新课程标准下高中生物教学与其他学科交叉渗透的研究

刘然

摘 要： 强化各学科之间的纵横互动，有助于学生领悟科学本质、科学思维方式以及统一的科学观念和过程，树立科学的自然观念，逐渐形成正确的世界观。然而，目前我国课堂的教学模式呈现出“各自独行，不互相干涉”的现象，各学科之间的割席严重，衔接的架桥施工亟须进一步实施，无形的学科间的“墙”需要被拆除以实现互相融通与渗透。因此，需要大力推动学科的交叉互融，打破学科的边界，达到各类知识体系的有机融通，具有无可估量的重要性。文章选择高中人教版必修一作为分析样本，将深度挖掘高中生物学科与其他科学的交叉融通之处。

关键词： 高中生物；人文学科；自然学科；交叉渗透；语文；化学

中图分类号： G633.91    文献标识码： A    文章编号： 1673-8918（2023）36-0027-04

鉴于高中生物课堂中有效实施交叉学科渗透教育的需求，以新课程标准、新高考模式和新教材为基础，我们倾力构思了一套独特的教学设计方法。无疑，这股力量将推动交叉学科渗透教学与课程自然融合，引领学生挖掘出解决问题的综合能力，进一步推动他们的核心素养的建设。

一、 高中生物教学与其他学科交叉渗透的意义

（一）有助于推动学生核心素养的提升

生物学科与其他学科间的关联性广泛，通过交叉学科的内容进行教学，不仅能够点燃学生的学习热情，也有助于学生将知识进行迁移，使其将各学科知识融为一个完整且全面的知识架构，以提升他们的学习效率。加强各学科间的交叉渗透，会使学生的视野得到拓宽，让学生习得从多角度观察问题的能力，培养他们的发散思维，以此提高学生解决问题的综合能力，这不仅助力于提升学生的核心素养，也有望为我们的国家孕育具备综合和复合能力的未来人才。

（二）有助于推动教师综合素质的发展

生物学的魅力在于其与诸多学科相交的特性。教师若能巧妙利用这一特质进行交叉学科的渗透教学，便能在加强各领域教师间的联动与交流，发掘交叉学科教材的同时，悄然改变固有的教学观，从专业型趋向研究型，维系终身学习的信念。在交叉学科渗透教学的过程中，教师在深入理解本专业知识的同时，亦需掌握他学的知识，这更能推动教师在教育生涯中不断吸纳新知，拓展知识的储备。在执行交叉学科的渗透教学时，教师能运用巧思妙想，将来自不同学科、不同领域的知识巧妙地糅合在一起，从而充分锻炼自身的教学能力。

（三）有助于促使教育教学适应高考制度的综合改革

学科交叉渗透教学，在这个时代意义重大。其能提升学生的学习成效，精炼他们的创新思维，培养出能够应对复杂问题的能力。更为重要的是，交叉渗透教学能激发他们的学习热情，使其能在新的情境中运用所学，解决新的问题，推出新的结论。这种教育法在适应新高考评价体系的大背景下，显得尤为关键。只有深入推广此种教育法，才能培养出具备高度信息搜索、整理、转化能力以及实验设计、动手操作能力强的学生，以符合新高考评价体系的期望。

