孫少莉(華僑大學附屬中學 362000)

在自然科學中,生物學是非常重要的基礎學科,其研究對象是具有高度復雜性、多樣性和統(tǒng)一性的自然界。生物學的研究內(nèi)容和思想方法,不僅與化學、物理等實驗學科密切聯(lián)系,與人文社會科學也相互影響。不同學科知識的相互滲透能夠加強學科之間的關聯(lián)性,可以幫助學生形成良好的思維方式,并能夠逐步樹立起正確的世界觀。在科學技術飛速發(fā)展、新課程改革不斷深入的今天,學科相融已是大勢所趨。

文章以《義務教育生物學課程標準(2022 年版)》為基礎,結合北師大版初中生物學教材,基于筆者教學實踐,探索在初中生物學教學中滲透多學科知識,探尋初中生物學教學新路徑。

一、 在初中生物學教學中滲透多學科知識的意義

隨著教育改革的不斷深化,初中教學中強調(diào)多學科知識的交叉與滲透。我市從小學一年級開始就開設科學課程,中學則將科學課程的內(nèi)容劃分為生物學、地理、物理、化學等不同學科。知識零散地分布在各個學科中,這就使得初中生很難構建起較為完整的知識體系。因此,在教學實踐中,初中教師要加強學科之間的關聯(lián)性,促進學生學科知識體系的構建。

1.多學科知識滲透,幫助學生理解生物學概念

在初中生物學教學中,需要學生掌握許多生物學概念和原理,有些概念的理解,可在教師引導下,通過不同學科知識的交叉滲透與補充,突破學生思維障礙,加強學生對知識的領會和掌握,由此對生物學概念形成系統(tǒng)性和全面性的認知,對生物學教學中部分難點問題的解決,能夠起到畫龍點睛的作用。

2.多學科知識滲透,有利于拓展學生眼界

生物學需要大量運用數(shù)學、物理、化學等學科的研究手段和方法。各學科知識的有效聯(lián)系對生物學知識的傳授具有啟發(fā)性與拓展性,有利于拓寬學生視野,開發(fā)學生心智潛能,發(fā)展學生高層次思維能力。初中生物學教學中對其他學科知識進行滲透,既能豐富生物知識、激發(fā)學生學習欲望,也有助于學生多角度了解生物,并利用生物學和其他學科知識綜合分析問題、處理問題,進而幫助學生打下全面發(fā)展的重要基礎。這不僅與生物學教學發(fā)展新趨勢相符合,同時還和素質教育要求相契合。

3.多學科知識滲透,有助于提升教師綜合能力

陶行知先生說:“要想學生好學,必須先生好學。唯有學而不厭的先生才能教出學而不厭的學生。”將生物學知識與其他學科進行有效整合,是教師創(chuàng)造性利用教材的重要體現(xiàn)。在教學中進行多學科知識滲透,可以推動教師不斷學習各種新知識技能,拓展教學眼界,讓自身專業(yè)技能及綜合素質都能夠得到良好發(fā)展,同時還能促進各學科教師之間的合作和交流,有助于提升教師綜合能力。

二、 在初中生物學教學中滲透多學科知識的應用

在初中生物學教學中,從化學、物理、數(shù)學、地理學的角度來解釋生命現(xiàn)象和生物學原理很常見。課堂教學是滲透多學科知識的主渠道,結合教材內(nèi)容適時開展課外綜合實踐活動,也是滲透多學科知識的良好途徑。

