程，使学生能在接下来的生物学或化学课程学习中用辩证思维进行思考，促进学生综合学习能力的提升。（四）生物和化学相融合，强化探究能力由于高中生物学是中国自然科学中的基本学科，是探究生命现象与生物活动规律的科学领域，在生物学课程中融入了化学创社校本课程，重点是通过运用微观的化学知识渗透解决微观的生物学知识，从而帮助学生可以从分子、原子、离子等层面上更加深入地研究化合物的化学特性、成分、构造和规律等，开创研究新物质的科学领域，使学生可以在进一步掌握生物学基础知识时对化学基础知识有深刻了解，从而加深学生对生物学知识与化学知识之间的密切联系。因此，多学科融合下的校本课程创设，关键在于教师能够利用微观的化学知识，在生物学知识讲解过程中，构建生物学和化学校本课程，帮助学生轻松理解生物学知识内容，促进学生学习发展，提高学生学习能力。例如，在教授人教版高中生物学必修一“细胞中的元素和化合物”时，为了加深学生对生物学知识的理解，就是建构具有化学特色的研究型课程，成为生物学与化学校本课程融合的价值，有助于学生在课堂教学之外，积极进行研究性的学习实践活动，也有助于教师在课堂教学中，指导学生运用研究性学习理论和探究性思维开展教育实践的研究，体现出具有化学特色研究型校本课程的价值所在。如教师讲解细胞中的结合水时，为了让生物学和化学研究性学习理论和思想进行有效融合，以相互渗透、互为补充、彼此促进的校本课程建设为主，重点是利用微观化学知识，向学生呈现出微观生物学知识内容，使学生在生物学和化学校本课程中，掌握水中的主要组成元素物理性质等基础知识，使学生在掌握微观抽象的化学结合水理论后，认知思维得到发展，学习能力得到提升。通过生物学和化学知识的有机融合，学生主动接受这两个学科之间的相关知识，并在学科融会贯通基础上形成生成性的校本课程，带领学生借助化学知识对生物学知识进行实践探究，有助于学生在学科交融的校本课程建设中强化自身实践能力。三、高中生物学校本课程开发与应用校本课程的实施应以学生为中心，帮助学生积累学习经验，体会科学研究过程，体现校本课程的实际价值。因此，教师在生物地理融合创设的校本课程中，为了强化学生学习信心和兴趣，教师应当在生物地理融合校本课程中，围绕生物地理联合校本课程开发为中心，将跨学科联合教学活动紧密结合在一起，确保生物学课程教学发展，为校本课程开发奠定良好基础。例如，在教授人教版高中生物学必修二“生态系统类型”时，以生物学教材为基础，结合地理知识进行改变与扩充。这可以作为生物地理融合开发校本课程的主要方式。如教师在讲解生态系统类型的知识时，可以在提高学生生物学素养时，设计新的校本课程类型，引导学生回归实际生活进行学习与理解，从而帮助学生提高学习能力和探究能力。此外，教师结合地理学科拓展校本教学内容的范围，学生可以从日常生活中入手，开设“走进草原课程”生态学观点很强的校本课程，适合采用讲座、演讲、图片展示的课程教学方式，通过整合课堂教学内容，激发学生的研究兴趣，鼓励学生用生物科学的目光了解典型生态系统、自然保护区、特色动植物。并组织一次草原生态游方案、设计草原生态的校本课程活动，提高学生使用生物科学知识的能力。为了校本课程有进一步的发展空间，生物课题中的生态系统类型可以结合地理环境条件进行深入分析，通过以学生能实际感觉和亲身体验的事物和现象为基础密切联系生活，这样