高國東

摘 要：北師大版初中生物教材的編排中，跨學(xué)科知識(shí)的應(yīng)用可以說貫穿于整整四冊(cè)書中，對(duì)于學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度而言，是滯后于生物知識(shí)的。對(duì)于所涉及的跨學(xué)科知識(shí)的學(xué)習(xí)理解，歷來是生物教學(xué)中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，如何突破這些跨學(xué)科知識(shí)，是每個(gè)生物教師在思索與探討的問題。

關(guān)鍵詞：生物 定律 跨學(xué)科 滲透

生物課程屬于自然科學(xué)中的一種。要學(xué)習(xí)生物，研究生物，自然要運(yùn)用到大量的科學(xué)探究方法，比如數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等方面知識(shí)的運(yùn)用。在此筆者談?wù)勛约旱囊恍┳龇?，希望?duì)廣大一線教師有效突破這些重、難點(diǎn)有所幫助。

首先要明確一點(diǎn)，即自然科學(xué)中的各個(gè)分支學(xué)科本來就不是涇渭分明的，它們往往都是我中有你，你中有我，緊密聯(lián)系。因此，在生物教學(xué)中首次接觸到其他學(xué)科的知識(shí)時(shí)，我們既要把它當(dāng)作是生物學(xué)知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)、探討，又要對(duì)相關(guān)學(xué)科知識(shí)做出必要的補(bǔ)充介紹，將其引入對(duì)所學(xué)的生物現(xiàn)象、結(jié)構(gòu)特征的解說中來，達(dá)到最終證實(shí)“生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)與其功能相適應(yīng)”的規(guī)律的目的。

一、數(shù)學(xué)定律在生物教學(xué)中的應(yīng)用

在生物課程的學(xué)習(xí)過程中，經(jīng)常要運(yùn)用大量的數(shù)學(xué)定律與知識(shí)，理解數(shù)學(xué)上的定律，其實(shí)也是在了解自然界中事物的特征規(guī)律，本質(zhì)上還是在幫助我們更好地學(xué)習(xí)生物知識(shí)。例如：

1.“細(xì)胞通過分裂而增殖”中提到的細(xì)胞體積為什么這么小

這要先理解細(xì)胞體積與表面積的關(guān)系，因?yàn)樯婕皵?shù)學(xué)知識(shí)的理解與應(yīng)用，學(xué)生學(xué)習(xí)起來會(huì)有些吃力，但通過利用數(shù)學(xué)方法的引導(dǎo)、比較、歸納，可以得出一個(gè)數(shù)學(xué)規(guī)律：物體體積越大，它的表面積相對(duì)就較小。理解了這一層關(guān)系，然后再探討表面積的大小影響細(xì)胞與外界的物質(zhì)交換，就可以理解細(xì)胞體積小的原因了。由于細(xì)胞的生長需要營養(yǎng)物質(zhì)，而營養(yǎng)物質(zhì)的攝取是通過細(xì)胞的表面向四周吸取的，生長的結(jié)果使得細(xì)胞體積增大，體積增大了需要的營養(yǎng)物質(zhì)就會(huì)增加，然而細(xì)胞表面的增大趕不上體積的增大，最后出現(xiàn)了營養(yǎng)供不上的現(xiàn)象，所以細(xì)胞就不會(huì)無限制地生長，而是生長到一定時(shí)期就會(huì)進(jìn)行細(xì)胞分裂。正是由于細(xì)胞體積保持較小，故其表面積相對(duì)就較大，也即保持與外界進(jìn)行物質(zhì)交換的順暢和充足，證實(shí)了“生物結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)”這一規(guī)律。

2.根毛細(xì)且多，為什么會(huì)吸收面積很大

“物體的體積越小，其表面積相對(duì)較大”，還是這一數(shù)學(xué)規(guī)律在生物體結(jié)構(gòu)中的運(yùn)用。在根尖中，正是因?yàn)樗母?xì)且多，所以它吸收養(yǎng)分的面積很大。同樣，在人體的小腸內(nèi)，有很多環(huán)形皺襞，其表面有許多小腸絨毛，絨毛上又有微絨毛，也正是這些微小結(jié)構(gòu)使小腸的內(nèi)表面積比原來增大了近六百倍。這些結(jié)構(gòu)同樣也符合并證實(shí)了“生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)”的規(guī)律。

3.坐標(biāo)圖在生物知識(shí)中的運(yùn)用

例如：生長曲線圖、生態(tài)變化數(shù)量表等，這些圖表可以更為直觀地表達(dá)出一些規(guī)律，趨勢(shì)一目了然。

二、物理現(xiàn)象在生物教學(xué)中的應(yīng)用

物理常識(shí)在生物學(xué)習(xí)中起到促進(jìn)學(xué)生高效理解生物知識(shí)的作用，有些生物課的教學(xué)過程其實(shí)就是一場物理專題練習(xí)的教學(xué)。例如：

