■李　慧　董建萍

初中生物與物理教材整合教學設計案例研究

■李慧董建萍

初中教育，主要實行分科教學，學科界限清晰，各科教師在教學中致力于自己所教學科的研究，促進了學生對本學科知識的綜合。但過分強調(diào)學科知識，反而使學生對事物的認知產(chǎn)生了片面性，使學生不僅忽略了學科之間的內(nèi)在聯(lián)系，而且影響了他們思維的發(fā)展。這就要求我們，在教學中積極引導學生尋找本學科與其他學科的交叉、滲透和融合，注重相關知識跨學科的內(nèi)在聯(lián)系。

一、初中生物教學滲透物理知識

生物知識與物理知識之間的交叉和滲透是非常廣泛的。在生物教學中，許多方面涉及到物理學的方法和知識。尋找生物與物理學知識的銜接點，及時用物理學知識解釋生物學問題，既活躍了課堂，又培養(yǎng)了興趣，同時，拓寬了學生的知識面，取得了較好的成效。

二、初中生物與物理知識交叉內(nèi)容的梳理和研究

以《生物課程標準》所確定的主干知識為載體，分析比較物理學科《課程標準》所對應的交叉知識，促進知識的綜合應用，從而提高學生學習的綜合能力。

(一) 科學探究

初中階段物理、生物學科對科學探究能力的培養(yǎng)都依賴于實驗探究,兩門學科在實驗儀器、操作、內(nèi)容、方法等方面存在大量交融，如酒精燈、托盤天平、加熱方法、量取體積等都是要求掌握的內(nèi)容。兩門學科在實驗方法上也有很多相似之處,尤其是對于控制變量法的運用。

(二) 生物體的結構層次

顯微鏡的構造和使用中，物鏡與目鏡的成像屬于物理凸透鏡成像知識的應用。

(三)生物與環(huán)境

生物的生存依賴于環(huán)境，非生物因素對生物的影響(測量溫度、光強等是對物理知識的應用)。

探究酸雨對生物的危害(物理知識：酸雨形成等知識)。

溫室效應這一概念與環(huán)境保護問題息息相關。兩門學科都安排了這一知識的學習,體現(xiàn)了這兩門學科對于社會生活環(huán)境領域的關注,有助于培養(yǎng)學生的環(huán)境保護意識。

(四)生物圈中的綠色植物

種子萌發(fā)時的物理環(huán)境：光、溫度；光合作用中光照與能量的轉(zhuǎn)化和守恒是物理知識的應用；花的顏色等生物內(nèi)容都是物理知識的應用。

(五)生物圈中的人

人的呼吸系統(tǒng)與大氣壓的關系，我們呼吸是利用大氣壓與肺內(nèi)氣壓差來進行的。 視覺的形成都需要用到物理知識來解釋。

(六)動物的運動，用到杠桿的知識

骨骼在運動中起著杠桿的作用，關節(jié)在運動中起著支點的作用，骨骼肌起到動力的作用。人的任何一個動作都是在神經(jīng)系統(tǒng)支配下，通過骨骼肌的收縮，牽引所附著的骨骼，繞著關節(jié)活動而完成的。其中，手臂提物體就是一個典型的杠桿應用。

(七)生物技術

食品保鮮涉及物理熱學的分子熱運動知識，保鮮涉及的水分保持和溫度、空氣對流等都是物理知識的應用。

三、初中生物與物理交叉內(nèi)容教學案例——人體和外界環(huán)境的氣體交換

【設計思想】

本節(jié)的設計構思是：“人體是如何將氣體吸入肺的?在進入肺之前經(jīng)過了怎樣的處理？”用到的物理學知識是力學的杠桿和壓強。本節(jié)設計了兩個主要內(nèi)容：①呼吸系統(tǒng)的結構與功能；②呼吸運動及其過程。對于呼吸系統(tǒng)的結構與組成，主要采取自主閱讀與小組討論等自學形式，激發(fā)學生的積極性與主動性；呼吸運動相對復雜，主要通過直觀教具與實驗演示，讓學生動手體驗，讓學生能夠直觀分析，化難為易。

【教材分析】

1．為達到教學目標，課本安排了較多形式各異、豐富多彩的學習活動，學生通過自主學習，掌握基本知識。

2．呼吸道和肺共同構成了人體的呼吸系統(tǒng)，掌握其結構與功能，是學習呼吸運動和氣體交換的基礎，學習呼吸運動的過程是學習人體內(nèi)氣體交換的基礎。

3．學生在生活過程中積累了一定的和呼吸相關的生活常識，對組成和功能有了一定的幫助。但學生對引起呼吸運動的呼吸肌的分布和功能缺乏知識基礎，而且呼吸運動的過程又較為復雜抽象，學生較難理解。在教學過程中，教師要利用各種手段，加強直觀教學，在學生的感悟和體驗中完成教學任務。

