中学生物学与化学学科交叉教学——关于“组成”与“构成”在生物学中运用的思考

王 丹 唐元宵 吴立清 王占军 徐忠东*

（1.合肥师范学院生命科学学院 安徽合肥 230601）

（2.安徽宿州二中 安徽宿州 234000）

“组成”与“构成”两词在生物学教学中使用较为混乱，中学生物学教师常无意识地将这两个词模糊化或划等号。学生在高中生物学接触这两个词语时，已有初中化学学科学习的基础，教师可从知识运用的科学性、学生已有认知水平及学科交叉知识的迁移衔接出发，引导学生关注两词的用法。

1 “组成”与“构成”在化学学科中用法的简单辨析

学生通过初中化学的学习，已经对这两个词语用法有一定辨析水平。例如，化学人教版九年级上册第三单元“物质构成的奥秘”、第四单元“自然界的水”，都涉及了两词用法的学习。在化学学科中运用“组成”与“构成”两词，教师需注意：

①需分清词语的宏观与微观层次。描述物质的组成，应用单质、化合物、元素等宏观概念，如“水是由氢元素与氧元素组成的”。描述物质的构成，应用分子、原子、离子等微粒微观概念，如水是由水分子构成的、水分子是由氢原子和氧原子构成的。

②描述物质的组成，宏观概念的使用只涉及种类，不讲个数，如水中含有氢和氧两种元素。描述物质的构成，微观概念（微粒）的使用涉及种类与个数，如“每个水分子是由2个氢原子和1个氧原子构成的”。

2 “组成”与“构成”在生物学中相关运用

在生物学上运用“组成”与“构成”两词，教师可以从学生已有的化学学科知识水平出发，并结合生物学学科自身特点进行迁移。

首先，教师引导学生开展知识的同化迁移。“组成”通常从宏观角度考虑，在化学中元素、单质、化合物是宏观概念，如化合物“水”是宏观概念，同样化合物“蛋白质、糖类、核酸、脂质”也应是宏观概念。“构成”通常从微观角度考虑，如“水分子”是微观概念，同样“蛋白质分子、糖类分子、核酸分子、脂质分子”也应是微观概念。因此，在表述细胞中的分子或者构成细胞的分子，就不应该表述为“组成细胞的分子”。在表述水是组成细胞的重要成分或者水分子是构成细胞的重要成分，就不应该表述为“水是构成细胞的重要成分”。在表述糖类是由C、H、O三种元素组成的或糖类分子是由C、H、O三种原子构成的，就不应该表述为“糖类分子是由C、H、O三种元素构成的”。在表述细胞是由多种元素和化合物组成的，就不应该表述为“细胞是由多种元素和化合物构成的”。在表述组成细胞的化合物中，多糖、蛋白质、核酸都是生物大分子，就不应该表述为“构成细胞的化合物中，多糖、蛋白质、核酸都是生物大分子”。依据此定义，化合物属于宏观概念，那么“生物大分子”也应属于宏观概念。以上的诸多表述就把微观概念与宏观概念混淆了，把“组成”与“构成”混用了。

其次，教师结合学科特点，促进学生进行知识的顺应迁移。生物学中“组成”的运用，通常是从宏观角度考虑物质组成的成分，如“细胞膜的主要组成成分包含磷脂和蛋白质”。“构成”的运用既考虑成分，又考虑空间构型，常用于描述物质的细微结构。因此，在涉及结构相关时，应该用“构成”进行表述更为恰当。例如，涉及“生命系统结构层次、细胞膜的结构、生态系统结构”可分别表述为“细胞是构成组织的组分”“磷脂双分子层构成细胞膜的基本支架”“地球上全部生物极其非生物环境的总和构成地球上最大的生态系统——生物圈”。

再次，根据生物学科本身的特点，生物学中“组成”的运用，通常涉及生物学中的指代较明确，较为具体的概念，如“胚是新植物的幼体，由胚芽、胚轴、胚根和子叶组成”。“构成”的运用通常涉及生物学中的指代范围较广，较为抽象的概念，如“由不同的组织按照一定的次序结合在一起构成的行使一定功能的结构，叫做器官”。

3 学科交叉教学的重要性与教学的挑战

科学知识应用于生活中解决真实的问题常常包含了多学科交叉，帮助学生把多学科知识联系起来，是为学生未来的工作与生活做更充足准备的需要。生命科学与化学同属于自然科学范畴。生命是物质的，生物体是结构与功能相适应的统一整体，生命活动的进行离不开代谢过程。生物学的学习必然涉及到物质的组成与构成、生命体内的化学反应。可见，生物学的学习必然以化学学科知识为基础，很多生命现象的解释离不开化学学科知识。例如，“构成细胞的分子”必然涉及物质的组成与构成、细胞器结构与功能的学习；“细胞的能量供应与利用”必然涉及细胞内的化学反应即细胞代谢的学习。但是生命体不是简单的物质堆积，它由物质构成，却表现出了生命的特征，使生物学与化学，既有交叉又有各自研究的领域。

化学学科与生物学联系非常紧密，生物学教师掌握与本学科相关的化学知识是极其必要的。教师在生物学课堂中适时、恰当地用好学生已有的化学学科基础，不仅有利于学生对生物学学科知识的理解，还能激发学生对化学等其他学科学习的兴趣。例如，在“自由扩散和协助扩散”教学时，教师可以演示化学中扩散现象的实验，使学生能从已知的化学扩散现象中，形象地认识到自由扩散与协助扩散的方向。此外，在本节课中，教师还可借助化学相似相溶的原理，促进学生理解脂溶性物质能够通过自由扩散的方式进出细胞。在学习酶的相关内容时，教师以化学反应中无机催化剂的作用和条件为知识基础进行迁移，学生较容易理解酶作用的条件：酶也有类似于无机催化剂降低化学反应活化能的作用，只是降低活化能的作用程度不同，催化效率不同。有些化学反应中有利于化学反应进行的高温高压的条件，并不适合酶发挥作用，因人体需要维持稳态。在学科交叉渗透的教学中，学生能够认识到学科知识具有贯通性，从而意识到知识面广的重要性，为继续接受教育及未来更好生活打下更宽广坚实的基础。

大部分中学学科教师只对本学科课程有较为深入的学习，交叉学科知识的欠缺，必然给学科交叉教学带来挑战性。把跨学科知识作为生物学学科教学的工具，教师需要具备必要的跨学科知识，才能在教学必要时整合运用好交叉学科知识。因此，在教师专业培养与职业发展培训中应该对学科交叉知识及运用技能的培养给予一定重视，与此相符合的是，高校也在不断探求好的学科交叉机制与教育方式。例如，近几年在高校中推进的学科交叉融合实践。此外，教师自身应该有意识地学习本学科相关交叉学科知识并掌握相关技能，在教学中要多与化学、物理等学科教师沟通，了解学生其他学科的进度与知识基础，找到知识的交叉联系点，为教学需要与学生素养的发展做更好的准备。