【摘 要】現(xiàn)行的高中生物教材,很多內容與其他學科間的關聯(lián)性很緊密。在日常教學中,教師若能充分挖掘和利用好學科交叉滲透點,充分實現(xiàn)學科間知識點的融合,可以幫助學生更有效地啟迪思維和開拓視野,激發(fā)學習生物的濃厚興趣。基于這一點,筆者對其他學科知識在高中生物中的滲透進行了思考和探討。
【關鍵詞】生物教學;多學科滲透;應用
《普通高中生物課程標準(實驗)》指出,自然界是一個統(tǒng)一的整體,自然科學中的各門學科,其思想方法、基本原理、研究內容有密切的聯(lián)系。此外,生物科學與人文社會學科也是相互影響的。在該理念的指引下,教師應鉆研教材教法,加強學科間橫向聯(lián)系和整合,倡導探究性學習,從而激發(fā)學生多角度全方位的立體思維,引導學生運用已學知識進行有效遷移,拓展知識的廣度和深度,提高學生的思維水平和創(chuàng)新意識,從而實現(xiàn)提升學生整體素質的目標。
1.在生物教學中滲透文學知識和閱讀方法
1.1巧用詩句成語,賦予課堂詩意和韻味,激發(fā)學生的學習興趣
詩詞是作者用豐富的想象、富有韻律的語言來抒發(fā)自己的情感和感悟的一種表達形式,很多詩句能體現(xiàn)出生物學與文學間的交叉滲透。如在講解植物向性時,用“春色滿園關不住,一枝紅杏出墻來”表現(xiàn)了春意盎然和勃勃生機的同時,也表明出植物具有向光性生長的特點;在講授物質循環(huán)的過程時,用“落紅不是無情物,化作春泥更護花”說明通過分解者的分解作用,讓元素以不同的物質存在形式在地球上循環(huán)利用的過程等。
作為語言中一種精煉的固定短語,成語具備內涵豐富、簡短精辟和思想深刻的特點,與生物學相關的成語往往暗示著相應的生物學原理。如用“望梅止渴、談虎色變、驚弓之鳥、草木皆兵”來說明條件反射的過程;用“老馬識途、飛蛾撲火、招蜂引蝶”來反映生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞;用“千里之堤,潰于蟻穴”來揭示生物對環(huán)境產(chǎn)生的影響;用“鳩占鵲巢”、“螳螂捕蟬,黃雀在后”來分別反映生態(tài)系統(tǒng)中生物間存在的競爭和捕食關系等。
在生物學課堂教學中,適時巧妙地運用詩詞成語,通過詩情畫意的情景為日常課堂教學增添亮麗的風景,讓生物學知識充滿美感。同時調動學生們的非智力因素,激發(fā)學生探索生物學奧秘的欲望,在潛移默化中提高了自身的人文素養(yǎng)。此外,俗語、名言警句和名著片段等在課堂中的靈活應用,也能達到異曲同工之妙。
1.2通過閱讀培養(yǎng)學生獲取信息的能力
《高考生物大綱》中明確規(guī)定:能從課外材料中獲取相關的生物信息,并能運用這些信息,結合所學知識解決相關的生物問題。從近幾年來的高考題來看,在能力立意背景下,信息題在高考中考察面在逐步擴大,閱讀量、信息量都有所增加,難度也隨之增大。能否在有限的時間內迅速提取有用的信息為解題服務,是考試成敗的關鍵。因此,在生物解題過程中,能善于運用語文閱讀方法去高效地提煉重要信息、獲取有用信息顯得尤為重要。獲取信息能力的培養(yǎng)絕非一朝一夕,需要我們在教育教學中有意識地精心培養(yǎng),讓學生在日常解題時有意識地注意題干中的各種信息形式,學會獲取和解讀生物題中的顯隱性信息。
如對新人教版必修1中的“關于酶本質的探索”進行資料分析時,教師應告訴學生,首先應結合圖示對大篇幅文字和背景材料進行認真地閱讀、理解,并找出相關的重要信息,其次才是總結、分析和歸納信息來回答生物問題。在學生閱讀完材料后,先讓學生找出巴斯德、李比希、畢希納和薩姆納等科學家的不同觀點和研究結論的中心句,再引導學生綜合分析他們的研究成果,最后讓學生自己歸納、總結,并完善酶的完整定義。
2.善于運用數(shù)學知識解決生物學問題
生物學是一門理學學科,作為工具性學科的數(shù)學也常常運用到生物學問題解決中。在課堂中通過不同學科間教學方式的轉換和滲透,學生會對數(shù)學和生物學滲透交叉運用產(chǎn)生共鳴,有利于學生對相關知識的深刻理解和掌握,學會改變學習方法,提升知識的遷移和運用能力。同時在此過程中,有利于培養(yǎng)學生簡明、縝密的思維品質,并逐步形成良好的科學素養(yǎng)。
