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【摘 要】现行的高中生物教材,很多内容与其他学科间的关联性很紧密。在日常教学中,教师若能充分挖掘和利用好学科交叉渗透点,充分实现学科间知识点的融合,可以帮助学生更有效地启迪思维和开拓视野,激发学习生物的浓厚兴趣。基于这一点,笔者对其他学科知识在高中生物中的渗透进行了思考和探讨。
【关键词】生物教学;多学科渗透;应用
《普通高中生物课程标准(实验)》指出,自然界是一个统一的整体,自然科学中的各门学科,其思想方法、基本原理、研究内容有密切的联系。此外,生物科学与人文社会学科也是相互影响的。在该理念的指引下,教师应钻研教材教法,加强学科间横向联系和整合,倡导探究性学习,从而激发学生多角度全方位的立体思维,引导学生运用已学知识进行有效迁移,拓展知识的广度和深度,提高学生的思维水平和创新意识,从而实现提升学生整体素质的目标。
1.在生物教学中渗透文学知识和阅读方法
1.1巧用诗句成语,赋予课堂诗意和韵味,激发学生的学习兴趣
诗词是作者用丰富的想象、富有韵律的语言来抒发自己的情感和感悟的一种表达形式,很多诗句能体现出生物学与文学间的交叉渗透。如在讲解植物向性时,用“春色满园关不住,一枝红杏出墙来”表现了春意盎然和勃勃生机的同时,也表明出植物具有向光性生长的特点;在讲授物质循环的过程时,用“落红不是无情物,化作春泥更护花”说明通过分解者的分解作用,让元素以不同的物质存在形式在地球上循环利用的过程等。
作为语言中一种精炼的固定短语,成语具备内涵丰富、简短精辟和思想深刻的特点,与生物学相关的成语往往暗示着相应的生物学原理。如用“望梅止渴、谈虎色变、惊弓之鸟、草木皆兵”来说明条件反射的过程;用“老马识途、飞蛾扑火、招蜂引蝶”来反映生态系统中的信息传递;用“千里之堤,溃于蚁穴”来揭示生物对环境产生的影响;用“鸠占鹊巢”、“螳螂捕蝉,黄雀在后”来分别反映生态系统中生物间存在的竞争和捕食关系等。
在生物学课堂教学中,适时巧妙地运用诗词成语,通过诗情画意的情景为日常课堂教学增添亮丽的风景,让生物学知识充满美感。同时调动学生们的非智力因素,激发学生探索生物学奥秘的欲望,在潜移默化中提高了自身的人文素养。此外,俗语、名言警句和名著片段等在课堂中的灵活应用,也能达到异曲同工之妙。
1.2通过阅读培养学生获取信息的能力
《高考生物大纲》中明确规定:能从课外材料中获取相关的生物信息,并能运用这些信息,结合所学知识解决相关的生物问题。从近几年来的高考题来看,在能力立意背景下,信息题在高考中考察面在逐步扩大,阅读量、信息量都有所增加,难度也随之增大。能否在有限的时间内迅速提取有用的信息为解题服务,是考试成败的关键。因此,在生物解题过程中,能善于运用语文阅读方法去高效地提炼重要信息、获取有用信息显得尤为重要。获取信息能力的培养绝非一朝一夕,需要我们在教育教学中有意识地精心培养,让学生在日常解题时有意识地注意题干中的各种信息形式,学会获取和解读生物题中的显隐性信息。
如对新人教版必修1中的“关于酶本质的探索”进行资料分析时,教师应告诉学生,首先应结合图示对大篇幅文字和背景材料进行认真地阅读、理解,并找出相关的重要信息,其次才是总结、分析和归纳信息来回答生物问题。在学生阅读完材料后,先让学生找出巴斯德、李比希、毕希纳和萨姆纳等科学家的不同观点和研究结论的中心句,再引导学生综合分析他们的研究成果,最后让学生自己归纳、总结,并完善酶的完整定义。
2.善于运用数学知识解决生物学问题
生物学是一门理学学科,作为工具性学科的数学也常常运用到生物学问题解决中。在课堂中通过不同学科间教学方式的转换和渗透,学生会对数学和生物学渗透交叉运用产生共鸣,有利于学生对相关知识的深刻理解和掌握,学会改变学习方法,提升知识的迁移和运用能力。同时在此过程中,有利于培养学生简明、缜密的思维品质,并逐步形成良好的科学素养。
