浅谈各学科知识在生物教学中的应用

张胜博

摘 要 通过生物学在理科（数、理、化）和文科（文、史、地）互相渗透现象的研究分析，浅谈各学科知识在生物学中的应用，强化学科间的融合，激发学生主动学习生物知识，并用生物知识去解释生活中常见的各种现象，达到培养学生跨学科的能力和学以致用的目的。

关键词 生物学教学 文科 理科 学科渗透

中图分类号 G633.91 文献标识码 B

随着社会发展的需要，学科间的相互联系体现得越来越明显，各学科相互渗透的综合性也越来越强了。生物学在各领域都有广泛的应用和相互的渗透。在生物教学中，教师要充分利用其他学科和学生已学的知识，有意识地引导和帮助学生完成好知识的迁移，有助于学生形成完整的知识体系，同时也能提高课堂的教学效率。学生认识到各学科间的渗透现象，可以增强跨学科的能力，减少对知识的片面性理解，大大增强掌握生物知识的能力。

生物学与文科（文、史、地）、理科（数、理、化）间的渗透现象，在高中教材中如何体现？

1 文科

在人们的观念里，生物学一直被认为是亦文亦理的一个学科。因为理科是以数学和逻辑为基础，研究自然规律的学科；与理科相比，文科的学科特点是理论性较强。生物学这门学科既体现了理科的以数学和逻辑为基础的特点，也体现了文科的理论性较强的特点，因此人们长期以来会对“生物学是理科”产生质疑。这说明其实文、理在知识上存在“互惠互利”的关系。

1.1 生物与语文

如细胞学说的建立过程、显微镜的发现等，从资料分析中提取、整合出有效信息的能力，离不开语文的阅读基础。“八年耕耘源于对科学的痴迷，一畦畦豌豆蕴藏遗传的秘密。实验设计开辟了研究的新路，数学统计揭示出遗传的规律。”这是对孟德尔一生成果的概括，比起枯燥的语言，优美的语言更能激发学生的好奇心和学习兴趣。

1.2 生物与历史

各国科学家成果的发现和提出，都与当时生活的时代息息相关，在追溯科学家们的“光辉事迹”的同时，也开起关于科学家们的种种问题的话匣子。这样既激发了学生的求知欲，也调动了其学习积极性，从而使学生在欢快和谐的气氛中对相关知识完成了理解和记忆。

1.3 生物与地理

生物的生存离不开周围的环境。植物的光合作用、呼吸作用等都与环境密不可分；生物的分布与地理环境息息相关；生物的形态、结构特点也与环境紧密联系。如：植树造林解决沙漠化问题；沙漠的环境特点与仙人掌的生存；植被的覆盖与地形的相关性等等。

【例1】 （2013年重庆卷）某山区坡地生态环境破坏严重，人们根据不同坡度，分别采取保护性耕作、经济林种植和封山育林对其进行了治理。

（1） 陡坡在封山育林后若干年内，经历了一年生草本、多年生草本和灌木三个阶段，其典型物种的种群密度变化如图1所示。调查植物种群密度常用的方法是 。图中o→a，物种①密度上升，原因是在适宜条件下，物种①的 ；b→c，物种①逐渐消失，物种②密度逐渐降低到相对稳定，原因是物种②能耐受 ；c点后，在适宜气候条件下群落中最终占主导地位的植被类型将是 。

（2） 该坡地经治理后，既扩大了植被覆盖面积、增加了对大气中 的固定，又提高了经济产出，初步实现了生态效益和经济效益的同步发展。

解析：（1） 对植物和活动能力比较弱的动物，一般用样方法调查其种群密度；结合材料，图中①表示一年生草本植物，②表示多年生草本植物，③表示灌木。决定种群密度最直接的因素是出生率和死亡率，图中o→a段物种①的密度上升，数量增多，说明该时间段内种群的出生率大于死亡率；b→c段，群落由多年生草本阶段向灌木阶段过渡，灌木取代多年生草本植物，②逐渐降低到相对稳定水平，说明②能耐受灌木丛导致的弱光环境，并在该环境下保持种群数量的相对稳定；c点后，若气候条件适宜，高大的乔木能获得充足的光照取代灌木的优势，成为该地区占主导地位的植被类型。

