■李　慧　董建萍

初中生物與物理教材整合教學(xué)設(shè)計(jì)案例研究

■李慧董建萍

初中教育，主要實(shí)行分科教學(xué)，學(xué)科界限清晰，各科教師在教學(xué)中致力于自己所教學(xué)科的研究，促進(jìn)了學(xué)生對(duì)本學(xué)科知識(shí)的綜合。但過(guò)分強(qiáng)調(diào)學(xué)科知識(shí)，反而使學(xué)生對(duì)事物的認(rèn)知產(chǎn)生了片面性，使學(xué)生不僅忽略了學(xué)科之間的內(nèi)在聯(lián)系，而且影響了他們思維的發(fā)展。這就要求我們，在教學(xué)中積極引導(dǎo)學(xué)生尋找本學(xué)科與其他學(xué)科的交叉、滲透和融合，注重相關(guān)知識(shí)跨學(xué)科的內(nèi)在聯(lián)系。

一、初中生物教學(xué)滲透物理知識(shí)

生物知識(shí)與物理知識(shí)之間的交叉和滲透是非常廣泛的。在生物教學(xué)中，許多方面涉及到物理學(xué)的方法和知識(shí)。尋找生物與物理學(xué)知識(shí)的銜接點(diǎn)，及時(shí)用物理學(xué)知識(shí)解釋生物學(xué)問(wèn)題，既活躍了課堂，又培養(yǎng)了興趣，同時(shí)，拓寬了學(xué)生的知識(shí)面，取得了較好的成效。

二、初中生物與物理知識(shí)交叉內(nèi)容的梳理和研究

以《生物課程標(biāo)準(zhǔn)》所確定的主干知識(shí)為載體，分析比較物理學(xué)科《課程標(biāo)準(zhǔn)》所對(duì)應(yīng)的交叉知識(shí)，促進(jìn)知識(shí)的綜合應(yīng)用，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的綜合能力。

(一) 科學(xué)探究

初中階段物理、生物學(xué)科對(duì)科學(xué)探究能力的培養(yǎng)都依賴于實(shí)驗(yàn)探究,兩門學(xué)科在實(shí)驗(yàn)儀器、操作、內(nèi)容、方法等方面存在大量交融，如酒精燈、托盤天平、加熱方法、量取體積等都是要求掌握的內(nèi)容。兩門學(xué)科在實(shí)驗(yàn)方法上也有很多相似之處,尤其是對(duì)于控制變量法的運(yùn)用。

(二) 生物體的結(jié)構(gòu)層次

顯微鏡的構(gòu)造和使用中，物鏡與目鏡的成像屬于物理凸透鏡成像知識(shí)的應(yīng)用。

(三)生物與環(huán)境

生物的生存依賴于環(huán)境，非生物因素對(duì)生物的影響(測(cè)量溫度、光強(qiáng)等是對(duì)物理知識(shí)的應(yīng)用)。

探究酸雨對(duì)生物的危害(物理知識(shí)：酸雨形成等知識(shí))。

溫室效應(yīng)這一概念與環(huán)境保護(hù)問(wèn)題息息相關(guān)。兩門學(xué)科都安排了這一知識(shí)的學(xué)習(xí),體現(xiàn)了這兩門學(xué)科對(duì)于社會(huì)生活環(huán)境領(lǐng)域的關(guān)注,有助于培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)境保護(hù)意識(shí)。

(四)生物圈中的綠色植物

種子萌發(fā)時(shí)的物理環(huán)境：光、溫度；光合作用中光照與能量的轉(zhuǎn)化和守恒是物理知識(shí)的應(yīng)用；花的顏色等生物內(nèi)容都是物理知識(shí)的應(yīng)用。

(五)生物圈中的人

人的呼吸系統(tǒng)與大氣壓的關(guān)系，我們呼吸是利用大氣壓與肺內(nèi)氣壓差來(lái)進(jìn)行的。 視覺(jué)的形成都需要用到物理知識(shí)來(lái)解釋。

(六)動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)，用到杠桿的知識(shí)

骨骼在運(yùn)動(dòng)中起著杠桿的作用，關(guān)節(jié)在運(yùn)動(dòng)中起著支點(diǎn)的作用，骨骼肌起到動(dòng)力的作用。人的任何一個(gè)動(dòng)作都是在神經(jīng)系統(tǒng)支配下，通過(guò)骨骼肌的收縮，牽引所附著的骨骼，繞著關(guān)節(jié)活動(dòng)而完成的。其中，手臂提物體就是一個(gè)典型的杠桿應(yīng)用。

(七)生物技術(shù)

食品保鮮涉及物理熱學(xué)的分子熱運(yùn)動(dòng)知識(shí)，保鮮涉及的水分保持和溫度、空氣對(duì)流等都是物理知識(shí)的應(yīng)用。