【教學目標】

知識目標：

1.說出人體呼吸系統(tǒng)的組成，掌握肺的結構與功能相適應的特點。

2.概述呼吸運動與胸廓變化的關系。

能力目標：

1.通過自主閱讀，培養(yǎng)學生的閱讀、分析能力。

2.通過觀察和演示實驗，提高學生的觀察、分析、推斷能力。

情感態(tài)度價值觀目標：關注自身健康，關注人與周圍環(huán)境的關系，提高環(huán)保意識。

【學習重點】呼吸系統(tǒng)結構與功能；呼吸運動的過程。

【學習難點】呼吸運動的過程。

【教學流程】

1.導入新課、展示目標

通過“為什么嬰兒都是哭著來到這個世界上呢？因為啼哭是空氣進出肺沖擊聲帶發(fā)出的，表明人已經(jīng)進行自由呼吸了，這就是人體的呼吸。呼吸由哪些器官來完成呢”的話題，激活學生的思維，引入新課展示目標；教師要對學習目標簡單解釋，詳細說明每個目標的達成途徑。

2.自主學習、合作探究

【探究一】呼吸系統(tǒng)的組成

自主學習要求：閱讀教材53-54頁，據(jù)圖自主完成以下問題，并結合課本呼吸系統(tǒng)的結構圖，熟記各個結構的名稱和功能。

(1)呼吸系統(tǒng)由____________和____組成。

(2)呼吸系統(tǒng)的主要器官是________，它是__________的場所。

(3)呼吸道是________的通道。呼吸道由________、________、________、________和________共同組成。

(4)________既是空氣的通道又是食物的通道。

(5)痰是在________內(nèi)形成的。

合作探究要求：(個人思考2分鐘，把自己的答案寫在問題的后面，小組討論5分鐘)1.站立討論，激情投入；2. 組長調(diào)控好，確保每層的學生都能最大限度參與到情景對話中，保證高效完成。

(1)在日常生活中，我們提倡用鼻呼吸，而不用口呼吸，為什么？

(2)為什么吃飯時不要高聲談笑？

(3)痰是怎樣形成的？為什么不能隨地吐痰？

(4)簡述肺泡結構與功能相適應的特點。

【探究點二】呼吸運動

1.閱讀課本55-56頁，完成以下問題：

(1)呼吸運動是指____________的運動。包括________過程和________過程。

(2)呼吸運動主要與________肌和________肌的運動有關。

(3)吸氣：肋間肌和膈肌________→胸廓容積________→肺容積________→外界空氣進入肺內(nèi)。

呼氣：肋間肌和膈肌________→胸廓容積________→肺容積________→肺內(nèi)氣體呼出體外。

3.以小組為單位解決問題

(1)是胸廓的變化引起了吸氣和呼氣，還是吸氣和呼氣引起了胸廓的變化？

(2)胸廓的組成？

(3)完成課本56頁自我評價第3題。

學生活動：用手按在胸口兩側，深深地吸氣，感受肋骨向上向外運動，胸廓擴大；再深深地呼氣，感受肋骨向下向內(nèi)運動，胸廓縮小。思考：人體是怎樣將氣體吸入的？結合課本閱讀自主學習，小組討論并總結出吸氣過程與呼氣過程中肋間肌、膈肌、胸廓容積等的變化。

教師活動：出示正確答案，評價學生的討論結果，回答學生提出的問題，并通過手勢模型總結呼吸運動的過程。

精講點撥：(可以由物理老師講解，或由物理老師和學生提前學習氣壓與氣體體積關系的知識)氣體總是由氣壓高的地方流向氣壓低的地方。當胸腔體積增大時，肺隨之擴張。這時，肺內(nèi)氣壓低于大氣壓，空氣由外界進入肺。當胸腔體積縮小時，肺隨之收縮。這時，肺內(nèi)氣壓高于大氣壓，空氣由肺排出體外。引到學生完成下面表格：

呼吸狀態(tài)膈肌、肋間肌膈頂部位置變化情況肋骨位置變化情況胸廓容積的大小肺容積的變化情況空氣進出肺的狀況吸氣呼氣

設計思想：讓學生體驗呼吸運動的存在，猜想氣體是如何進入人體內(nèi)部的？可以培養(yǎng)學生由現(xiàn)象看本質(zhì)的習慣，發(fā)揮聯(lián)想與創(chuàng)造性思維，在分析問題的能力上得到鍛煉。發(fā)揮學生的主動性，鍛煉學生觀察、交流、表達的能力。把抽象的理論變成形象的思路，增強對難點的理解。

小結：教師點評學生在課堂活動中的參與意識、合作精神以及智慧和勇氣，增強學生的自信心。教師引導學生總結本節(jié)課的知識要點，并做課后達標練習。

生物知識與物理知識之間的交叉和滲透是非常廣泛的，某種意義上可以說，初中生物知識大多可以理解為物理原理與知識的實際應用，兩者具有不可分割的緊密聯(lián)系。這就需要學科間教師要經(jīng)常相互交流溝通和學習，善于發(fā)現(xiàn)和總結學科間的潛在聯(lián)系，挖掘可以滲透的知識點，將其他學科知識遷移，積極引導學生尋找本學科與其他學科的交叉、滲透和融合點。

(作者單位：濰坊廣文中學，山東濰坊261000)