新时代学科融合在高中生物教学中的应用与发展

张英侠

摘  要：目前，我国的基础教育阶段采用分科教学，随着社会的不断发展与进步，学科融合的思维与能力慢慢受到人们的重视，学科融合教学成为现阶段教育发展趋势。高中的生物与物理、化学有一定的关联性，因此，在高中生物课堂上创新运用学科融合教学方式，以此激发学生学习生物的积极性，启发学生的思维并拓展学生的眼界，从而提高生物教学质量。

关键词：学科融合；高中生物；教学应用

科学技术快速发展的今天，国内外重要的科技创新技术是多门学科知识融合的产物，使人们开始重视学科融合。与此同时，跨学科的人才也获得了各界的关注，基于此，学校在教育培训中要着手培养跨学科人才、促进学生综合能力的发展，这也是教育改革的主要目的。在这个背景下开展教育教学，培育学生学会使用多学科的知识解决问题显得非常重要。现阶段我国中学教育还是以分科教学为主，能够帮助学生掌握好单科的知识内容。由于教师以本学科的教学为主，减少了和各个学科内容之间的关联，学生无法深入了解学科之间的关联，遇到问题时也就无法使用多学科的知识进行解答。通过学科融合的教学方式，可以培养学生综合应用能力，使之成长为社会所需的人才。

一、高中生物与其他学科之间的关系

（一）与物理学科的关系

现代对分子生物学的研究都是依托物理学方法，也因此有效推动了分子生物学的发展。而ＤＮＡ结构、遗传密码破译也都是在物理技术的帮助下探索出来的。在生物的实验中也有部分物理知识，特别是在研究植物的光合作用时，提取叶子中的叶绿素，当学生将所获得的叶绿色在光线下进行观察，可以发现叶绿素上呈现出绿色，但是背光观察，叶绿素又呈红色。为了解叶绿素在不同光线下发生变化的原因，需要用到物理学的知识进行解决。将叶绿素提取后放在光线下观察，眼睛看到的是叶绿素吸收的光谱，但是叶绿素本身就含有微量的绿光，呈现出的最终颜色就是绿色。蓝紫色的光已经被叶绿素吸收，而背光后眼睛可以看到的是反射的光波，叶绿素分子将光吸收后成了高能量不稳定的激发状态，这是放射的光波，属于荧光波段，反射的光波比入射的长，导致人们看到的叶绿素是红色的。

（二）与化学学科的关系

化学是一门和生物关联最为紧密的学科，人们说“生化不分家”。化学是学习生物的基础，生物是基于化学学科衍生出来的分支学科。在社会发展中无论是环保工程、医药，还是现代农业生产中，生物与化学都存在着高度交叉的情况，核酸的发现就是最佳案例。实施生物教学活动时教师也可以从教学内容中寻找出和化学相关的交叉点，部分生物知识中存在着化学原理以及技巧。例如开展提取叶绿素的教学实验时，实验过程中就运用到了化学的相似相融原理，即为了提取叶绿素，使用了有机溶剂水乙醇进行提取。

二、高中生物教学中学科融合的概况

随着社会的不断发展，编写高中生物教材的教育工作者，顺应了科学融合发展的趋势，在教材内容中增加了和其他学科紧密相连的知识点，展现出了生物与其他学科的高度重叠以及交叉的知识点，为生物教师开展学科融合创造前提条件。生物活动是基于生化反应，从这一点来看生物是以化学为基础，在学习高中生物时，很多知识点或多或少与化学知识内容相关。常见的有蛋白质与核酸结构构成的过程、植物的光合作用、细胞呼吸过程中物质和质量之间发生的变化。与此同时，还有诸多高中生物的重要知识内容和物理知识互相渗透的案例，例如探究ＤＮＡ结构、理解静息电位与动作电位。学习生物必修３的群落、生态系统、环境保护的知识点时，生物又和地理的内容相协调，在地理知识的辅助下，学生理解了群落的水平结构。

