初中生物与物理教材整合教学设计案例研究

■李　慧　董建萍

初中生物与物理教材整合教学设计案例研究

■李慧董建萍

初中教育，主要实行分科教学，学科界限清晰，各科教师在教学中致力于自己所教学科的研究，促进了学生对本学科知识的综合。但过分强调学科知识，反而使学生对事物的认知产生了片面性，使学生不仅忽略了学科之间的内在联系，而且影响了他们思维的发展。这就要求我们，在教学中积极引导学生寻找本学科与其他学科的交叉、渗透和融合，注重相关知识跨学科的内在联系。

一、初中生物教学渗透物理知识

生物知识与物理知识之间的交叉和渗透是非常广泛的。在生物教学中，许多方面涉及到物理学的方法和知识。寻找生物与物理学知识的衔接点，及时用物理学知识解释生物学问题，既活跃了课堂，又培养了兴趣，同时，拓宽了学生的知识面，取得了较好的成效。

二、初中生物与物理知识交叉内容的梳理和研究

以《生物课程标准》所确定的主干知识为载体，分析比较物理学科《课程标准》所对应的交叉知识，促进知识的综合应用，从而提高学生学习的综合能力。

(一) 科学探究

初中阶段物理、生物学科对科学探究能力的培养都依赖于实验探究,两门学科在实验仪器、操作、内容、方法等方面存在大量交融，如酒精灯、托盘天平、加热方法、量取体积等都是要求掌握的内容。两门学科在实验方法上也有很多相似之处,尤其是对于控制变量法的运用。

(二) 生物体的结构层次

显微镜的构造和使用中，物镜与目镜的成像属于物理凸透镜成像知识的应用。

(三)生物与环境

生物的生存依赖于环境，非生物因素对生物的影响(测量温度、光强等是对物理知识的应用)。

探究酸雨对生物的危害(物理知识：酸雨形成等知识)。

温室效应这一概念与环境保护问题息息相关。两门学科都安排了这一知识的学习,体现了这两门学科对于社会生活环境领域的关注,有助于培养学生的环境保护意识。

(四)生物圈中的绿色植物

种子萌发时的物理环境：光、温度；光合作用中光照与能量的转化和守恒是物理知识的应用；花的颜色等生物内容都是物理知识的应用。

(五)生物圈中的人

人的呼吸系统与大气压的关系，我们呼吸是利用大气压与肺内气压差来进行的。 视觉的形成都需要用到物理知识来解释。

(六)动物的运动，用到杠杆的知识

骨骼在运动中起着杠杆的作用，关节在运动中起着支点的作用，骨骼肌起到动力的作用。人的任何一个动作都是在神经系统支配下，通过骨骼肌的收缩，牵引所附着的骨骼，绕着关节活动而完成的。其中，手臂提物体就是一个典型的杠杆应用。

(七)生物技术

食品保鲜涉及物理热学的分子热运动知识，保鲜涉及的水分保持和温度、空气对流等都是物理知识的应用。

三、初中生物与物理交叉内容教学案例——人体和外界环境的气体交换

【设计思想】

本节的设计构思是：“人体是如何将气体吸入肺的?在进入肺之前经过了怎样的处理？”用到的物理学知识是力学的杠杆和压强。本节设计了两个主要内容：①呼吸系统的结构与功能；②呼吸运动及其过程。对于呼吸系统的结构与组成，主要采取自主阅读与小组讨论等自学形式，激发学生的积极性与主动性；呼吸运动相对复杂，主要通过直观教具与实验演示，让学生动手体验，让学生能够直观分析，化难为易。