二、 国内外学科交叉渗透的情况

（一）国外的情况

学科交叉渗透教学概念，源于欧洲历史的长河中，启动之刻可追溯至19世纪上乘的时空，这是由教育学的鼻祖赫尔巴特初启，他倡导多学科知识的结合与交融。他确信，在学习的田园里，各学科的种子间相生相克、相依相存的法则早已深植其间。知识的相生相连，抑或可成就教师教学之道，使其勃发骐骥韵味，引领学子在求知旅途中翱翔。让一场名为“国际综合理科教学的研讨会”崭新的篇章，涌现出一片充满活力和无限希望的探索疆域，学术界愈发将眼光聚焦于综合课程的实践与研究。2011年，美利坚合众国的国家研究理事会带来了一篇充满积极探索的论文，《K-12科学教育的框架：实践、交叉概念以及核心观念》，此文强调科学教育应涵盖学科核心概念、交叉概念及科学与工程实践，其中跨学科概念被定义为跨越各学科领域的普适性基本概念与原理，以期实现知识的有机融合和互动。英格兰的钟声，就在20世纪风云激荡的60年代敲响，综合课程渐获重视。从综合性质的科学课程编制，到中学普遍的转型为综合性学校的推进，无不显现着中流砥柱的决心。而“为大众的科学教育”这一核心理念被贯穿始终，为学者、育人工作者带来了崭新的启迪。纵观欧洲的另一段历史，德意志在20世纪末期意识到综合课程在中小学阶段的重要性，开始着力推进《综合教育计划》。他们倡导以网络化思维、多元视角、教师为导向的精神推动学生对多学科的认可及投入。日出东方，明珠之岛，日本也于20世纪80年代起步，为了缔造能洞悉全局、策略高瞻的优秀人才，通过白皮书的形式强力推动综合素质教育。如今，教学综合化与个性化发展成为日本高等学府的重要理念。纵观全球，英美等国对学科交叉的研究起步较早，成果丰硕，而各国也对此广泛进行研究和实践，并因各地文化环境差异，发展出自身特色的课程体系。

（二）国内的情况

纵观我国的学科交叉研究，其落后于国际的情况直至20世纪中叶下伏笔。幸运的是，自1985年4月首次交叉科学论坛面世，我们的交叉学科教育研究已进入快速发展时期。移步至高中生物交叉教育的研究，有几个显著的进展。首先，教学模式与策略的研究。在此领域，秦自民和牛文苗的贡献不容忽视；他们为交叉教程的实施提供了丰富的理论与实践资源。例如，秦先生提出了五种生物学科交叉教学方式，如比喻与练习等；而牛女士则明晰了需要各学科教师协同的教学主题模式等。陆海燕和王亚沿着此路深入探讨了以生物学、化学、物理学科交叉为重点的多种教学设计。其次，对交叉学科内容的研究，郭威、潘俐、張珍和李玲等人针对高中生物教学中的交叉内容进行了深度探析。他们对生物教学中的化学内容、与相关学科的知识交叉以及与自然、人文学科交叉的内容进行了独特的解读，并提议改进教材设置。李玲还进一步提出了四种实施学科渗透教学的可能路径，其中包括生活、实践活动、专题讨论等方式。最后，王蕾与苏瑞的努力表明，他们通过对教学实践的研究得出，学科交叉渗透教学方法能增强学生的学习兴趣，加强知识理解，并提高学生的迁移能力。

三、 学科交叉与学科交叉渗透教学概念的界定

（一）学科交叉

“Interdisciplinary”在中国被译为“学科交叉”或“跨学科”，是各学科思想、理论和方法的交融产物。其采用多角度研究和解决问题，整合多学科信息。“学科交叉”已成为一种融合各学科知识的科学研究方法，不仅是各学科间知识和观念的交融，也包括理论和方法的共享。在高中阶段，“学科交叉”鼓励打破学科壁垒，集合各学科理念、理论和方法，用于教学。

（二）学科交叉渗透教学

学科交叉渗透是一种综合的教学方式，在尊重各学科独有逻辑的原则下，合理编织多个学科的知识，以增进学生解决问题所需的知识和能力，提升其综合素质。笔者要讨论的交叉渗透教学在生物课堂上实践，以生物学为基石，引入两门以上相关学科的知识，构成综合型网络。

四、 目前交叉教学渗透中面临的问题

调查发现，目前的学科交叉渗透教学模式的实行效果并不理想。在生物学教育领域，教师主要还是在本学科范围内进行教学，对其他学科关注度相对较低。在涉及相关学科知识的情况下，他们往往仅在必要时采取简单的融合策略。令人遗憾的是，鲜少有教师能够经常引领学生将学到的生物学知识应用到现实生活中，解决实际问题。部分教师所实行的学科交叉渗透教学，其目的并未能与课程目标达成一致。受课堂教学时间和学生能力差异的影响，教师在应用学科交叉渗透教学时，常过分聚焦生物学知识的理解，而忽视了对学生核心素质的培养。