答案：（1） 样方法 出生率大于死亡率 弱光 乔木 （2） 碳元素（CO2）

本题综合考查种群与群落相关知识及考生的理解能力和识图能力，涉及种群密度调查、群落演替等相关内容，较易得分。同时这道题也涉及了地理的相关知识。

2 理科

自高考改革方案出台后，“3+X文科/理科综合”的考试模式在全国推广。这种形式的出现对于理科综合来说，打破了物理、化学、生物三学科之间的知识脱节的、独立的现状。这种考查形式改变过去物理、化学、生物三学科单科命题的考试方式，注重三学科之间的普遍联系，同时也强调对考生综合能力和素质的考查。试题的设计在先前知识性的基础上更突出了综合性、实践性、创造性和应用性等特点。实践证明，进行综合考试将各学科的知识相互渗透和融合，阻止了知识间的割裂和孤立，也促进了三学科的教学，同时也在潜移默化中提高了学生的综合素质和能力。

2.1 生物与数学

【例2】 （2010年全国卷）下列四种现象中，可以用图2表示的是（ ）

A. 在适宜条件下光合作用强度随CO2含量的变化

B. 条件适宜、底物充足时，反应速率随酶量的变化

C. 一个细胞周期中DNA含量随时间的变化

D. 理想条件下种群数量随时间的变化

解析：本题主要考查相关生理过程中的数量变化趋势，涉及到新陈代谢与细胞分裂的相关内容，考查学生的理解能力和获取信息的能力，以及基本的数学函数知识。如图1曲线的走势为先增加后稳定，曲线有两个关键点：即起点（m，0）（m>0）和饱和点。符合这一曲线的为A选项；B项对应的曲线起点不正确，曲线的走势一直为增函数，不会出现饱和效应；C项对应的曲线就更不正确了，起点纵坐标等于终点，且大于0；D项曲线为种群的“J”型增长曲线。

答案：A。

该题将数学中的函数与生物学知识相结合。只是基本的函数知识，并没有太过复杂的东西，因此对于高中生来说是可以解决的，充分体现了数学在生物学中的渗透和重要作用。

2.2 生物与物理

【例3】 一个班级分组进行减数分裂实验，下列操作及表述正确的是（ ）

A. 换用高倍镜时，从侧面观察，防止物镜与装片碰擦

B. 因观察材料较少，细胞较小，显微镜视野应适当调亮

C. 为观察染色体不同层面的精细结构，用粗准焦螺旋调节焦距

D. 一个视野中，用10×物镜看到8个细胞，用40×物镜则可看到32个细胞

解析：高倍镜镜头较长，换用时应从侧面观察，防止物镜与装片碰擦，A选项正确；本实验换用高倍镜观察时，视野会变暗，但原因不是材料少，细胞小，B选项错误；观察染色体不同层面的精细结构时，使用的是高倍镜，应用细准焦螺旋调节焦距，C选项错误；放大倍数越大，看到细胞数目越少，D选项错误。

答案：A。

此题重点考查显微镜的使用及注意事项，比较简单。显微镜是微观世界和宏观世界沟通的桥梁，因此是生物学科必不可少的工具。要想了解和掌握微观生物，首先就必须知道显微镜的构造和使用方法。而显微镜的成像原理、放大原理和放大倍数的计算却是物理知识。此题很好地将物理知识与生物知识相融合，体现了学科间的交叉和渗透。

2.3 生物与化学

【例4】 下列与实验相关的叙述，错误的是（ ）

A. 马铃薯块茎捣碎后的提取液可检测出蛋白质

B. 光学显微镜可用于观察植物细胞的质壁分离现象

C. 检测酵母菌培养过程中是否产生CO2，可判断其呼吸方式

D. 在95%乙醇中加入无水Na2CO3后，可提高色素的溶解度

解析：马铃薯块茎中也含有蛋白质，A选项正确；植物细胞质壁分离用光学显微镜就可以观察到，B选项正确；酵母菌细胞无论是有氧呼吸还是无氧呼吸都产生二氧化碳，不能以是否产生二氧化碳作为判断细胞呼吸类型的方式，C选项错误；无水Na2CO3可以与 95%酒精中的水分子结合生成10H2O·Na2CO3，提高乙醇纯度，利于色素的溶解，D选项正确。

答案：C。

本题考查学生对教材实验的理解识记情况，涉及蛋白质鉴定原料选择、植物细胞质壁分离及复原、酵母菌细胞呼吸方式的探究及色素的提取等相关实验，跨度较大，并与化学学科有一定交叉，具有一定难度。

加强不同学科间的综合教学，是新一轮教育教学改革与发展的必然趋势，也是一个亟待深入探讨的新课题。生物学教学要适应这一时代的需要，还有诸多问题需要研究和探讨。

参考文献：

[1] 周代华.生物学与其他学科渗透初探[J].中学生物教学，1996，（5）：36.

[2] 欧阳浩波.浅谈生物科与物理、化学学科之间的联系和综合[J].中学生物教学，2002，（7-8）：18-20.