浅谈高中生物教学中如何进行跨学科综合

浅谈高中生物教学中如何进行跨学科综合

浅谈高中生物教学中如何进行跨学科综合

湖州中学 全 刚

在新一轮的教学改革中，新课标明确指出：自然界是一个统一整

体，自然科学中的物理学、化学、生物学等各门学科，其思想方法、

基本原理、研究内容有密切的联系。同时，生物科学和数学、技术科

学、信息科学相互作用，共同发展。此外生物科学与人文社会科学也

是相互影响。加强学科间的横向联系，有利于学生理解科学的本质、

科学的思想方法和统一的科学概念和过程，建立科学和自然观，逐步

形成正确的世界观。在科学技术迅猛发展，教育改革不断深化的今天，

文理相通，学科相融已是大势所趋。要解决人类面临的各种问题需要

多学科知识和技能的综合运用。新课程改革必定为中学理科教学提出

更高的要求：一是强化各学科之间的联系与渗透；二是要更加注重知

识在自然、环境、生产、生活及高新科技中的运用。笔者在此谈谈在

现在的是教学中是如何来进行跨学科综合，强化学生学科渗透意识的。

一．在日常教学中强化学科渗透意识

1．利用跨学科知识，理解生物学概念

在教学中有许多生物学的概念需要学生理解掌握，而对某些概念

的理解，可以借助于学生已有的其它学科概念的帮助，从而突破学生

A 0

B 0 A

2．利用跨学科知识，解释生物学现象

在自然科学领域中，不同学科知识相互渗透的现象是极为普遍的，

在日常教学中从物理学、化学或数学的角度来解释生物学现象或生命

的本质是常遇到的事情。例如，在讲解“捕食”，“竟争”生态系统

的“自动调节能力”等生物界存在的普遍现象时，我借助数学图表中

的曲线的增减关系（如图2），让学生边观察图象边理解、记忆，使学

生更加深刻地理解这些生物现象的内涵。又如，利用数学集合知识，

通过重叠的圆圈来比较或对照信息，如讲解生态系统、生物群落和种

群之间的关系时，可运用这种方法对知识进行总结比较（如图3），加

深学生对三者关系的深层次理解和把握。 再如，物理学中热的传导、

对流和辐射来解释皮肤调节体温的散热方式；用能量守恒定律解决生

物学中有关能量计算及新能源的开发和利用问

D E 图1

题；用渗透和扩散的知识区分细胞对水、固醇、O 2 、CO 2、甘

油等的吸收。活细胞内每时每刻都高效有序的进行着一系列的生化反

应，这些反应都可借助化学知识来解释，如用糖类、蛋白质和脂质化

学知识阐述 糖代谢、蛋白质代谢和脂肪代谢，用酶学知识阐述细胞代

谢的特征，用ATP 与ADP 相互转化的反应机制解释生命活动的能源供

应。

3．利用跨学科知识，突破生物学难点

教育的核心是“迁移”。教师不仅要培养学生本学科内的知识迁

移能力，还要促进其它学科知识在生物学习中的迁移和扩展。而其它

学科知识在生物学中的应用，对解决生物学教学中的某些难点，可起

到画龙点睛的作用。例如学习渗透吸水原理时，学生都知道渗透装置

中漏斗管内的液面不会一直上升，应如何解释？课本上没有答案，我

就引导学生联系物理学中的压强的平衡以及化学中的一些动态平衡

（如溶解平衡、化学平衡等）的知识来思考，问题便迎刃而解。

再如，蛋白质结构的复杂性和多样性是教学难点。然而，这时学

生的有机化学知识

一方面取决于它的化学结构中氨基酸的种类、数目、比例、排列顺序

及组合方式的不同，另一方面取决于多肽链折叠、盘曲和交联成

（年）时间 4

—狼 图2 地草生态系统中生物个体的曲线图

图3

的复杂的空间结构。这可以要求学生运用数学的排列组合来说明。

这样的讲述，学生就容易接受，就能抓住重点理解难点。

二．在生物练习中强化学科渗透意识

1．利用跨学科的方法，处理问题

很多生物的习题，特别是一些涉及到计算的生物题，学生在解答

时往往无从下手，甚至于有的教师不能将有关学科的知识迁移进来，

造成在讲解时，讲不清、说不透，从而此类习题成为学生学习的障碍、

惧怕点，并能可会影响整个生物学的学习。如果我们能换种思维，利

用物理的、化学的或者数学的思维来考虑问题，有效借鉴其他学科的

方法“为我所用”，使复杂问题简单化，又可增强了学生的学科渗透

意识，可谓具事半功倍之效。

例：有四种氨基酸，假设每种氨基酸只有一个，最多能合成几种

不同的三肽？假设每种氨基酸数量不限，又最多能合成几种不同结构

的三肽？

此题与数学知识直接相关，是一道典型的数学排列组合与生物知

识相结合的题目，若只简单的用生物学的知识去解答，计算时就会复

杂、易错，且费时，无疑不是最好最快的解法。在解此题时，我引导

学生从数学的角度出发，应用数学排列组合的思维去处理这个问题，

就很快算出答案。假设每种氨基酸只有一个，而四肽由四个氨基酸构

成，于是构成肽的种类为

4?C 14?C 14?C 14＝４4种。在生物解题过程中，遇到这样一些

难题，或许我们换一种思维来考虑，可以起到意想不到的效果。再如，

借助于数学中的排列组合、数列、二项式等知识，来解决一些遗传难

题，既可使解题思路化深为浅，突破生物学中的难点，又能使学生容

易理解和掌握，同时又培养了学生知识的移迁能力。

2．利用跨学科的综合能力，解决综合试题

自然科学的知识具有普遍的适用性，很多概念和原理在学科间相

互应用的现象随处可见，现在实行的高考理科综合能力的测试，就融

合高中物理、化学、生物三科的内容，综合试题是以学生所学的物理、

化学、生物学科内容为知识载体，以现实生活、生产和社会中的各种

问题为背景材料，强调学科间的渗透、交叉和综合。现在学生用的复

习资料中体现跨学科知识的内容也越来越多。

3. 利用跨学科的研究手段和方法，有助于培养创造性人才。 C H

H H H C H COOH H H 2N C CH 3 COOH H H 2N C R COOH H H

2N 甲 烷 甘氨酸 丙氨酸 氨基酸通式

图4

现在生物学要大量运用数学、物理、化学等学科的研究手段和方

法。费希尔的《自然选择的遗传学说》就是以数学为武器来解释自然

选择的。沃森和克里克建立的DNA分子双螺旋结构模型，是以物理学

家威尔金斯等人的x光射衍射分析与生物化学家查戈夫的碱基等量关

系为基础的。从1943年物理学家薛定谔提出“遗传密码”概念到

1969年64种遗传密码的含义全部译出，就综合了物理、化学、生物

各学科的研究方法和研究成果的精华。由此可见，在生物教学中加强

学科间的横向联系，适应了生物教学的新趋势，符合素质教育的要求。

它有利于发展学生的高层次思维能力及传意技巧，全面提高学生素质、

开发学生的心智潜能，培养学生独立思考、推理、判断和创造性思维

的能力、培养创造性人才。