以整体视域处理生物学科交叉知识

【摘 要】加强学科间知识渗透是课程改革的一项任务。苏科版初中生物学教科书中多处涉及与其他学科交叉的知识，教师应以学生整体发展的角度分类处理学科交叉知识。这不仅能化解学生学习生物学的难点，增加生物课堂的活力，还为相关学科学习打好基础，有利于学生建立科学观念，发展核心素养。

【关键词】初中生物；学科交叉知识；处理

【中图分类号】G633.91 【文献标志码】A 【文章编号】1005-6009（2017）91-0048-02

【作者简介】刘玉泉，江苏省常熟市第一中学（江苏常熟，215500）教科室主任，高级教师，苏州市学科带头人。

课程改革要求转变“学科本位”的教育观念，特别是在科学教学实行分科教学的地区，更应加强学科间的知识渗透。因初中物理、化学学科晚于生物学科开设，生物学科中的相关知识对初中学生来说必然较难理解，这可能给生物教学带来困难，所以，教师要从学生发展整体的角度关注学科交叉知识教学，合理定位物理、化学知识的工具性并应用于生物学科教学，激发学生学习兴趣的同时为相关学科的学习打好基础。教学时教师不能有“事不关己”或相互推诿的态度，也不能随意增加教学内容的难度或有与相关学科不一致表述，否则会影响学生以后的学习。

一、处理好实验仪器设备知识是学习生物学的基础

初中生物学涉及一些重要的物理、化学实验器具和实验药品。在学生使用这些器具设备前，教师必须简明扼要地介绍这些器具的使用方法和注意事项。如不介绍可能會导致学生操作不规范，无法准确、顺利地开展实验，也不利于培养学生良好实验习惯和技能，甚至还会引起实验事故。常用器具包括如下几种。

1.辅助观察用的放大镜与显微镜。使用手持式放大镜时，需要拿着被观察物体慢慢靠近镜头，在适合的位置像就清楚了，但注意不能将放大镜直接暴露在阳光之下用眼睛观察，避免眼球视网膜被灼伤；显微镜是生物学实验常用仪器，需要对学生进行操作训练。

2.量筒、烧杯和温度计。测量温度的普通温度计与测量液体体积的量筒和烧杯在进行定量量取时要注意读数方法：垂直放置至液面静止，面对刻度线，视线与液体凹液面的最低处平齐再读数，防止误差。

3.测量空气相对湿度的干湿表。使用时注意干湿表的湿球用纱布包扎，加水量与表面不可有污物，防止干扰实验结果。

4.酒精灯。酒精灯是较危险的实验器材，实验时注意防侧翻，点燃时一定要用燃着的火柴去点，用完后必须用灯帽盖灭，不可吹灭，灯内酒精不能少于1/4，也不能装得太满等使用注意事项必须提前告知学生，否则易引起火灾。

二、整体把握鉴定物质的性质与量度

初中生物学科涉及多种物质的鉴定，但鉴定的方法和原理散见于物理、化学学科中，这里总结如下，方便教师在教学时使用。

1.二氧化碳鉴定。验证呼吸作用产生二氧化碳用澄清石灰水，利用原理：澄清石灰水遇到二氧化碳就会变浑浊。也可使用溴麝香草酚蓝检验。

2.氧气鉴定。验证光合作用产生的气体是氧气，方法是先收集气体，再用带火星的木条检验，使带火星的木条复燃可以证明产生气体是氧气；也可利用蜡烛燃烧需要氧气，来验证空气中含氧气。但二者对被鉴定气体的体积和纯度要求不同，小体积纯氧宜采用带火星的木条检验；大体积混合气体中的氧气可用蜡烛燃烧检验。

3. 食物成分鉴定。利用“淀粉遇碘变蓝”验证光合作用产物有淀粉与食物成分中含淀粉；利用加热至高温蛋白质变性成白色沉淀或用烧后产生烧焦羽毛味来检验蛋白质的存在；脂肪能在纸、布上留“油斑”或在水面上成“油滴”来鉴定；利用碘液遇维生素C透色，来检验维生素C是否存在。

三、整合多学科原理化解生物学科难点

学生对初中生物内容中的不少现象难以理解，这就要求教师在教学时对这些现象的背后原理进行简要但明晰的介绍和解释。这里对常用原理进行梳理如下。

1.分子运动原理。分子是构成物质的一种微粒，分子是不断运动的。氧气、二氧化碳等物质由高浓度向低浓度扩散，这是扩散作用；在植物根毛细胞、人或动物小肠绒毛细胞与肾小管细胞周围水分由无机盐浓度低的地方向无机盐浓度高的地方扩散，这是渗透作用；水分在绿色植物叶片气孔处以气体形式向空中扩散，这是绿色植物的蒸腾作用。这些都是分子不断运动的结果，都可以用此原理解释。

