梁秀云
摘要:生物和化學(xué)學(xué)同屬自然科學(xué)。基于跨專業(yè)教學(xué)思想,中學(xué)生物學(xué)與化學(xué)之間有許多相通之處。在新課改的大環(huán)境下,如何把中學(xué)生物學(xué)和化學(xué)的交叉學(xué)科結(jié)合起來,以有效地促進(jìn)中學(xué)生物學(xué)和化學(xué)的教育。通過對初中生物學(xué)和化學(xué)交叉學(xué)科的交叉知識集成和教育戰(zhàn)略的研究,期望能夠建立起更為科學(xué)的綜合概念模式。
關(guān)鍵詞:初中生物;初中化學(xué);跨學(xué)科;知識整合
一、初中生物與化學(xué)跨學(xué)科知識整合的內(nèi)涵及意義
(一)跨學(xué)科知識整合的界定
關(guān)于交叉領(lǐng)域的知識集成,學(xué)者們有各自的定義。劉仲林教授指出,從宏觀角度來看,要突破傳統(tǒng)的學(xué)術(shù)隔閡,要有兩個或多個不同的研究項(xiàng)目,即跨領(lǐng)域。林俊民學(xué)者指出,學(xué)科乃多門課程的根本,而多門課程則能跨越各門課程的關(guān)系。從以上兩人的觀點(diǎn)來看,交叉領(lǐng)域的知識可以歸納為:在同一領(lǐng)域內(nèi),把以前不相關(guān)的領(lǐng)域結(jié)合起來,使其相互滲透,相互補(bǔ)充、說明和促進(jìn)。多學(xué)科的融合能夠使學(xué)生的學(xué)習(xí)水平得到明顯的提升,從而使他們的綜合素質(zhì)得到全面的發(fā)展。
(二)初中生物與化學(xué)跨學(xué)科知識整合的意義
根據(jù)研究結(jié)果,部分老師并不覺得需要將跨專業(yè)知識進(jìn)行融合,因?yàn)榻徊媾c獨(dú)立的課程目標(biāo)相同,都是為了讓學(xué)生更好地理解和掌握,而目前還沒有太多關(guān)于跨專業(yè)知識的考試試題。雖然這次的考試是一門多門的綜合考試,但考試的內(nèi)容和題型都是關(guān)于科目的,考驗(yàn)的是對知識點(diǎn)的靈活應(yīng)用,這些題的難度都比較低,而且每一道題后面都會有幾個問題。這也是為什么有些老師覺得不需要進(jìn)行交叉知識集成的重要因素。
本文從“分子到細(xì)胞”的角度進(jìn)行了個案研究。在中學(xué)生物學(xué)中,把構(gòu)成細(xì)胞的分子分為無機(jī)物和有機(jī)物,而碳原子是構(gòu)成大分子的主要結(jié)構(gòu),它能促進(jìn)大分子的多樣化和穩(wěn)定。這種碳鏈的各個部分都有可能出現(xiàn)斷裂,而這種斷裂是機(jī)體內(nèi)部的一種化學(xué)作用,它能夠?qū)⒏鞣N生物的各種生命行為轉(zhuǎn)化為能源。在化學(xué)層次上進(jìn)行分子的解析,可以加深同學(xué)們對“分子”的認(rèn)識,增強(qiáng)他們的思考深度,進(jìn)而提升他們運(yùn)用化學(xué)的方法來解決問題。而結(jié)合“分子”這一知識,可以使學(xué)生更好地理解生活的實(shí)質(zhì),從而增強(qiáng)他們的綜合運(yùn)用知識的能力。
二、初中生物與化學(xué)跨學(xué)科知識整合教學(xué)策略分析
(一)“能量轉(zhuǎn)換”跨學(xué)科知識整合
“能量轉(zhuǎn)換”是一個多領(lǐng)域的交叉知識整合,立足于生物和化學(xué)分析,包括能源轉(zhuǎn)化。其具體體現(xiàn)為:化學(xué)反應(yīng)中的吸收和釋放熱量。對于生物和化學(xué)的“能量轉(zhuǎn)換”,可以通過如下方法進(jìn)行交叉知識的融合:“機(jī)體在移動時需要消耗葡萄糖,而光合作用則是把光轉(zhuǎn)變成化學(xué)能。生物的代謝活動是由物質(zhì)的合成和物質(zhì)的降解等能量轉(zhuǎn)換所決定的。
(二)“氧化與呼吸”跨學(xué)科知識整合