在生物实验教学中,对于自变量和因变量的概念,教师单纯地进行概念讲解很难让学生理解,若根据实际将其转换成方程中x和y之间的数学逻辑式,其中x表示自变量,y表示因变量,学生就能轻易理解两者的关系。如在建构种群数量的增长曲线来探究种群数量的变化规律时,说明“J”型曲线实质是数学中的指数函数,学生就很容易掌握。如在能量流动传递效率的计算中,运用数学中等比数列的通项式an=a1qn-1可将运算简化,说明其中a1表示第一营养级的能量,q表示最小或最大能量传递效率,n表示对应的具体营养级。
另外,不少数学原理和方法被用来解决生物学问题,如概率原理、互斥和独立事件可以很好的解释两对或两对以上等位基因的遗传规律;譬如建立数学模型,用简单而直观的曲线图来解释生物现象和相关内部规律,并判断或预测生命现象的变化趋势。高中阶段渗透数学计算的内容还有很多,如DNA的分子结构和复制、基因控制蛋白质合成、植物光合作用和呼吸作用的关系、遗传概率和基因频率、细胞体积与表面积的关系等。
3.巧用物理学原理和知识为生物学服务
高中生物教材中涉及物理学的知识很广泛,如显微镜原理(凸透镜、凹透镜、光的成像原理)、叶绿体色素的吸收光谱、光合作用强度与光照强度、同位素示踪法、超速和密度梯度离心、生态系统中的物理信息传递、细胞癌变的物理致病因子、提高基因突变频率的物理因素、电位差与局部电流的产生、细胞吸水和失水中的渗透作用原理等等。
例如同位素标记法又叫同位素示踪法,是一项利用示踪元素来标记化合物的物理方法,标记后的化合物化学性质不变,科学家可通过追踪示踪元素,对有关的一系列化学反应及变化过程进行追踪。这项技术推动了生物学的发展,在生物学研究中运用方面很广泛,在高中生物教材中多次提及这项重要的技术。主要涉及如下内容:验证DNA半保留复制过程、证明光合作用产生的氧气全部来自于水、分泌蛋白的合成和分泌过程、噬菌体侵染大肠杆菌、光合作用中碳原子的转移过程等。 4.化学知识在生物学中的渗透和运用
正所谓“生化不分家”,因化学是生物学的基础,两者在医学、环保、农业生产、新材料和新能源等方面存在很多交叉点。在高中学习阶段,化学是与生物学联系最紧密的学科。高中生物教材中,涉及化学知识的内容很广泛。对于高中生物多个生理过程都涉及化学反应式,例如ATP与ADP的相互转化过程、光合作用的光反应和暗反应过程、有氧呼吸和无氧呼吸过程、氨基酸脱水缩合反应、果酒果醋制作过程等。
又如必修1“组成细胞的分子”一章,详细地介绍了组成细胞的常见元素和主要化合物,这些内容与化学学科联系都很密切。其中,蛋白质的相关知识是高中学生必须掌握的内容,对于氨基酸的种类、氨基酸的结构、脱水缩合过程和蛋白质结构的内容,在高中生物必修模块和化学选修模块中均有分布。另外,生物教材中物质鉴定的显色反应、核酸的分子结构、缓冲物质在维持人体pH值稳态中的反应机理、肽键和磷酸二酯键的形成、各种反应式的配平与计算等等都体现着相关的化学知识,学会灵活运用化学知识去解决生物问题显得尤为重要。
除上述学科外,地理、历史、英语等学科都可以找到与生物学的交叉渗透点。多学科知识的渗透,冲破了以往过于注重学科本位的壁垒,让学生深刻体会到学科间相互支撑的魅力,成为生物课堂中的一道亮丽风景。同时,通过这一方式,不但有利于学生牢固掌握生物学相关知识,还能让学生充分理解各学科间知识的内在联系,真正做到拓展学生的知识面,从而激发学生强烈的求知欲望,培养学生运用其他学科知识解决生物学问题的能力,让学生物成为充满乐趣和活力的科学探索之旅。
因此,在高中生物课堂上,教师要强化多学科渗透的意识,充分发挥自身的创造力,灵活运用学科间知识的联系性和其他学科的学习方法,为解决生物学问题服务,让生物课堂焕发出勃勃生机。同时让学生在潜移默化中养成良好的思维习惯,提升自身的科学素养,真正成为学习的主人。
【参考文献】
[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准(实验稿)[M].北京:北京师范大学出版社,2003.
