初中生物与化学跨学科知识整合与教学策略研究

梁秀云

摘要：生物和化学学同属自然科学。基于跨专业教学思想，中学生物学与化学之间有许多相通之处。在新课改的大环境下，如何把中学生物学和化学的交叉学科结合起来，以有效地促进中学生物学和化学的教育。通过对初中生物学和化学交叉学科的交叉知识集成和教育战略的研究，期望能够建立起更为科学的综合概念模式。

关键词：初中生物;初中化学;跨学科;知识整合

一、初中生物与化学跨学科知识整合的内涵及意义

（一）跨学科知识整合的界定

关于交叉领域的知识集成，学者们有各自的定义。刘仲林教授指出，从宏观角度来看，要突破传统的学术隔阂，要有两个或多个不同的研究项目，即跨领域。林俊民学者指出，学科乃多门课程的根本，而多门课程则能跨越各门课程的关系。从以上两人的观点来看，交叉领域的知识可以归纳为：在同一领域内，把以前不相关的领域结合起来，使其相互渗透，相互补充、说明和促进。多学科的融合能够使学生的学习水平得到明显的提升，从而使他们的综合素质得到全面的发展。

（二）初中生物与化学跨学科知识整合的意义

根据研究结果，部分老师并不觉得需要将跨专业知识进行融合，因为交叉与独立的课程目标相同，都是为了让学生更好地理解和掌握，而目前还没有太多关于跨专业知识的考试试题。虽然这次的考试是一门多门的综合考试，但考试的内容和题型都是关于科目的，考验的是对知识点的灵活应用，这些题的难度都比较低，而且每一道题后面都会有几个问题。这也是为什么有些老师觉得不需要进行交叉知识集成的重要因素。

本文从“分子到细胞”的角度进行了个案研究。在中学生物学中，把构成细胞的分子分为无机物和有机物，而碳原子是构成大分子的主要结构，它能促进大分子的多样化和稳定。这种碳链的各个部分都有可能出现断裂，而这种断裂是机体内部的一种化学作用，它能够将各种生物的各种生命行为转化为能源。在化学层次上进行分子的解析，可以加深同学们对“分子”的认识，增强他们的思考深度，进而提升他们运用化学的方法来解决问题。而结合“分子”这一知识，可以使学生更好地理解生活的实质，从而增强他们的综合运用知识的能力。

二、初中生物与化学跨学科知识整合教学策略分析

（一）“能量转换”跨学科知识整合

“能量转换”是一个多领域的交叉知识整合，立足于生物和化学分析，包括能源转化。其具体体现为：化学反应中的吸收和释放热量。对于生物和化学的“能量转换”，可以通过如下方法进行交叉知识的融合：“机体在移动时需要消耗葡萄糖，而光合作用则是把光转变成化学能。生物的代谢活动是由物质的合成和物质的降解等能量转换所决定的。

（二）“氧化与呼吸”跨学科知识整合

“氧化与呼吸”是一门综合性的内容，它立足于生物和化学分析，同时也包括了氧化法和呼吸法。它的特点是在化学上是“燃烧”，而在生物上则是“呼吸作用”。根据这种方法，可以将不同的交叉领域的“氧化与呼吸”结合起来。在生物学中，动物的呼吸可以吸入氧气排放出CO2，在化学中，燃烧是消耗氧的一种方式。

（三）“物质的组成”跨学科知识整合

“物质的组成”是一门跨领域的知识整合，立足于生物和化学分析，包括材料构成。特别是在化学上，人们的活动与氧、氮、氦、氢等物质有着紧密的联系。生物方面，氧、氮、氦、氢、硫、磷是构成生物活性的重要成分。根据这种方法，生物和化学老师可以把“物质的组成”交叉领域的知识结合起来。其中包括：人体必需元素，酸雨形成，微量元素对人体的影响。

（四）“水的性质”跨学科知识整合

“水的性质”多领域的综合研究立足于生物化学分析与水资源属性有关的研究。特别是在化学上，同样的高温下，与其它的液态相比，水会产生更多的热。相反，当同样的气温下降时，与其它的液态相比，水分释放的热要大得多。所以，即使外部条件发生变化，水中的内部仍然是比较平稳的。在生物体中，水分是机体中最主要的成分，它能抵御气温的改变，而在液态的环境中，也是细胞生存的必要条件。生物和化学老师可以结合“水的性质”的交叉知识。利用上述的教学方法，构建中学生物学和化学的关系。

（五）“扩散”跨学科知识整合

“扩散”是一门多门的交叉知识整合，立足于生物和化学分析都与传播有关的内容。特别是在高浓度和低浓度的化学问题上。在生物上，是细胞内的物质扩散，氧气在毛细血管中的扩散。通过以上方法，生物和化学老师可以结合“扩散”的多个领域的知识，比如由于缺水而导致的植株凋谢，利用以上的内容建立了中学化学与生物学的关系。

三、跨学科整合意识下概念模型的构建

通過对多个领域的综合认识，可以延伸出多个不同的学科的概念。交叉学科的概念图表是把学科之间相互联系起来的中介。在此基础上，提出了基于交叉知识的概念性地图的运算方法。一是通过题目来确定课题与研究方向;二是确定各专题所涉及的学科的中心观念;三是将各概念按总体上的顺序依次排序;四是将不同的概念联系起来，厘清它们之间的联系;五是按照特定的概念和相应的专业方向，将知识的连接部分进行扩展;六是根据学科的具体情况，建立相应的学科门类，并阐明不同学科间的相互关系。根据以上的方法，可以建立一个基于交叉学科集成的概念模式，从而为交叉学科的知识集成提供了良好的参考。

结语

总之，在新的教学改革中，交叉知识集成是一个全新的理念。将中学生物学和化学相结合，使中学理科教育的教学水平得到显著的改善，对促进学生的综合发展具有重要的作用。在中学生物、化学两个专业之间，要充分发掘交叉知识的交叉性，重视建立概念模式，实施相关的教育手段，以提高学生的综合素质。

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