浅淡生物课中跨学科知识的渗透教学

高国东

摘 要：北师大版初中生物教材的编排中，跨学科知识的应用可以说贯穿于整整四册书中，对于学生的学习进度而言，是滞后于生物知识的。对于所涉及的跨学科知识的学习理解，历来是生物教学中的重点和难点，如何突破这些跨学科知识，是每个生物教师在思索与探讨的问题。

关键词：生物 定律 跨学科 渗透

生物课程属于自然科学中的一种。要学习生物，研究生物，自然要运用到大量的科学探究方法，比如数学、物理、化学等方面知识的运用。在此笔者谈谈自己的一些做法，希望对广大一线教师有效突破这些重、难点有所帮助。

首先要明确一点，即自然科学中的各个分支学科本来就不是泾渭分明的，它们往往都是我中有你，你中有我，紧密联系。因此，在生物教学中首次接触到其他学科的知识时，我们既要把它当作是生物学知识进行学习、探讨，又要对相关学科知识做出必要的补充介绍，将其引入对所学的生物现象、结构特征的解说中来，达到最终证实“生物的形态结构与其功能相适应”的规律的目的。

一、数学定律在生物教学中的应用

在生物课程的学习过程中，经常要运用大量的数学定律与知识，理解数学上的定律，其实也是在了解自然界中事物的特征规律，本质上还是在帮助我们更好地学习生物知识。例如：

1.“细胞通过分裂而增殖”中提到的细胞体积为什么这么小

这要先理解细胞体积与表面积的关系，因为涉及数学知识的理解与应用，学生学习起来会有些吃力，但通过利用数学方法的引导、比较、归纳，可以得出一个数学规律：物体体积越大，它的表面积相对就较小。理解了这一层关系，然后再探讨表面积的大小影响细胞与外界的物质交换，就可以理解细胞体积小的原因了。由于细胞的生长需要营养物质，而营养物质的摄取是通过细胞的表面向四周吸取的，生长的结果使得细胞体积增大，体积增大了需要的营养物质就会增加，然而细胞表面的增大赶不上体积的增大，最后出现了营养供不上的现象，所以细胞就不会无限制地生长，而是生长到一定时期就会进行细胞分裂。正是由于细胞体积保持较小，故其表面积相对就较大，也即保持与外界进行物质交换的顺畅和充足，证实了“生物结构和功能相适应”这一规律。

2.根毛细且多，为什么会吸收面积很大

“物体的体积越小，其表面积相对较大”，还是这一数学规律在生物体结构中的运用。在根尖中，正是因为它的根毛细且多，所以它吸收养分的面积很大。同样，在人体的小肠内，有很多环形皱襞，其表面有许多小肠绒毛，绒毛上又有微绒毛，也正是这些微小结构使小肠的内表面积比原来增大了近六百倍。这些结构同样也符合并证实了“生物的形态结构和功能相适应”的规律。

3.坐标图在生物知识中的运用

例如：生长曲线图、生态变化数量表等，这些图表可以更为直观地表达出一些规律，趋势一目了然。

二、物理现象在生物教学中的应用

物理常识在生物学习中起到促进学生高效理解生物知识的作用，有些生物课的教学过程其实就是一场物理专题练习的教学。例如：

1.蒸腾作用的降温原理、出汗降温原理

“蒸腾作用”中提到植物蒸腾作用可以降低叶面温度，防止被阳光灼伤。思考其原因就要从物理原理上去寻找，其实植物蒸腾作用就是水分从叶片中蒸发了，但是为什么会产生降温效果？那是因为所有的液体蒸发都具有吸热的效果，水分蒸发的同时要吸收热量，从而能达到降温效果。同理，人体出汗、天热狗吐出舌头，都是为了让体表水分蒸发而降低体温。 通过这些物理原理能够更好地理解了蒸腾作用的意义，同样证实了“形态结构与其功能相适应”，强化了学习效果。

2.眼球结构的教学

在“感受器和感觉器官”这节课中有一些知识点：为什么光线经过晶状体等的折射作用，在视网膜上会形成物像？为什么人眼有近视、远视？这些都是常见的现象，也时常会在试题中出现。不弄清楚这些知识点的原理，将会影响学习效果。故此应先让学生了解物理学上光学的简单规律，如：光在同一均匀介质中沿直线传播；照相机的工作原理；物体透过凸透镜能成倒立缩小的实像等知识。

3.肺通气的原理和气压变化的关系

呼吸过程中呼吸肌的运动使得胸腔的容积发生变化，容积的变化使得气体压强发生变化，这样才能完成通气过程。“一个容器中的气体，在温度不变的情况下，如果气体的总量没有改变，当容器的容积增大时，气体压力就减小，容积缩小时气压就增大。”这里的原理实际上是初中物理中压强与容积的简单反比关系，但在学习这部分内容时，学生还没有学习相应的物理知识，那么应如何理解呢？我们可以将教材上的实验进行改进，如：在模拟的胸廓中放入气压计，这样经过操作容积的变化引起气压的变化就很直观，而不用去讲或者让学生死记硬背容积与气压的关系。

三、化学知识在生物教学中的应用

生物体本身就是由C、H、O、N、P等二十多种化学元素组成的。这些元素进一步产生化学作用组成水、无机盐、糖类、脂类、蛋白质和核酸等化合物，这些化合物就是生命体的基本物质。生命的起源过程，也是一个化学进化的过程，所以生物和化学可以说是两位一体的。在初中生物教学中，更侧重于应用化学试剂去辨别物质。例如：

1.淀粉遇碘试剂变成蓝色

这是让学生鉴别出现的物质是否为淀粉的最佳方法。

2.石灰水、NaOH溶液可以吸收二氧化碳气体

石灰水、NaOH溶液吸收二氧化碳气体后，都会产生白色沉淀。

3.蛋白质遇到双缩脲试剂变紫色

可以鉴别食物中是否含有蛋白质。

此类化学试剂还有用高锰酸钾溶液褪色来证实水果蔬菜中是否存在维生素C等。

总之，许多营养成分和化学试剂有着一一对应的关系，这些都离不开化学知识，在教学中都要加以演示和解说。譬如，消化系统中，许多消化液中含有不同的酶，如何理解酶？在生活中我们常听说加酶洗衣粉、多酶片等，这些物品可以化解污垢、降解大分子物质，以此对比，就能够很好地理解酶这一物质的作用了。再譬如，植物的光合作用和呼吸作用，它们与化学知识的联系更为密切。但是基于学生现有的知识水平，让学生了解就足够了。因此，在生物教学过程中，掌握化学学科的学习方法和扎实的化学实验技能是十分重要的。

总之，现代科技的发展，不仅促进了自然科学和人文社会科学的联合，而且也进一步密切了自然科学和人文社会科学的关系，自然科学内部的结合也更加紧密了。我们在生物教学中不但要有整合相关学科知识技能的综合意识，更要善于打破传统的分科界限，积极探寻生物与其他看似不相关学科的联系。只有这样，才能有效提高学生对生物知识的兴趣，才能使学生的跨学科综合能力得到提高，才能最终实现培养创造型人才的需求。