2.相似相溶原理。溶液由溶质和溶剂组成，如溶质与溶剂微粒结构性质等方面相近则溶质更易溶于溶剂中，这是相似相溶原理，可用于解释在“验证光合作用产物有淀粉”实验中将叶片放在酒精中进行水浴加热脱色处理。其原理是叶绿素难溶于水，较易溶于酒精。

3.阻力、浮力与压力。鸟类身体外形呈流线型、鱼类身体呈纺锤型可减小在空中或水中运动时的阻力；质量除以体积为密度，鲫鱼体内的白色鳔和鸟类的气囊在储存气体后可增大生物体体积，降低生物体密度，从而增大浮力。呼吸运动中胸廓容积大小变化决定肺内气体压力的大小，从而决定着肺吸气还是呼气。

4.凸透镜成像原理。凸透镜成像原理是初中生物学和物理学两学科都涉及的原理，生物学教学重点在原理的应用。在教学时应与物理教师沟通，用光具座解说“凸透镜成倒立的像”的现象，同时类比推理到眼球成像[1]，从而让学生理解近视眼和远视眼的成因并采用方法矫正。

四、以整体视域规范处理学科间专业术语与常识

即使是同一学科在不同时期对某一专业术语的表述也有不同，如现行初中物理教材中的用物体“密度”，以前教材用“比重”表述，因此，教学时应加强学科间教师的联系，共同商讨术语的规范表述。否则，不仅会增加信息量，而且会加重学生的学习负担。

例如，表述“物质能量”时，注意有机物中包含“化学能”与化合物ATP的“高能”的区别与联系，同时处理好与“燃烧值”关系。规范处理物质酸碱性术语：pH酸碱度，同时解说好酸雨的“酸性”。分析生物体组成成分时要注意区分是化学成分还是化学元素组成。

引导学生在相关学科学习中应用生物学知识。例如，生态系统、生物圈与生物进化等章节内容有助于地理学科相关内容的学习；肺活量、呼吸频率、心率等有助于体育课相关内容的理解。这样理论联系实际，学以致用，不仅有利于提高学生学习生物学的兴趣，还能培养学生分析问题、解决问题的能力。

五、综合运用帮助学生树立必要的科学观

学生科学观念的建立是一个长久、系统的工程。初中生物学科的不少内容可以帮助学生建立科学观念。

1.能量守恒观。在一个封闭系统内，能量不能被创造也不能被消灭，只是从一个物体转移到另一个物体或从一种形式转化为另一种形式，其总量不变。相关知识有：绿色植物光合作用利用光能将二氧化碳和水合成有机物，贮存能量，此过程中光能转化为化学能；生物体呼吸作用时，有机物中的化学能，一部分以热量形式释放，维持体温，另一部分暂时贮存于ATP中，供各项生命活动利用，如肌肉收缩时表现出的机械能，发光生物发出的光能，电鳗放电放出的电能等；通过种子燃烧验证食物中包含能量。教学时最好从实例着手让学生体会各种能量的形式及其转化，以帮助学生树立能量守恒观。

2.物质不灭观。在常规条件下，不论物质发生何种变化，其总质量保持不变。绿色植物利用光能将从空气中吸入的二氧化碳和由根从土壤中得来的水合成有机物，绿色植物生长了，但生态系统内物质总质量没有增加。人和动物生存需要持续从环境中获取物质和能量，呼吸作用将有机物氧化分解产生二氧化碳和水，二氧化碳由呼吸系统排出体外，所以人和动物生命活动需要消耗有机物，但从生态系统看，物质总质量并没有减少。

3.事物联系观。小麦一生的根毛连接起来总长度可达20km，人体所有肺泡表面积总计可达130m2——这些从数量与面积上说明了结构与功能的关系；成语“螳螂捕蝉，黄雀在后”可以通过食物链这一营养关系揭示自然界生物之间的联系。

这样从科学教学整体、从学生发展整体、知识体系整体视域出发处理多学科交叉知识，将有助于培养学生多角度、多层面分析思考并解决问题的能力，也有利于学生跨学科理解科学概念和科学本质，发展核心素养。

【参考文献】

[1]刘玉泉.初中生物学教学中类比推理能力的培养[J].生物学教学，2017（04）.endprint