还有一类关联较为密切的学科就是数学、语文等基础学科。当需要计算遗传概率以及理解种群增长模型时，就需要应用数学概率以及建模的知识；在学习基因排列组合、细胞分裂、植物光合作用、种群密度等时都要懂得如何去看柱形图、曲线图等图表，而这些都与数学知识有关。一般情况下，学生有着牢固的数学基础，在学习与数学有关的生物知识时，会比数学基础差的学生掌握速度更快，答题的正确率更高。在新课改中要求教师主要培养学生的能力，因此，在生物教学时教师一定要重视培养学生的理解能力、信息获取能力、综合使用能力，而这些又和语文学科有着密切联系。现阶段，高考的测验题越来越重视学生的文字表达能力，所以生物教师也要将语文中对词句的理解以及文字表述有效结合在生物教学课堂中。教学过程中合适地使用诗词成语并以此引导出生物的知识内容点，以此创设教学情境，能够为生物教学增加趣味性。例如把诗句“葡萄美酒夜光杯”作为制作葡萄酒课堂的导入内容，使学生心生期待；用俗语“千里之堤，溃于蚁穴”表明生物和环境之间的关系；使用成语“望梅止渴”表明生物的条件反射。此外，生物教材中也可以培养学生树立正确的发展观与价值观，例如可持续发展与系统论理念。

三、新时代学科融合在高中生物教学中的应用与发展策略

（一）提高教师学科融合教学研究能力与意识

学校作为开展学科融合教学的主要场所，不仅要为广大师生服务，也要传递各类教育精神、方法，并管理学校的教育活动。基于此，学校需要打造跨学科教学的大环境，组织教师开展跨学科教学的研讨学习。并借鉴其他学校的成果，定期组织教师进行培训以及教学展示，提高教师跨学科的教学能力，增强教师跨学科教学意识。与此同时，学校也要改变教师的理念，使教师充分认识到跨学科教学的重要性，促进跨学科教学。

一直以来我国都是采取分科教学制度，让教师形成了学科本位的教学思想，认为在课堂教学中只需要讲解本学科的知识内容即可，不重视跨学科教学，针对其他学科知识也只是偶尔地提及。也有部分教师了解到学科融合教学有助于学生的发展，不过因为时间有限、对本学科主体地位有一定的影响，以及自身知识所限，未能持续开展。所以让教师了解到跨学科融合教学是新时代发展的趋势，有必要在生物課中实施跨学科融合教学，这也是教育教学趋势以及新课改的要求。虽然各个学科是分开的，但是所学的知识内容出现了交叉重叠。每一门学科都具有自身独有的特点，而学科与学科之间又存在着一定的关联。跨学科教学是基于分科教学提出的，要关注学生的跨学科思想发展。正是因为开展分科教学，才需要实施跨学科的融合教学，进行跨学科教学也不是忽视了分科教学的重要性，实际上分科教学与跨学科教学两者相辅相成，相互促进。分科教学下，学生有更好的单科知识，才能为学生进行跨学科学习创造前提条件，使学生对跨学科教学有更全面的认识。

（二）熟悉理科的教学知识结构

为了将多学科更好地与生物内容融合，教师要清楚每个学科之间的知识渗透点，还要把这些知识点科学合理地串联在一起。与此同时学生也需要自己独立理解学科之间交叉点的融合。只有奠定牢固的生物、物理、化学三门学科基础，才会有效降低学生自主学习这类知识内容的难度。基于此，教师在备课时，不用急于整合学科交叉的知识点，而是要对学生的知识结构进行摸底，清楚学生掌握知识内容的程度，才能够跟进学生的实际情况将掌握的知识点有效衔接。在设计教学目标时就要做好各个方面的准备。为了获得更好的效果，生物教师也可以和其他学科的教师进行交流及讨论，从而避免出现学科壁垒，教师要做好下面几点：