[2]教育部考试中心.普通高等学校招生全国统一考试大纲·理科[M].北京:高等教育出版社,2011.
(作者单位:苏州大学基础医学与生物科学学院;
江苏省外国语学校)
【关键词】生物教学;多学科渗透;应用
《普通高中生物课程标准(实验)》指出,自然界是一个统一的整体,自然科学中的各门学科,其思想方法、基本原理、研究内容有密切的联系。此外,生物科学与人文社会学科也是相互影响的。在该理念的指引下,教师应钻研教材教法,加强学科间横向联系和整合,倡导探究性学习,从而激发学生多角度全方位的立体思维,引导学生运用已学知识进行有效迁移,拓展知识的广度和深度,提高学生的思维水平和创新意识,从而实现提升学生整体素质的目标。
1.在生物教学中渗透文学知识和阅读方法
1.1巧用诗句成语,赋予课堂诗意和韵味,激发学生的学习兴趣
诗词是作者用丰富的想象、富有韵律的语言来抒发自己的情感和感悟的一种表达形式,很多诗句能体现出生物学与文学间的交叉渗透。如在讲解植物向性时,用“春色满园关不住,一枝红杏出墙来”表现了春意盎然和勃勃生机的同时,也表明出植物具有向光性生长的特点;在讲授物质循环的过程时,用“落红不是无情物,化作春泥更护花”说明通过分解者的分解作用,让元素以不同的物质存在形式在地球上循环利用的过程等。
作为语言中一种精炼的固定短语,成语具备内涵丰富、简短精辟和思想深刻的特点,与生物学相关的成语往往暗示着相应的生物学原理。如用“望梅止渴、谈虎色变、惊弓之鸟、草木皆兵”来说明条件反射的过程;用“老马识途、飞蛾扑火、招蜂引蝶”来反映生态系统中的信息传递;用“千里之堤,溃于蚁穴”来揭示生物对环境产生的影响;用“鸠占鹊巢”、“螳螂捕蝉,黄雀在后”来分别反映生态系统中生物间存在的竞争和捕食关系等。
在生物学课堂教学中,适时巧妙地运用诗词成语,通过诗情画意的情景为日常课堂教学增添亮丽的风景,让生物学知识充满美感。同时调动学生们的非智力因素,激发学生探索生物学奥秘的欲望,在潜移默化中提高了自身的人文素养。此外,俗语、名言警句和名著片段等在课堂中的灵活应用,也能达到异曲同工之妙。
1.2通过阅读培养学生获取信息的能力
《高考生物大纲》中明确规定:能从课外材料中获取相关的生物信息,并能运用这些信息,结合所学知识解决相关的生物问题。从近几年来的高考题来看,在能力立意背景下,信息题在高考中考察面在逐步扩大,阅读量、信息量都有所增加,难度也随之增大。能否在有限的时间内迅速提取有用的信息为解题服务,是考试成败的关键。因此,在生物解题过程中,能善于运用语文阅读方法去高效地提炼重要信息、获取有用信息显得尤为重要。获取信息能力的培养绝非一朝一夕,需要我们在教育教学中有意识地精心培养,让学生在日常解题时有意识地注意题干中的各种信息形式,学会获取和解读生物题中的显隐性信息。
如对新人教版必修1中的“关于酶本质的探索”进行资料分析时,教师应告诉学生,首先应结合图示对大篇幅文字和背景材料进行认真地阅读、理解,并找出相关的重要信息,其次才是总结、分析和归纳信息来回答生物问题。在学生阅读完材料后,先让学生找出巴斯德、李比希、毕希纳和萨姆纳等科学家的不同观点和研究结论的中心句,再引导学生综合分析他们的研究成果,最后让学生自己归纳、总结,并完善酶的完整定义。
2.善于运用数学知识解决生物学问题
生物学是一门理学学科,作为工具性学科的数学也常常运用到生物学问题解决中。在课堂中通过不同学科间教学方式的转换和渗透,学生会对数学和生物学渗透交叉运用产生共鸣,有利于学生对相关知识的深刻理解和掌握,学会改变学习方法,提升知识的迁移和运用能力。同时在此过程中,有利于培养学生简明、缜密的思维品质,并逐步形成良好的科学素养。