1.將化學原理應用于初中生物學教學

生物學是一門實驗學科。在初中生物學教學中,更側重于應用化學試劑去鑒定物質。例如,在七年級上冊教材中,碘液是生物實驗常用的試劑。教師可提前配制好碘液,準備稀飯或饅頭碎屑,在課堂上變個小魔術——演示“淀粉遇碘會變藍”的化學反應現(xiàn)象,進而設計相關實驗,利用“淀粉遇碘變藍”的化學原理,檢驗綠色植物是否進行光合作用產(chǎn)生淀粉,或者探究菜豆、玉米等種子的子葉、胚乳是不是貯存營養(yǎng)物質的主要結構。又如,“觀察種子呼吸現(xiàn)象”的演示實驗,可補充相應的化學實驗操作,先通過吸管向澄清的石灰水之中連續(xù)吹氣,學生可直觀地觀察到澄清石灰水變渾濁的化學現(xiàn)象,利用這一化學原理設計實驗,檢驗種子是否進行呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳。再如,北師大版生物學教材七年級下冊第8章“人類的食物”一節(jié),利用“高錳酸鉀溶液與維生素C 呈現(xiàn)褪色反應”的化學原理,可以定性比較不同蔬菜水果中的維生素C含量。由于九年級才開設化學課程,所以,利用化學原理時,在課堂教學中需要加以演示和解說。

2.將物理學知識應用于初中生物學教學

相對來講,物理學的研究進展更快、更透徹,因此,在初中生物學學習中,融合物理原理,能起到讓學生高效理解某些生物學知識的作用。例如,北師大版生物學教材七年級下冊第10章“人體細胞獲得氧氣的過程”一節(jié),在學習“呼吸運動”時,利用了“氣體壓強與容積的反比關系”這一物理原理。在溫度不變的情況下,若氣體總量不變時,容積增大,則壓強減小,使肺內(nèi)氣壓小于外界氣壓,空氣被吸入體內(nèi),完成吸氣。反之,當肺內(nèi)容積減小,則壓強增大,使肺內(nèi)氣壓大于外界氣壓,完成呼氣。由于七年級還沒有開設物理課程,可以改進優(yōu)化教材實驗,將一個氣壓計放入模擬的胸腔中,可以很直觀地看到氣壓隨胸廓容積的變化而改變。由此,學生無須死記硬背氣壓與容積的關系,根據(jù)這一物理原理去分析呼吸運動,就會輕而易舉地理解呼吸運動的過程。還有很多初中生物學重要知識點都可以滲透相關物理知識。例如,北師大版生物學教材八年級上冊第15章“人體軀體運動形成過程”這一內(nèi)容中有關骨、關節(jié)和骨骼肌的協(xié)調(diào)配合運動,先滲透杠桿原理,再學習人體運動形成過程,問題就迎刃而解。

3.應用數(shù)學知識解決生物學問題

數(shù)學鍛煉能夠幫助學生形成良好的邏輯思維能力。在初中生物學教學中,可以借助圖表、模型等引導學生推理,從而理解生物現(xiàn)象的內(nèi)涵。例如,在學習北師大版生物學教材八年級下冊第23章“生物系統(tǒng)及其穩(wěn)定性”中有關“捕食”“競爭”“生態(tài)系統(tǒng)的自我調(diào)節(jié)能力”等自然現(xiàn)象時,可通過分析曲線走勢,引導學生觀察、理解、記憶。又如,七年級上冊第3章第3節(jié)“細胞通過分裂而增殖”提到“細胞體積為什么這么小”的問題,由于細胞體積很小,無法直接測量細胞的體積和表面積,在此情況下,可以通過建立數(shù)學模型替代細胞進行研究,即用邊長分別是1cm、2cm、3cm、4cm 的正方體代替四個大小不同的細胞研究,通過計算各個正方體的表面積和體積之比,發(fā)現(xiàn)一個數(shù)學規(guī)律:正方體體積越小,它的表面積相對就較大。將正方體換為其他幾何模型,結論相同。由于細胞是立體結構,這一規(guī)律用在細胞上也成立。理解了這一規(guī)律,再探討細胞大小與細胞的物質擴散的關系,就容易理解細胞保持體積小的原因了。正是由于體積相對較小,所以其表面積就相對較大,這樣可以讓細胞更好地與外界進行物質交換,讓細胞可以從外界獲得更加充足的營養(yǎng)物質。這也證實了“生物結構和功能相適應”這一生物學觀點。