（一）教师的层面

1. 教师对生物学与其他学科之间的联系理解不清晰

盡管大多数教师理解学科交叉的重要性，但仍有七成的教师只将其作为知识的辅助工具，使学生的关注焦点仅在具体知识点，而非知识间的关联。长期的分科教学，教师在专业领域的训练过于强化，对其他领域知识的忽视导致学科交叉教育的推进力度不足。大部分教师对非专业学科的介绍简化，使其对生物教材中交叉学科知识的掌握模糊。这种知识缺乏的循环，使得教师对生物与其他学科的联系理解不清，教学内容混乱，难以使学生理解。我们可以通过整理生物教材中的学科交叉点，提升教师的知识储备，降低实施学科交叉教学的难度。

2. 教师缺少交叉教学的意识

在教学之旅中，生物教师绕不开学科交叉的知识源泉。他们对这种交叉渗透的教学并非全然陌生，但教师群体中，仍拘泥于原本的学科观念，过于专注于本专业的教学。调查发现，仅有微乎其微的3.8 % 的教师会深入研究交叉知识，恰如其分地选择讲解方式。部分教师对这些交叉知识点的处理方式感到困惑，常常选择遗漏而非深入探讨，这颇为欠妥。这种保守的教学观念，加之对学科交叉渗透的淡漠，导致高中阶段学科交叉渗透教学的发展步伐缓慢，实施起来颇为棘手。

3. 在进行学科交叉渗透教学时教师无据可依

约八成的教师对相关学科理解不深，近九成的教育工作者缺少明确的学科交叉教学方案和实例，导致他们在尝试学科交叉教学时困扰不断，备课压力增大。由于学科交叉教学设计不完善，学生难以将所学知识技能应用其中，部分学生认为学科交叉对理解生物学概念帮助不大。实施跨学科教学时，教师常以理化知识为教材，缺乏与人文学科的交叉，更少与现实生活关联，这些都是学科交叉教学面临的挑战。我们需要在解决这些问题上下功夫，以提升学科交叉教学的效果。

（二）学生的层面

1. 学生对学科交叉的热情不高

研究表明，超过四分之三的学生对交叉学科的关注度不高，缺乏学习兴趣。他们学习生物学多出于考试需求，而非出于真正的热情，考试以外，只有14.3 % 的学生会主动阅读相关书籍，这反映出学生对学科交叉的热忱待提升。如果教师在处理交叉学科时方法不当，学生理解困难，会认为交叉学科对他们的学习无益，从而冷淡对交叉学科的态度。这不仅冷却了他们的学习热情，也影响了他们主动探索知识的积极性。

2. 学生的知识迁移能力不足

调查显示，84 % 的学生在运筹生物学知识方面仅能零星或无力，仅17.6 % 的学生有能力运用生物知识解答实际问题。这一结果与教师重视知识讲解，忽视培养学生解决问题的能力有直接关联。课堂内，学生或许能顺应教师思路应答问题，但离开课堂，学生往往在解决问题上会陷入困境。

五、 新课程标准下高中生物教学与其他学科交叉渗透的措施

（一）高中生物教学中与人文科学的交叉渗透

人文科学研究社会本质与演变。在高中，我们学习诸如语文、政治、地理和历史等人文课程。下面，我们将以语文为例，探讨其在高中生物教育中的交叉渗透。

1. 古诗词中的生物

中国古诗词中，生物学与文学的交融之美表现得淋漓尽致，如诗句“落红不是无情物，化作春泥更护花”体现了生物分解和物质循环的知识；“人间四月芳菲尽，山寺桃花始盛开”展示了温度对花开的影响；“停车坐爱枫林晚，霜叶红于二月花”揭示了温度对叶绿素和花青素的作用；“稻花香里说丰年，听取蛙声一片”展示了食物链和生态保护的重要性。人教版语文教材中的《春》《紫藤萝瀑布》等文章也与生物学有深厚的联系。教学时，通过引用与生物学有关的诗词和美文，能为学生构建出浓厚的学习氛围，激发他们的美感和求知欲，使其充满对探索生物学奥秘的热情。