在生物實驗教學中,對于自變量和因變量的概念,教師單純地進行概念講解很難讓學生理解,若根據(jù)實際將其轉換成方程中x和y之間的數(shù)學邏輯式,其中x表示自變量,y表示因變量,學生就能輕易理解兩者的關系。如在建構種群數(shù)量的增長曲線來探究種群數(shù)量的變化規(guī)律時,說明“J”型曲線實質是數(shù)學中的指數(shù)函數(shù),學生就很容易掌握。如在能量流動傳遞效率的計算中,運用數(shù)學中等比數(shù)列的通項式an=a1qn-1可將運算簡化,說明其中a1表示第一營養(yǎng)級的能量,q表示最小或最大能量傳遞效率,n表示對應的具體營養(yǎng)級。
另外,不少數(shù)學原理和方法被用來解決生物學問題,如概率原理、互斥和獨立事件可以很好的解釋兩對或兩對以上等位基因的遺傳規(guī)律;譬如建立數(shù)學模型,用簡單而直觀的曲線圖來解釋生物現(xiàn)象和相關內部規(guī)律,并判斷或預測生命現(xiàn)象的變化趨勢。高中階段滲透數(shù)學計算的內容還有很多,如DNA的分子結構和復制、基因控制蛋白質合成、植物光合作用和呼吸作用的關系、遺傳概率和基因頻率、細胞體積與表面積的關系等。
3.巧用物理學原理和知識為生物學服務
高中生物教材中涉及物理學的知識很廣泛,如顯微鏡原理(凸透鏡、凹透鏡、光的成像原理)、葉綠體色素的吸收光譜、光合作用強度與光照強度、同位素示蹤法、超速和密度梯度離心、生態(tài)系統(tǒng)中的物理信息傳遞、細胞癌變的物理致病因子、提高基因突變頻率的物理因素、電位差與局部電流的產(chǎn)生、細胞吸水和失水中的滲透作用原理等等。
例如同位素標記法又叫同位素示蹤法,是一項利用示蹤元素來標記化合物的物理方法,標記后的化合物化學性質不變,科學家可通過追蹤示蹤元素,對有關的一系列化學反應及變化過程進行追蹤。這項技術推動了生物學的發(fā)展,在生物學研究中運用方面很廣泛,在高中生物教材中多次提及這項重要的技術。主要涉及如下內容:驗證DNA半保留復制過程、證明光合作用產(chǎn)生的氧氣全部來自于水、分泌蛋白的合成和分泌過程、噬菌體侵染大腸桿菌、光合作用中碳原子的轉移過程等。
4.化學知識在生物學中的滲透和運用
正所謂“生化不分家”,因化學是生物學的基礎,兩者在醫(yī)學、環(huán)保、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、新材料和新能源等方面存在很多交叉點。在高中學習階段,化學是與生物學聯(lián)系最緊密的學科。高中生物教材中,涉及化學知識的內容很廣泛。對于高中生物多個生理過程都涉及化學反應式,例如ATP與ADP的相互轉化過程、光合作用的光反應和暗反應過程、有氧呼吸和無氧呼吸過程、氨基酸脫水縮合反應、果酒果醋制作過程等。
又如必修1“組成細胞的分子”一章,詳細地介紹了組成細胞的常見元素和主要化合物,這些內容與化學學科聯(lián)系都很密切。其中,蛋白質的相關知識是高中學生必須掌握的內容,對于氨基酸的種類、氨基酸的結構、脫水縮合過程和蛋白質結構的內容,在高中生物必修模塊和化學選修模塊中均有分布。另外,生物教材中物質鑒定的顯色反應、核酸的分子結構、緩沖物質在維持人體pH值穩(wěn)態(tài)中的反應機理、肽鍵和磷酸二酯鍵的形成、各種反應式的配平與計算等等都體現(xiàn)著相關的化學知識,學會靈活運用化學知識去解決生物問題顯得尤為重要。
除上述學科外,地理、歷史、英語等學科都可以找到與生物學的交叉滲透點。多學科知識的滲透,沖破了以往過于注重學科本位的壁壘,讓學生深刻體會到學科間相互支撐的魅力,成為生物課堂中的一道亮麗風景。同時,通過這一方式,不但有利于學生牢固掌握生物學相關知識,還能讓學生充分理解各學科間知識的內在聯(lián)系,真正做到拓展學生的知識面,從而激發(fā)學生強烈的求知欲望,培養(yǎng)學生運用其他學科知識解決生物學問題的能力,讓學生物成為充滿樂趣和活力的科學探索之旅。
因此,在高中生物課堂上,教師要強化多學科滲透的意識,充分發(fā)揮自身的創(chuàng)造力,靈活運用學科間知識的聯(lián)系性和其他學科的學習方法,為解決生物學問題服務,讓生物課堂煥發(fā)出勃勃生機。同時讓學生在潛移默化中養(yǎng)成良好的思維習慣,提升自身的科學素養(yǎng),真正成為學習的主人。
【參考文獻】
[1]中華人民共和國教育部.普通高中生物課程標準(實驗稿)[M].北京:北京師范大學出版社,2003.
[2]教育部考試中心.普通高等學校招生全國統(tǒng)一考試大綱·理科[M].北京:高等教育出版社,2011.
(作者單位:蘇州大學基礎醫(yī)學與生物科學學院;
江蘇省外國語學校)