在生物实验教学中,对于自变量和因变量的概念,教师单纯地进行概念讲解很难让学生理解,若根据实际将其转换成方程中x和y之间的数学逻辑式,其中x表示自变量,y表示因变量,学生就能轻易理解两者的关系。如在建构种群数量的增长曲线来探究种群数量的变化规律时,说明“J”型曲线实质是数学中的指数函数,学生就很容易掌握。如在能量流动传递效率的计算中,运用数学中等比数列的通项式an=a1qn-1可将运算简化,说明其中a1表示第一营养级的能量,q表示最小或最大能量传递效率,n表示对应的具体营养级。
另外,不少数学原理和方法被用来解决生物学问题,如概率原理、互斥和独立事件可以很好的解释两对或两对以上等位基因的遗传规律;譬如建立数学模型,用简单而直观的曲线图来解释生物现象和相关内部规律,并判断或预测生命现象的变化趋势。高中阶段渗透数学计算的内容还有很多,如DNA的分子结构和复制、基因控制蛋白质合成、植物光合作用和呼吸作用的关系、遗传概率和基因频率、细胞体积与表面积的关系等。
3.巧用物理学原理和知识为生物学服务
高中生物教材中涉及物理学的知识很广泛,如显微镜原理(凸透镜、凹透镜、光的成像原理)、叶绿体色素的吸收光谱、光合作用强度与光照强度、同位素示踪法、超速和密度梯度离心、生态系统中的物理信息传递、细胞癌变的物理致病因子、提高基因突变频率的物理因素、电位差与局部电流的产生、细胞吸水和失水中的渗透作用原理等等。
例如同位素标记法又叫同位素示踪法,是一项利用示踪元素来标记化合物的物理方法,标记后的化合物化学性质不变,科学家可通过追踪示踪元素,对有关的一系列化学反应及变化过程进行追踪。这项技术推动了生物学的发展,在生物学研究中运用方面很广泛,在高中生物教材中多次提及这项重要的技术。主要涉及如下内容:验证DNA半保留复制过程、证明光合作用产生的氧气全部来自于水、分泌蛋白的合成和分泌过程、噬菌体侵染大肠杆菌、光合作用中碳原子的转移过程等。 4.化学知识在生物学中的渗透和运用
正所谓“生化不分家”,因化学是生物学的基础,两者在医学、环保、农业生产、新材料和新能源等方面存在很多交叉点。在高中学习阶段,化学是与生物学联系最紧密的学科。高中生物教材中,涉及化学知识的内容很广泛。对于高中生物多个生理过程都涉及化学反应式,例如ATP与ADP的相互转化过程、光合作用的光反应和暗反应过程、有氧呼吸和无氧呼吸过程、氨基酸脱水缩合反应、果酒果醋制作过程等。
又如必修1“组成细胞的分子”一章,详细地介绍了组成细胞的常见元素和主要化合物,这些内容与化学学科联系都很密切。其中,蛋白质的相关知识是高中学生必须掌握的内容,对于氨基酸的种类、氨基酸的结构、脱水缩合过程和蛋白质结构的内容,在高中生物必修模块和化学选修模块中均有分布。另外,生物教材中物质鉴定的显色反应、核酸的分子结构、缓冲物质在维持人体pH值稳态中的反应机理、肽键和磷酸二酯键的形成、各种反应式的配平与计算等等都体现着相关的化学知识,学会灵活运用化学知识去解决生物问题显得尤为重要。
除上述学科外,地理、历史、英语等学科都可以找到与生物学的交叉渗透点。多学科知识的渗透,冲破了以往过于注重学科本位的壁垒,让学生深刻体会到学科间相互支撑的魅力,成为生物课堂中的一道亮丽风景。同时,通过这一方式,不但有利于学生牢固掌握生物学相关知识,还能让学生充分理解各学科间知识的内在联系,真正做到拓展学生的知识面,从而激发学生强烈的求知欲望,培养学生运用其他学科知识解决生物学问题的能力,让学生物成为充满乐趣和活力的科学探索之旅。
因此,在高中生物课堂上,教师要强化多学科渗透的意识,充分发挥自身的创造力,灵活运用学科间知识的联系性和其他学科的学习方法,为解决生物学问题服务,让生物课堂焕发出勃勃生机。同时让学生在潜移默化中养成良好的思维习惯,提升自身的科学素养,真正成为学习的主人。
【参考文献】
[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准(实验稿)[M].北京:北京师范大学出版社,2003.
[2]教育部考试中心.普通高等学校招生全国统一考试大纲·理科[M].北京:高等教育出版社,2011.
(作者单位:苏州大学基础医学与生物科学学院;
江苏省外国语学校)