1.蒸騰作用的降溫原理、出汗降溫原理

“蒸騰作用”中提到植物蒸騰作用可以降低葉面溫度，防止被陽光灼傷。思考其原因就要從物理原理上去尋找，其實(shí)植物蒸騰作用就是水分從葉片中蒸發(fā)了，但是為什么會(huì)產(chǎn)生降溫效果？那是因?yàn)樗械囊后w蒸發(fā)都具有吸熱的效果，水分蒸發(fā)的同時(shí)要吸收熱量，從而能達(dá)到降溫效果。同理，人體出汗、天熱狗吐出舌頭，都是為了讓體表水分蒸發(fā)而降低體溫。 通過這些物理原理能夠更好地理解了蒸騰作用的意義，同樣證實(shí)了“形態(tài)結(jié)構(gòu)與其功能相適應(yīng)”，強(qiáng)化了學(xué)習(xí)效果。

2.眼球結(jié)構(gòu)的教學(xué)

在“感受器和感覺器官”這節(jié)課中有一些知識(shí)點(diǎn)：為什么光線經(jīng)過晶狀體等的折射作用，在視網(wǎng)膜上會(huì)形成物像？為什么人眼有近視、遠(yuǎn)視？這些都是常見的現(xiàn)象，也時(shí)常會(huì)在試題中出現(xiàn)。不弄清楚這些知識(shí)點(diǎn)的原理，將會(huì)影響學(xué)習(xí)效果。故此應(yīng)先讓學(xué)生了解物理學(xué)上光學(xué)的簡單規(guī)律，如：光在同一均勻介質(zhì)中沿直線傳播；照相機(jī)的工作原理；物體透過凸透鏡能成倒立縮小的實(shí)像等知識(shí)。

3.肺通氣的原理和氣壓變化的關(guān)系

呼吸過程中呼吸肌的運(yùn)動(dòng)使得胸腔的容積發(fā)生變化，容積的變化使得氣體壓強(qiáng)發(fā)生變化，這樣才能完成通氣過程?！耙粋€(gè)容器中的氣體，在溫度不變的情況下，如果氣體的總量沒有改變，當(dāng)容器的容積增大時(shí)，氣體壓力就減小，容積縮小時(shí)氣壓就增大?！边@里的原理實(shí)際上是初中物理中壓強(qiáng)與容積的簡單反比關(guān)系，但在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時(shí)，學(xué)生還沒有學(xué)習(xí)相應(yīng)的物理知識(shí)，那么應(yīng)如何理解呢？我們可以將教材上的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，如：在模擬的胸廓中放入氣壓計(jì)，這樣經(jīng)過操作容積的變化引起氣壓的變化就很直觀，而不用去講或者讓學(xué)生死記硬背容積與氣壓的關(guān)系。

三、化學(xué)知識(shí)在生物教學(xué)中的應(yīng)用

生物體本身就是由C、H、O、N、P等二十多種化學(xué)元素組成的。這些元素進(jìn)一步產(chǎn)生化學(xué)作用組成水、無機(jī)鹽、糖類、脂類、蛋白質(zhì)和核酸等化合物，這些化合物就是生命體的基本物質(zhì)。生命的起源過程，也是一個(gè)化學(xué)進(jìn)化的過程，所以生物和化學(xué)可以說是兩位一體的。在初中生物教學(xué)中，更側(cè)重于應(yīng)用化學(xué)試劑去辨別物質(zhì)。例如：

1.淀粉遇碘試劑變成藍(lán)色

這是讓學(xué)生鑒別出現(xiàn)的物質(zhì)是否為淀粉的最佳方法。

2.石灰水、NaOH溶液可以吸收二氧化碳?xì)怏w

石灰水、NaOH溶液吸收二氧化碳?xì)怏w后，都會(huì)產(chǎn)生白色沉淀。

3.蛋白質(zhì)遇到雙縮脲試劑變紫色

可以鑒別食物中是否含有蛋白質(zhì)。

此類化學(xué)試劑還有用高錳酸鉀溶液褪色來證實(shí)水果蔬菜中是否存在維生素C等。

總之，許多營養(yǎng)成分和化學(xué)試劑有著一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，這些都離不開化學(xué)知識(shí)，在教學(xué)中都要加以演示和解說。譬如，消化系統(tǒng)中，許多消化液中含有不同的酶，如何理解酶？在生活中我們常聽說加酶洗衣粉、多酶片等，這些物品可以化解污垢、降解大分子物質(zhì)，以此對(duì)比，就能夠很好地理解酶這一物質(zhì)的作用了。再譬如，植物的光合作用和呼吸作用，它們與化學(xué)知識(shí)的聯(lián)系更為密切。但是基于學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)水平，讓學(xué)生了解就足夠了。因此，在生物教學(xué)過程中，掌握化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)方法和扎實(shí)的化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能是十分重要的。

總之，現(xiàn)代科技的發(fā)展，不僅促進(jìn)了自然科學(xué)和人文社會(huì)科學(xué)的聯(lián)合，而且也進(jìn)一步密切了自然科學(xué)和人文社會(huì)科學(xué)的關(guān)系，自然科學(xué)內(nèi)部的結(jié)合也更加緊密了。我們?cè)谏锝虒W(xué)中不但要有整合相關(guān)學(xué)科知識(shí)技能的綜合意識(shí)，更要善于打破傳統(tǒng)的分科界限，積極探尋生物與其他看似不相關(guān)學(xué)科的聯(lián)系。只有這樣，才能有效提高學(xué)生對(duì)生物知識(shí)的興趣，才能使學(xué)生的跨學(xué)科綜合能力得到提高，才能最終實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)創(chuàng)造型人才的需求。