大概念引领下高中生物学跨学科教学实践探索

摘 要：文章研究以大概念为引领，通过实施跨学科教学在高中生物课程中进行探索实践。采用课堂教学、小组合作学习等多种教学方式，使学生能在大概念指引下有效连接各学科知识，从而实现跨学科学习的整合。研究发现，大概念引领下的跨学科教学能明显提高学生的科学素养，尤其对培养学生跨学科整合能力、思维批判性及解决问题等能力效果显著。该模式可为高中生物课程改革提供新的尝试角度和具体操作策略，有益于培养适应未来社会发展需要的复合型人才。

关键词：大概念；跨学科教学；高中生物课程

中图分类号：G633.91"" 文献标识码：A"" 文章编号：1673-8918（2024）50-0119-03

当前的教育模式下，高中生物教学尚未真正实现跨学科整合的教学目标。尽管教学者们广泛认知到跨学科整合的必要性和重要性，但在实际的教学实践中，如何有效构建和实施该教学模式仍然存在许多困难和挑战。在当前背景下，大概念引领的跨学科教学模式受关注，对学生多方面能力培养有显著效果，对高中生物课程改革及培养复合型人才具有重要意义。因此，大概念引领下的跨学科教学模式的研究和探索，无疑对高中生物课程改革以及培养复合型人才具有重要的理论和实践指导意义。

一、 跨学科教学的理论背景和重要性

（一）跨学科教学的定义和理论支持

跨学科教学的定义涉及多种学科知识的交叉与互补，旨在通过整合不同学科领域的内容和方法，培养学生的综合能力。跨学科教学不仅仅是知识的简单叠加，更是基于不同学科的视角，创造性地解决复杂问题的能力。跨学科教学的理论支持主要来自建构主义等，强调学生在实际情境中应用知识，促进深层次理解。

（二）高中生物课程的发展现状与跨学科教学的必要性

近年来，高中生物课程在全球范围内经历了显著的发展，传统的学科界限逐渐模糊，跨学科教学的重要性愈加凸显。当前教育改革背景下，高中生物课程不仅要求学生掌握基本的生物学知识，更强调培养综合运用知识解决实际问题的能力。传统的高中生物教学模式多以孤立的学科知识传授为主，难以满足现代教育对学生全面发展的要求。现代社会各学科相互渗透，单一学科教学模式难以应对复杂问题。跨学科教学有助于学生理解生物学与其他学科关系，提升综合素养，是高中生物课程的必然选择。

二、 大概念引领下的跨学科教学模式和实施

（一）大概念引领下的跨学科教学模式设计

大概念引领下的跨学科教学模式设计旨在打破学科界限，实现知识的有机整合和深度理解。以人教版高中生物教材为例，依据高中生物课标中的既定大概念，如“细胞是生命活动的基本单位”“遗传信息控制生物性状，并代代相传”等，在教学模式设计中，以这些大概念为核心。在讲解生态系统的组成和功能时，引入地理学科中关于不同生态系统分布的知识，如热带雨林生态系统主要分布在赤道附近地区，与该地区的气候特点密切相关。同时，结合化学学科中物质循环的知识，如碳循环在生态系统中的作用。设计教学单元时，将大概念融入生物学核心知识点。例如，在探讨某一特定生态系统中生物群落与环境的相互关系时，不仅学习生物学教材中关于生态系统中各种生物之间的食物链、食物网等内容，还可以引入地理学科中该生态系统所处的地理位置、气候条件对生物生存的影响，以及化学学科中物质在生态系统中的循环过程。

大概念引领下的跨学科教学模式强调跨学科学习活动的设计和实施。教学活动可以采用情境学习的方式，比如以人教版生物教材中关于湿地生态系统的内容为基础，创设一个案例分析情境：某地区的湿地生态系统受到人类活动的干扰，面积逐渐减少，让学生分析在这种情况下，生态系统的能量流动变化以及对生物多样性的影响，进而引导学生理解生物学、生态学和物理学中的能量转换规律，以及地理学科中人类活动对自然环境的影响。小组合作学习也被广泛应用，通过问题驱动的任务分配，学生在小组成员中寻找并整合各自学科的知识，提升对大概念的理解和应用能力。例如，针对教师提出的问题“如何保护和恢复受损的湿地生态系统？”学生可以分成小组，分别从生物学、地理、化学等不同学科角度进行讨论和分析，提出综合的解决方案。

（二）软件和教学资源的策略选择

在大概念引领下的跨学科教学模式中，合理选择软件和教学资源是实现教学目标的关键。选择基于大概念教学理念设计的软件，如知识图谱构建工具，可以帮助学生更好地理解和连接跨学科知识。利用虚拟实验平台及互动模拟软件，增进学生在生物学和其他学科间的动态认知，提升综合应用能力。多媒体课件与在线数据库的结合，为教师提供丰富多样的教学资源，支持跨学科内容的多元呈现和深入学习。例如，在学习人教版生物学教材中细胞呼吸的过程时，可以利用虚拟实验平台，让学生模拟不同条件下细胞呼吸的变化，同时结合化学学科中化学反应速率的影响因素，理解细胞呼吸过程中各种物质的变化与外界条件的关系。多媒体课件与在线数据库的结合，为教师提供丰富多样的教学资源，支持跨学科内容的多元呈现和深入学习。教师在讲解人教版生物教材中生态系统的稳定性时，可以利用多媒体课件展示不同生态系统的图片和视频资料，同时结合在线数据库中关于生态系统的研究数据，引导学生从生物学、地理、化学等多个学科角度分析生态系统稳定性的影响因素。通过这些数字化工具与资源的整合运用，不仅丰富了课堂教学手段，还增强了学生在跨学科学习中的自主探究能力和协作能力。有效的资源选择和软件应用使大概念引领下的跨学科教学更具科学性与实践性，促进了学生自主学习能力的全面提升。

