《高中化学化学与生物与新时代前行向梦想课｜了解理念 树立意识》

202X1课程核心背景与核心理念解读演讲人2026-06-10XXXX有限公司202X课程核心背景与核心理念解读01新时代背景下高中生需要树立的核心意识02践行理念、逐梦前行的实践路径03目录《高中化学化学与生物与新时代前行向梦想课｜了解理念树立意识》作为一名拥有12年教龄的高中化学生物跨学科教研教师，我在近年来的一线教学中，越发深刻地感受到：传统分科教学下学生对知识的认知往往局限于单学科框架，而新时代科技与产业发展早已走向交叉融合，化学作为改造物质的基础工具、生物作为探索生命与生态的核心学科，二者的结合正是未来几十年科技突破的核心方向。本节课我将从核心理念解读、核心意识树立、实践路径梳理三个维度，和大家一起探讨化学生物人如何对接新时代、逐梦前行，整体采用总分总的逻辑逐层展开。XXXX有限公司202001PART.课程核心背景与核心理念解读课程核心背景与核心理念解读本节课的开设不是凭空设计的拓展内容，而是对接基础教育改革要求与行业发展需求的必然结果，其核心理念可以从两个层面拆解。1基础教育改革视角下的课程设置逻辑1.1核心素养导向的课改必然要求我国新一轮高中课程改革以核心素养为导向，打破了过去以知识传授为核心的培养模式，要求学生能够运用所学知识解决真实场景中的复杂问题。而真实世界的问题从来不会按照学科边界分类，比如治理水体污染、研发新药、开发新能源，都需要多学科知识协同，化学与生物的交叉正是最常见、最核心的组合方向。1基础教育改革视角下的课程设置逻辑1.2打破传统学科壁垒的知识建构需求长期以来，高中化学和生物分科教学，导致很多学生产生了“化学研究非生命物质、生物研究生命物质”的错误认知。实际上，生命过程本质就是无数化学反应的组合，而现代生物技术的突破也离不开化学工具的支撑，二者本就是相互渗透的，本节课就是要帮大家把割裂的知识重新串联成完整的认知网络。2新时代行业发展视角下的课程价值2.1新兴交叉产业的人才特征需求两年前我带领学校研究性学习小组参观省内国家级合成生物产业园，研发总监的一句话让我印象深刻：现在我们招人，最担心的就是学生只会化学不会生物，或者只会生物不会化学，做多肽药物合成，没有有机化学的精准合成就拿不到合格的靶点分子，没有生物的细胞筛选就验证不了药效，二者缺一不可。当前我国生物医药、合成生物学、绿色农业、环境治理等新兴产业爆发式增长，这类产业最需要的就是具备化学生物交叉思维的基础人才，这个需求要从高中阶段就开始铺垫。2新时代行业发展视角下的课程价值2.2基础学段意识培养的长远战略意义很多同学会觉得“产业发展是大学以后的事，我现在只要应付高考就行”，实际上，意识的树立直接影响学习的动力和方向，高中阶段提前了解行业需求，明确学习的价值，才能在选科、选专业、选方向的时候不迷茫，把个人兴趣和社会需求结合起来，少走弯路。明确了本节课开设的核心背景与核心理念后，我们进一步拆解核心内容，明确新时代高中生应当树立的三类核心意识，这也是本节课的核心主体。XXXX有限公司202002PART.新时代背景下高中生需要树立的核心意识1交叉协同的学科融合意识交叉融合不是简单把化学知识和生物知识拼在一起，而是要建立“用两门学科的工具解决同一个问题”的思维习惯。1交叉协同的学科融合意识1.1高中知识体系内的内在交叉关联从高中现有知识框架来看，二者的交叉无处不在：化学中学到的官能团、氢键，是理解生物中蛋白质空间结构、酶专一性的基础；生物中学到的细胞膜选择透过性，是化学中渗透原理的实际应用；化学中学到的聚合反应，对应生物中的生物大分子合成，也对应现代可降解高分子材料的生产。建立交叉关联，能帮大家同时深化对两门学科知识的理解，避免死记硬背。1交叉协同的学科融合意识1.2产业应用层面的化学生物协同逻辑放到真实产业场景中，这种协同更加明显：刚才提到的合成生物产业生产可降解塑料聚乳酸，先需要生物发酵得到乳酸单体，再需要化学聚合得到高分子材料，后续废弃后又需要生物分解实现碳中和，整个流程每一步都离不开化学生物的配合。我亲眼见过国内企业的生产线，原来用石油化工生产己二酸，三废排放量很大，现在用工程菌发酵生产，而工程菌的改造就是用化学手段修饰基因序列，最终能耗降低30%，污染物排放减少80%，这就是交叉协同创造的价值。2绿色可持续的科学发展意识新时代对化学生物行业的要求，早就从“能生产出产品”转向“能绿色可持续地生产出产品”，这要求我们从高中阶段就树立绿色发展的意识。