三、初中生物與物理交叉內(nèi)容教學(xué)案例——人體和外界環(huán)境的氣體交換

【設(shè)計(jì)思想】

本節(jié)的設(shè)計(jì)構(gòu)思是：“人體是如何將氣體吸入肺的?在進(jìn)入肺之前經(jīng)過(guò)了怎樣的處理？”用到的物理學(xué)知識(shí)是力學(xué)的杠桿和壓強(qiáng)。本節(jié)設(shè)計(jì)了兩個(gè)主要內(nèi)容：①呼吸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能；②呼吸運(yùn)動(dòng)及其過(guò)程。對(duì)于呼吸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與組成，主要采取自主閱讀與小組討論等自學(xué)形式，激發(fā)學(xué)生的積極性與主動(dòng)性；呼吸運(yùn)動(dòng)相對(duì)復(fù)雜，主要通過(guò)直觀教具與實(shí)驗(yàn)演示，讓學(xué)生動(dòng)手體驗(yàn)，讓學(xué)生能夠直觀分析，化難為易。

【教材分析】

1．為達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，課本安排了較多形式各異、豐富多彩的學(xué)習(xí)活動(dòng)，學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習(xí)，掌握基本知識(shí)。

2．呼吸道和肺共同構(gòu)成了人體的呼吸系統(tǒng)，掌握其結(jié)構(gòu)與功能，是學(xué)習(xí)呼吸運(yùn)動(dòng)和氣體交換的基礎(chǔ)，學(xué)習(xí)呼吸運(yùn)動(dòng)的過(guò)程是學(xué)習(xí)人體內(nèi)氣體交換的基礎(chǔ)。

3．學(xué)生在生活過(guò)程中積累了一定的和呼吸相關(guān)的生活常識(shí)，對(duì)組成和功能有了一定的幫助。但學(xué)生對(duì)引起呼吸運(yùn)動(dòng)的呼吸肌的分布和功能缺乏知識(shí)基礎(chǔ)，而且呼吸運(yùn)動(dòng)的過(guò)程又較為復(fù)雜抽象，學(xué)生較難理解。在教學(xué)過(guò)程中，教師要利用各種手段，加強(qiáng)直觀教學(xué)，在學(xué)生的感悟和體驗(yàn)中完成教學(xué)任務(wù)。

【教學(xué)目標(biāo)】

知識(shí)目標(biāo)：

1.說(shuō)出人體呼吸系統(tǒng)的組成，掌握肺的結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的特點(diǎn)。

2.概述呼吸運(yùn)動(dòng)與胸廓變化的關(guān)系。

能力目標(biāo)：

1.通過(guò)自主閱讀，培養(yǎng)學(xué)生的閱讀、分析能力。

2.通過(guò)觀察和演示實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生的觀察、分析、推斷能力。

情感態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo)：關(guān)注自身健康，關(guān)注人與周圍環(huán)境的關(guān)系，提高環(huán)保意識(shí)。

【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】呼吸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能；呼吸運(yùn)動(dòng)的過(guò)程。

【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】呼吸運(yùn)動(dòng)的過(guò)程。

【教學(xué)流程】

1.導(dǎo)入新課、展示目標(biāo)

通過(guò)“為什么嬰兒都是哭著來(lái)到這個(gè)世界上呢？因?yàn)樘淇奘强諝膺M(jìn)出肺沖擊聲帶發(fā)出的，表明人已經(jīng)進(jìn)行自由呼吸了，這就是人體的呼吸。呼吸由哪些器官來(lái)完成呢”的話題，激活學(xué)生的思維，引入新課展示目標(biāo)；教師要對(duì)學(xué)習(xí)目標(biāo)簡(jiǎn)單解釋，詳細(xì)說(shuō)明每個(gè)目標(biāo)的達(dá)成途徑。

2.自主學(xué)習(xí)、合作探究

【探究一】呼吸系統(tǒng)的組成

自主學(xué)習(xí)要求：閱讀教材53-54頁(yè)，據(jù)圖自主完成以下問(wèn)題，并結(jié)合課本呼吸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖，熟記各個(gè)結(jié)構(gòu)的名稱和功能。

(1)呼吸系統(tǒng)由____________和____組成。

(2)呼吸系統(tǒng)的主要器官是________，它是__________的場(chǎng)所。

(3)呼吸道是________的通道。呼吸道由________、________、________、________和________共同組成。

(4)________既是空氣的通道又是食物的通道。

(5)痰是在________內(nèi)形成的。

合作探究要求：(個(gè)人思考2分鐘，把自己的答案寫在問(wèn)題的后面，小組討論5分鐘)1.站立討論，激情投入；2. 組長(zhǎng)調(diào)控好，確保每層的學(xué)生都能最大限度參與到情景對(duì)話中，保證高效完成。