“氧化與呼吸”是一門綜合性的內(nèi)容,它立足于生物和化學(xué)分析,同時也包括了氧化法和呼吸法。它的特點(diǎn)是在化學(xué)上是“燃燒”,而在生物上則是“呼吸作用”。根據(jù)這種方法,可以將不同的交叉領(lǐng)域的“氧化與呼吸”結(jié)合起來。在生物學(xué)中,動物的呼吸可以吸入氧氣排放出CO2,在化學(xué)中,燃燒是消耗氧的一種方式。
(三)“物質(zhì)的組成”跨學(xué)科知識整合
“物質(zhì)的組成”是一門跨領(lǐng)域的知識整合,立足于生物和化學(xué)分析,包括材料構(gòu)成。特別是在化學(xué)上,人們的活動與氧、氮、氦、氫等物質(zhì)有著緊密的聯(lián)系。生物方面,氧、氮、氦、氫、硫、磷是構(gòu)成生物活性的重要成分。根據(jù)這種方法,生物和化學(xué)老師可以把“物質(zhì)的組成”交叉領(lǐng)域的知識結(jié)合起來。其中包括:人體必需元素,酸雨形成,微量元素對人體的影響。
(四)“水的性質(zhì)”跨學(xué)科知識整合
“水的性質(zhì)”多領(lǐng)域的綜合研究立足于生物化學(xué)分析與水資源屬性有關(guān)的研究。特別是在化學(xué)上,同樣的高溫下,與其它的液態(tài)相比,水會產(chǎn)生更多的熱。相反,當(dāng)同樣的氣溫下降時,與其它的液態(tài)相比,水分釋放的熱要大得多。所以,即使外部條件發(fā)生變化,水中的內(nèi)部仍然是比較平穩(wěn)的。在生物體中,水分是機(jī)體中最主要的成分,它能抵御氣溫的改變,而在液態(tài)的環(huán)境中,也是細(xì)胞生存的必要條件。生物和化學(xué)老師可以結(jié)合“水的性質(zhì)”的交叉知識。利用上述的教學(xué)方法,構(gòu)建中學(xué)生物學(xué)和化學(xué)的關(guān)系。
(五)“擴(kuò)散”跨學(xué)科知識整合
“擴(kuò)散”是一門多門的交叉知識整合,立足于生物和化學(xué)分析都與傳播有關(guān)的內(nèi)容。特別是在高濃度和低濃度的化學(xué)問題上。在生物上,是細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)擴(kuò)散,氧氣在毛細(xì)血管中的擴(kuò)散。通過以上方法,生物和化學(xué)老師可以結(jié)合“擴(kuò)散”的多個領(lǐng)域的知識,比如由于缺水而導(dǎo)致的植株凋謝,利用以上的內(nèi)容建立了中學(xué)化學(xué)與生物學(xué)的關(guān)系。
三、跨學(xué)科整合意識下概念模型的構(gòu)建
通過對多個領(lǐng)域的綜合認(rèn)識,可以延伸出多個不同的學(xué)科的概念。交叉學(xué)科的概念圖表是把學(xué)科之間相互聯(lián)系起來的中介。在此基礎(chǔ)上,提出了基于交叉知識的概念性地圖的運(yùn)算方法。一是通過題目來確定課題與研究方向;二是確定各專題所涉及的學(xué)科的中心觀念;三是將各概念按總體上的順序依次排序;四是將不同的概念聯(lián)系起來,厘清它們之間的聯(lián)系;五是按照特定的概念和相應(yīng)的專業(yè)方向,將知識的連接部分進(jìn)行擴(kuò)展;六是根據(jù)學(xué)科的具體情況,建立相應(yīng)的學(xué)科門類,并闡明不同學(xué)科間的相互關(guān)系。根據(jù)以上的方法,可以建立一個基于交叉學(xué)科集成的概念模式,從而為交叉學(xué)科的知識集成提供了良好的參考。
結(jié)語
總之,在新的教學(xué)改革中,交叉知識集成是一個全新的理念。將中學(xué)生物學(xué)和化學(xué)相結(jié)合,使中學(xué)理科教育的教學(xué)水平得到顯著的改善,對促進(jìn)學(xué)生的綜合發(fā)展具有重要的作用。在中學(xué)生物、化學(xué)兩個專業(yè)之間,要充分發(fā)掘交叉知識的交叉性,重視建立概念模式,實(shí)施相關(guān)的教育手段,以提高學(xué)生的綜合素質(zhì)。
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