2绿色可持续的科学发展意识2.1从末端治理到源头清洁的发展升级我刚参加工作的时候，处理化工废水废塑料，主流思路就是末端填埋焚烧，现在思路已经完全变了：通过化学生物结合，从源头设计可降解的材料，设计原子利用率100%的合成路径，把污染消灭在生产之前。比如原来农业用的地膜，不可降解，残留地里污染土壤，现在用生物发酵得到的乳酸合成可降解地膜，用一年之后自然分解成水和二氧化碳，不需要回收，这就是发展理念的升级。2绿色可持续的科学发展意识2.2双碳目标下化学生物融合的技术路径我国提出双碳目标，实现这个目标很大程度上要依赖化学生物的交叉创新：二氧化碳合成淀粉，就是用化学方法把二氧化碳还原成碳骨架，再用生物酶催化合成淀粉，这条路如果走通，就能直接减少对农业耕地的依赖，同时消耗大量二氧化碳；还有光伏电解水制氢，再用微生物把二氧化碳合成高附加值化学品，也是典型的化学生物结合的减碳路径。我第一次看到中科院天津工业生物所的二氧化碳合成淀粉成果的时候，真的非常震撼，原来我们学的基础化学反应，居然能解决影响国家发展的大问题。3服务国家战略的责任担当意识化学与生物和民生、国防、国家战略安全息息相关，很多卡脖子领域都需要新一代化学生物人去突破。3服务国家战略的责任担当意识3.1关键领域卡脖子问题的破局需求过去很长一段时间，我国高端原研药、高端生物医用材料都被国外垄断，很多靶向药价格高到普通家庭用不起，核心原因就是我们在化学合成、生物筛选的交叉环节积累不够。新冠疫情期间，我上网课给学生讲我国自主研发的中和抗体药物，整个过程是化学合成靶点蛋白、生物做细胞筛选、化学做结构优化，最终打破了国外的技术垄断，把药物价格降到了大众可承受的范围。那时候有学生在评论区留言说“原来我学的官能团、蛋白质真的能救命”，这句话我到现在都记得，知识的价值从来都和国家需求连在一起。3服务国家战略的责任担当意识3.2民生发展与乡村振兴的落地场景除了高端研发，化学生物也在支撑乡村振兴等民生领域的发展：我老家在豫东农村，过去十年农业面源污染越来越严重，过量使用化肥导致土壤板结，现在推广的微生物菌肥，就是用生物筛选固氮菌株，再用化学做包衣保护菌株，撒到地里之后能直接固定空气中的氮气供作物吸收，减少化肥使用量30%，还能提高产量10%左右，我去年回老家的时候，很多农户都主动换这种菌肥，这就是化学生物技术给普通人带来的实实在在的好处。理念清晰、意识明确之后，所有的认知最终都需要落脚到实际行动中，对于高中生而言，就是要将理念转化为日常学习的思维习惯，将意识融入个人成长的方向选择，真正实现向梦想稳步前行。XXXX有限公司202003PART.践行理念、逐梦前行的实践路径1日常学习中的跨学科思维训练1.1主动搭建知识点的交叉关联网络大家在日常学习中，可以主动做一件事：学到一个核心知识点的时候，主动想一想另一门学科有没有相关的内容。比如学到化学中蛋白质变性，就联系生物中高温灭菌、酶失活的内容；学到生物中呼吸作用，就联系化学中葡萄糖氧化反应的能量变化，这样慢慢搭建起来的知识网络，比死记硬背的零散知识点更扎实，也更能适应新高考对复杂问题解决能力的要求。1日常学习中的跨学科思维训练1.2积极参与跨学科研究性学习实践很多学校都开了研究性学习课程，大家可以主动选择化学生物交叉的课题，比如我去年带领学生做的“校园景观水体富营养化治理”课题，大家用化学滴定法测氮磷浓度，用生物显微镜数藻类丰度，最后结合两门学科的知识提出了沉水植物+改性沸石吸附的治理方案，实施三个月后水体透明度从30厘米提升到120厘米，整个过程大家自己动手，对交叉融合的理解比听十节课都深刻。2成长规划中的方向锚定2.1从兴趣出发探索个人发展方向如果大家对化学生物交叉感兴趣，可以从高中阶段就多了解相关的方向，比如多关注我国合成生物学、生物医药领域的最新成果，参加青少年科技创新大赛的相关赛道，逐步明确自己是不是真的喜欢这个方向，不需要一开始就给自己设限，大胆探索就好。2成长规划中的方向锚定2.2将个人梦想融入国家行业发展需求我教过的2019级学生里，有一个学生就是当年参加了我们的水体治理研究性学习，对化学生物交叉产生了浓厚的兴趣，今年考上了清华大学的合成生物学系，他给我发消息说，就是想做可降解材料方向，帮着解决塑料污染问题。把个人的小梦想汇入国家发展的大洪流，这样的梦想才更有力量，也更容易实现。结语本节课我们从化学与生物跨学科融合的核心理念出发，明确了新时代背景下我们需要树立的交叉协同、绿色发展、责任担当三种核心意识，也梳理了从日常学习到成长规划的实践路径