（三）课堂教学和小组合作学习在跨学科教学中的应用

概念引领下的跨学科教学模式在具体实施过程中，通过课堂教学和小组合作学习相结合的方法，使学生能够在大概念的指导下有效连接各学科知识。

以人教版高中生物学教材中的“基因突变及其他变异”章节为例，课堂教学以大概念为核心，将物理、化学、地理等学科的知识点有机整合到生物学课程中。在讲解基因突变的原因时，可以引入物理学科中关于辐射对生物遗传物质的影响，以及化学学科中某些化学物质对DNA结构的破坏作用，激发学生的学习兴趣和理解深度。

小组合作学习则强调团队协作和交流，通过分组讨论、角色扮演、实验探究等形式，培养学生的合作精神和解决问题的能力。例如，在学习人教版生物学教材中“共同进化”的内容时，可以将学生分成小组，进行角色扮演。一组学生扮演不同的物种，通过模拟物种之间的相互作用，如捕食、竞争、共生等关系，体会共同进化的过程。小组内的学生可以分别从生物学、地理、化学等不同学科角度分析共同进化对生态系统的影响。

学生在团队中通过交流和共享不同学科的知识和观点，从而促进了跨学科整合和全面理解。这种教学方式不仅有助于知识的迁移和应用，还能够提升学生的科学素养和批判性思维

三、 大概念引领下跨学科教学模式的效果和影响

（一）对学生科学素养的影响

大概念引领下的跨学科教学模式对提升高中生的科学素养具有显著的作用。通过大概念的框架，学生能够深入理解生物学基本原理，将其与其他学科知识融会贯通。例如，通过分析生态系统中的能量流动规律，可以将生物学知识与物理、化学中的能量守恒定律进行结合，从而提升对能量概念的整体理解。这种跨学科的联结不仅加深了学生对科学概念的掌握，更培养了其全局性思维和系统性思考能力。

课堂教学和小组合作学习方式在大概念引领下，也极大地促进了学生科学素养的培养。课堂上采用跨学科的教学资源，如互动实验和多媒体资料，使得学生在实际操作与理论探讨中加深了对生物学与其他学科知识的理解。而小组合作学习方式则通过讨论和协作，增强了学生的沟通能力和团队协作精神，使其在科学探究中不断完善自身的知识体系。

实践研究显示，在这种教学模式下，学生的科学探究能力显著提高。具体表现为，在实验设计、数据分析以及科学报告撰写等方面，学生表现出更高的自主性和创新性。这些变化不仅提升了学生的科学素养，也为其未来的学术研究和职业发展奠定了坚实的基础。

（二）对学生跨学科整合能力思维批判性及解决问题能力的提升

大概念引领下的跨学科教学模式对学生跨学科整合能力、思维批判性及解决问题能力的提升具显著效果。在跨学科整合能力方面，学生能够更为自如地将生物学知识与其他学科的知识进行联结和应用。这种整合能力不仅增强了学生对不同学科知识的理解，还促进了其在复杂情境中综合应用多学科知识解决问题的能力。跨学科教学提升学生思维批判性和解决问题能力，培养学生严谨科学思维和质疑精神，提升实际问题解决能力，帮助学生成为复合型人才。

（三）对高中生物学课程改革的启示和建议

大概念引领下的跨学科教学模式，为高中生物学课程改革提供了新的思路和具体操作策略。基于大概念的教学能够促使学生在不同学科间建立联系，提升其全面理解能力，适应未来社会对复合型人才的需求。建议在课程设计中加强大概念的贯穿，鼓励教师多学科背景知识的培训与交流，提升其跨学科教学能力，应注重教学资源的开发与利用，以丰富多样的资源支持跨学科教学实践，从而推动高中生物学课程的整体改革和创新。

四、 结论

文章研究通过大概念引领下高中生物学跨学科教学的实践探索，突显了该教学模式在提升学生科学素养，特别是对培养学生跨学科整合能力、批判性思维和解决问题等方面的效果。然而，文章研究的局限性在于只是在高中生物学课程中进行的探索，未能全面地评估其在其他学科及不同教学环境下的实施效果和适应性。未来，后续研究可以进一步探索大概念引领的跨学科教学模式在其他学科中的应用效果，更全面地考察其对学生整体素质培养的影响；还可以深化其在不同教学环境中的具体实施策略，以适应不同教学条件和需求。总的来说，大概念引领下的跨学科教学模式是一种有效的教学策略，对当前高中生物学课程改革，以及对培养符合未来社会需求的复合型人才，都提供了有益的参考范式。

参考文献：

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［2］孙拂晓.基于大概念的高中生物课堂教学优化策略［C］∥广东教育学会.广东教育学会2023年度学术讨论会论文集（十），2023：56-62.

［3］廖璘.高中生物大概念教学中学科能力的培养研究［J］.基础教育研究，2021（18）：56-57.

作者简介：梁旭欣（1991～），男，汉族，山东莱阳人，中山市龙山中学，研究方向：高中生物学跨学科教学。