(1)在日常生活中，我們提倡用鼻呼吸，而不用口呼吸，為什么？

(2)為什么吃飯時(shí)不要高聲談笑？

(3)痰是怎樣形成的？為什么不能隨地吐痰？

(4)簡(jiǎn)述肺泡結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的特點(diǎn)。

【探究點(diǎn)二】呼吸運(yùn)動(dòng)

1.閱讀課本55-56頁(yè)，完成以下問(wèn)題：

(1)呼吸運(yùn)動(dòng)是指____________的運(yùn)動(dòng)。包括________過(guò)程和________過(guò)程。

(2)呼吸運(yùn)動(dòng)主要與________肌和________肌的運(yùn)動(dòng)有關(guān)。

(3)吸氣：肋間肌和膈肌________→胸廓容積________→肺容積________→外界空氣進(jìn)入肺內(nèi)。

呼氣：肋間肌和膈肌________→胸廓容積________→肺容積________→肺內(nèi)氣體呼出體外。

3.以小組為單位解決問(wèn)題

(1)是胸廓的變化引起了吸氣和呼氣，還是吸氣和呼氣引起了胸廓的變化？

(2)胸廓的組成？

(3)完成課本56頁(yè)自我評(píng)價(jià)第3題。

學(xué)生活動(dòng)：用手按在胸口兩側(cè)，深深地吸氣，感受肋骨向上向外運(yùn)動(dòng)，胸廓擴(kuò)大；再深深地呼氣，感受肋骨向下向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，胸廓縮小。思考：人體是怎樣將氣體吸入的？結(jié)合課本閱讀自主學(xué)習(xí)，小組討論并總結(jié)出吸氣過(guò)程與呼氣過(guò)程中肋間肌、膈肌、胸廓容積等的變化。

教師活動(dòng)：出示正確答案，評(píng)價(jià)學(xué)生的討論結(jié)果，回答學(xué)生提出的問(wèn)題，并通過(guò)手勢(shì)模型總結(jié)呼吸運(yùn)動(dòng)的過(guò)程。

精講點(diǎn)撥：(可以由物理老師講解，或由物理老師和學(xué)生提前學(xué)習(xí)氣壓與氣體體積關(guān)系的知識(shí))氣體總是由氣壓高的地方流向氣壓低的地方。當(dāng)胸腔體積增大時(shí)，肺隨之?dāng)U張。這時(shí)，肺內(nèi)氣壓低于大氣壓，空氣由外界進(jìn)入肺。當(dāng)胸腔體積縮小時(shí)，肺隨之收縮。這時(shí)，肺內(nèi)氣壓高于大氣壓，空氣由肺排出體外。引到學(xué)生完成下面表格：

呼吸狀態(tài)膈肌、肋間肌膈頂部位置變化情況肋骨位置變化情況胸廓容積的大小肺容積的變化情況空氣進(jìn)出肺的狀況吸氣呼氣

設(shè)計(jì)思想：讓學(xué)生體驗(yàn)呼吸運(yùn)動(dòng)的存在，猜想氣體是如何進(jìn)入人體內(nèi)部的？可以培養(yǎng)學(xué)生由現(xiàn)象看本質(zhì)的習(xí)慣，發(fā)揮聯(lián)想與創(chuàng)造性思維，在分析問(wèn)題的能力上得到鍛煉。發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，鍛煉學(xué)生觀察、交流、表達(dá)的能力。把抽象的理論變成形象的思路，增強(qiáng)對(duì)難點(diǎn)的理解。

小結(jié)：教師點(diǎn)評(píng)學(xué)生在課堂活動(dòng)中的參與意識(shí)、合作精神以及智慧和勇氣，增強(qiáng)學(xué)生的自信心。教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)本節(jié)課的知識(shí)要點(diǎn)，并做課后達(dá)標(biāo)練習(xí)。

生物知識(shí)與物理知識(shí)之間的交叉和滲透是非常廣泛的，某種意義上可以說(shuō)，初中生物知識(shí)大多可以理解為物理原理與知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用，兩者具有不可分割的緊密聯(lián)系。這就需要學(xué)科間教師要經(jīng)常相互交流溝通和學(xué)習(xí)，善于發(fā)現(xiàn)和總結(jié)學(xué)科間的潛在聯(lián)系，挖掘可以滲透的知識(shí)點(diǎn)，將其他學(xué)科知識(shí)遷移，積極引導(dǎo)學(xué)生尋找本學(xué)科與其他學(xué)科的交叉、滲透和融合點(diǎn)。

(作者單位：濰坊廣文中學(xué)，山東濰坊261000)