2. 成语里面的生物学

成语是语言的重要组成部分，其中许多与生物学理论基础相关。如反映条件反射的“画饼充饥”“谈虎色变”；揭露非条件反射的“饥肠辘辘”“瑟瑟发抖”；反映先天性行为的“蜘蛛结网”“蚂蚁搬家”；表现后天性行为的“鹦鹉学舌”“狗辨主客”等。另外，成语如“千里之堤，溃于蚁穴”“飞蛾扑火”等，分别揭示了生物对环境的影响及昆虫行为特性。将这些成语融入生物学教学，既可为课堂注入活力，又能在学生学习科学知识的同时，提升他们的人文素养和道德修养，完全符合新教育理念的教学方式。

（二）高中生物教学中与自然科学的交叉渗透

自然科学关注有机和无机自然界的研究，如化学、物理、数学等。近年来的理科综合考试试题集中在社会热点问题，考核学生对事物结构、功能的认知和变化过程的分析，从而测试他们运用多学科知识解决问题和创新的能力。这对高中理科教学提出了更高的挑战。笔者以化学和生物学的交叉渗透为例，将呈现高中理科教学整体融合自然科学各学科的趋势，以激发学生的创新和综合应用能力。

第一，在高中生物教材中，我们可以看到许多化学知识的应用。以人教版高中生物必修一《分子与细胞》为例，书中详细描述了组成细胞的各种分子，如蛋白质、核酸、糖类和脂质等。这些分解和解构的过程，实际上是基于化学的理论和知识。例如，在《生命活動的主要承担者——蛋白质》这一章节中，我们需要理解氨基酸的结构以及蛋白质的四级结构。这些知识点实际上在高中化学的选修课程《有机化学基础》中有着详细的讲解和学习。因此，我们可以清晰地看到，生物学和化学学科之间存在着密切的关联，学科交叉丰富度超半数，助力学生深度理解蛋白质知识。教材编写彰显学科融合，出现互为依赖的新势头，终结各自为政。课程标准贯彻改革纲要，适当融合不同学科，打破单一分科枷锁。

第二，在我们探索高中生物学的世界时，不乏对化学方法的运用，比如在我们研究细胞膜功能的过程中，会发现脂溶性物质能够通过自由扩散的方法，优先穿越细胞膜。然而，教材并没有详细解释其中的原理。笔者借助对渗透化学的理解，带领学生探索了物质相似相溶的原理。分析了生物膜的基本构成，也就是磷脂双分子层。在这个构造中，磷脂分子的亲水端位于表面，而疏水的脂肪酸链则隐藏在内部。这种特殊的构造使得水溶性物质无法自由穿越，而脂溶性物质则能轻易通过。通过这种方式，我们揭示了细胞膜功能的奥秘，同时也提升了学生对科学知识的理解。

六、 结论

综上所述，高中生物学与人文科学及自然科学紧密相连，如何将各学科的知识融会贯通，构建有机的体系，对教育者来说，道路漫长。我们需倾尽全力，强化日常教学中的学科交融意识，巧妙运用学科交融的知识链接，阐述生物学现象，借鉴相关学科的方法，处理生物学问题。唯有如此，科学的真实面貌得以显现，学生的科学素养也能得到全面提升。

参考文献：

［1］孙建雄.新课程标准下高中生物教学与其他学科交叉渗透的探讨［J］.科教文汇，2011（12）：109-110.

［2］周佳.高中化学与物理，生物的交叉渗透教学策略研究——以“能量观”为例［J］.中文科技期刊数据库（全文版）教育科学，2022（11）：26-28.

［3］牛文苗.高中生物学科交叉教学研究［D］.西安：陕西师范大学，2011.