第一，了解多学科的知识，只有清楚了多学科知识，才能对知识融会贯通，不会发生牵强附会的情况。生物教师在除了了解本学科的知识内容以外，也要掌握物理、化学等不同学科的基础知识内容，为学科融合教学做好准备。

第二，保证知识的精确性，对生物教师而言，掌握物理和化学知识有一定的难度。所以在累积这两门学科知识时，就要保证物理及化学知识的精确性，同时对概念进行深入的分析，才能够保证在教学过程中不会将概念混淆。

第三，科学合理地进行教材结构的编排，科学合理地融合各学科的知识点。物理、生物及化学的知识内容在编排上各不相同，所以教师也要清楚生物课程中涉及的物理及化学知识，还要掌握这两门学科中涉及的生物知识点，以免发生超前渗透的状况，为学生的学习增加难度。例如可以把“物理电学（电场力）”“电泳的原理和分离生物大分子”进行融合教学，从而降低学生的理解难度；也可以使用数学建模的方式将数学的“函数”“不等式”等和“基因频率的计算与分析”融合讲解，提高生物课堂的教学质量与效率。

此外，在学科融合教学时教师也可以参考国外的化学教材得到一些启发，例如渗透ＳＴＳＥ理念，增加一些跨学科的栏目，重视学生综合知识的应用。所以教师要多研究教材内容，才能够更好地将多门学科知识融合，以此拓展学生的思考与认知方式，这对建设生物跨学科课程有着非常重要的意义。

（三）引入不同学科课堂教学模式

在学科融合的背景下，教师要灵活地使用学科融合的课例分析其他学科课堂的教学模式、教学风格与教学文化，才能够更好地跳出传统分科教学思想的束缚，通过其他学科改革的成果和教师教学经验，强化教学改革实践的自主性。因此，研究学科融合案例要从以下几个方面着手。首先，有效促进生物教师熟悉各个学科的教学知识点，即生物学科的知识在其他学科中展示的方式；其次，使用多样化的学科教学方式。在学习了其他学科教师的教学内容设计、教学方法后进行创新；最后，对每一科的课程标准与生物的课程标准进行比较与分析。在对生物、化学、物理学科的学科融合案例进行研究后，可以发现这些学科教育存在一些相同点。因此，需要有质量地组织内容安排及促使学生探究学习，将学科教育与各个方面有效联系。与此同时，还要加强实验教学，将课程目标落实到位，从中发现生物学教学的特色及其与主要学科之间的关联，加深对课程理念的认知，开展具有生物学科特色的课堂教学。

（四）发挥学生的主体作用

在目前的教育中，课堂要求教师将学生作为主体，才能够充分激发学生的主观能动性，使学生能自主地思考问题，积极投入课堂的学习中。学科融合教学也是如此，教师在设计教学内容时，要使学生进入学科融合教学中，需要教师引导、启发学生自主思考，在课堂中将其他的学科融合进来，也需要学生进行探索、实验、思考，与小组之间协同合作，使用学科融合知识解决问题，并从中获得新的知识。这样，一方面提高了学生学习生物的兴趣，另一方面通过学科融合提升了解决问题的意识与能力。教师引导、学生自主参与，丰富了课堂，让学生形成举一反三的能力，并在潜移默化中提高了学科融合素养。

四、结语

现阶段，我国高中的教育开始从传统的分科教学，转变为“３＋３”方案，根据高考政策的改变可以看出高中教学也开始重视各个学科之間的相互交叉关联，主要目标就是培养学生的综合能力。为了更好提升学生的综合能力，高中生物教师更应立足于生物教学，将物理、化学、数学甚至文科学科及生活的知识内容进行融合，这种教学方式不仅可以快速帮助学生理解生物概念，提升教学质量及效率、学生的学科素养与综合知识使用能力，还符合教育改革发展的要求，使学生成为社会所需的复合型人才。

参考文献：

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（责任编辑：莫唯然）