4.在初中生物教學中滲透地理學知識

生物學并不僅是對表面現(xiàn)象進行觀察,還會對生命活動規(guī)律進行深入研究。而這些規(guī)律中有很多都和地理空間環(huán)境有著密切的關系。例如,在學習北師大版生物學教材七年級上冊第3單元“生物圈中的綠色植物”中有關“光合作用和呼吸作用的應用”這一內(nèi)容時,提出問題:與其他地區(qū)相比,為什么新疆的葡萄特別甜? 教師可以聯(lián)系地理學習中提及的和新疆氣候相關的俗語“早穿棉襖午穿紗,晚上圍著火爐吃西瓜”對新疆晝夜溫差大的特點進行闡述,順勢解釋由于白天溫度高,光合作用強烈,晚上溫度低,呼吸作用減弱,有利于有機物積累。接著聯(lián)系生活實際,引導學生討論,可以采用哪些方法使農(nóng)作物增產(chǎn)。北師大版生物學教材八年級下冊第21章“生物的進化”一節(jié),與地理學知識也有關聯(lián)。生物的進化與地理變遷有關,與環(huán)境變化、氣候變化相關聯(lián)。比如,雷鳥一年四季可以更換四套色澤不同的“服裝”,與春夏秋冬的氣候變化巧妙地協(xié)調(diào)一致,這與它躲避天敵、保護自身的生物學特點相關,同時體現(xiàn)了“生物與環(huán)境是一個統(tǒng)一的整體”這一生物學觀點。

5.適時開展生物學課外綜合實踐活動

陶行知先生說:“讓學生走上創(chuàng)造之路,手腦并用,勞力上勞心,這需要六大解放:一解放眼睛,二解放雙手,三解放頭腦,四解放嘴,五解放空間,六解放時間?！鄙飳W是一門實踐性較強的學科,在初中生物學教學中,結合教材內(nèi)容適時開展課外綜合實踐活動,能有效做好其他學科與生物學的互補。

《義務教育生物學課程標準(2022 年版)》加強了對生物實踐活動以及自制學具的要求,倡導讓學生動手、動腦,教師指導學生自主探索與實踐。以北師大版生物學教材七年級下冊第12 章“眼與視覺”一節(jié)為例,目前,我校使用的眼球模型均為靜態(tài)的模型,可以幫助學生掌握眼球的結構,但是僅借助靜態(tài)模型和教材中的成像圖,不少學生仍然不能完全理解“眼球成像的過程”這一難點?；诖?可通過開展課外綜合實踐活動,嘗試和物理教師合作,制作眼球結構模型和成像模型,將靜態(tài)的眼球模型學具改造成為動態(tài)的可成像眼球學具,讓抽象的知識點變得形象起來。在開展課外實踐活動前,我們首先和物理教師商討設計方案,選擇適當?shù)牟牧虾凸に?對眼球各個部分的結構進行模擬、制作,例如,通過“晶狀體”的折射作用,在“視網(wǎng)膜”上來呈現(xiàn)出倒立、縮小的物像;接著由生物興趣小組的同學根據(jù)設計方案嘗試制作學具模型,經(jīng)實踐檢驗后再進行改進與完善,最后推廣至各班級。

三、 結語

多學科知識融合是新課程改革的方向,也是每一位教師所必須具備的教學技能和素養(yǎng)。北師大版初中生物學教材中有很多內(nèi)容與其他學科知識都有關聯(lián)。在教學過程中,初中生物學教師要善于觀察,充分挖掘學科之間的關聯(lián)性,努力找到各學科知識之間的聯(lián)系點,依據(jù)實際教學內(nèi)容進行有效滲透,有的放矢地將不同學科知識融入課堂教學中。同時,結合教材內(nèi)容適時開展課外綜合實踐活動,有效改變傳統(tǒng)教學模式,開辟初中生物學教學新路徑。