【教材分析】

1．为达到教学目标，课本安排了较多形式各异、丰富多彩的学习活动，学生通过自主学习，掌握基本知识。

2．呼吸道和肺共同构成了人体的呼吸系统，掌握其结构与功能，是学习呼吸运动和气体交换的基础，学习呼吸运动的过程是学习人体内气体交换的基础。

3．学生在生活过程中积累了一定的和呼吸相关的生活常识，对组成和功能有了一定的帮助。但学生对引起呼吸运动的呼吸肌的分布和功能缺乏知识基础，而且呼吸运动的过程又较为复杂抽象，学生较难理解。在教学过程中，教师要利用各种手段，加强直观教学，在学生的感悟和体验中完成教学任务。

【教学目标】

知识目标：

1.说出人体呼吸系统的组成，掌握肺的结构与功能相适应的特点。

2.概述呼吸运动与胸廓变化的关系。

能力目标：

1.通过自主阅读，培养学生的阅读、分析能力。

2.通过观察和演示实验，提高学生的观察、分析、推断能力。

情感态度价值观目标：关注自身健康，关注人与周围环境的关系，提高环保意识。

【学习重点】呼吸系统结构与功能；呼吸运动的过程。

【学习难点】呼吸运动的过程。

【教学流程】

1.导入新课、展示目标

通过“为什么婴儿都是哭着来到这个世界上呢？因为啼哭是空气进出肺冲击声带发出的，表明人已经进行自由呼吸了，这就是人体的呼吸。呼吸由哪些器官来完成呢”的话题，激活学生的思维，引入新课展示目标；教师要对学习目标简单解释，详细说明每个目标的达成途径。

2.自主学习、合作探究

【探究一】呼吸系统的组成

自主学习要求：阅读教材53-54页，据图自主完成以下问题，并结合课本呼吸系统的结构图，熟记各个结构的名称和功能。

(1)呼吸系统由____________和____组成。

(2)呼吸系统的主要器官是________，它是__________的场所。

(3)呼吸道是________的通道。呼吸道由________、________、________、________和________共同组成。

(4)________既是空气的通道又是食物的通道。

(5)痰是在________内形成的。

合作探究要求：(个人思考2分钟，把自己的答案写在问题的后面，小组讨论5分钟)1.站立讨论，激情投入；2. 组长调控好，确保每层的学生都能最大限度参与到情景对话中，保证高效完成。

(1)在日常生活中，我们提倡用鼻呼吸，而不用口呼吸，为什么？

(2)为什么吃饭时不要高声谈笑？

(3)痰是怎样形成的？为什么不能随地吐痰？

(4)简述肺泡结构与功能相适应的特点。

【探究点二】呼吸运动

1.阅读课本55-56页，完成以下问题：

(1)呼吸运动是指____________的运动。包括________过程和________过程。

(2)呼吸运动主要与________肌和________肌的运动有关。

(3)吸气：肋间肌和膈肌________→胸廓容积________→肺容积________→外界空气进入肺内。

呼气：肋间肌和膈肌________→胸廓容积________→肺容积________→肺内气体呼出体外。

3.以小组为单位解决问题

(1)是胸廓的变化引起了吸气和呼气，还是吸气和呼气引起了胸廓的变化？

(2)胸廓的组成？

(3)完成课本56页自我评价第3题。

学生活动：用手按在胸口两侧，深深地吸气，感受肋骨向上向外运动，胸廓扩大；再深深地呼气，感受肋骨向下向内运动，胸廓缩小。思考：人体是怎样将气体吸入的？结合课本阅读自主学习，小组讨论并总结出吸气过程与呼气过程中肋间肌、膈肌、胸廓容积等的变化。

教师活动：出示正确答案，评价学生的讨论结果，回答学生提出的问题，并通过手势模型总结呼吸运动的过程。

精讲点拨：(可以由物理老师讲解，或由物理老师和学生提前学习气压与气体体积关系的知识)气体总是由气压高的地方流向气压低的地方。当胸腔体积增大时，肺随之扩张。这时，肺内气压低于大气压，空气由外界进入肺。当胸腔体积缩小时，肺随之收缩。这时，肺内气压高于大气压，空气由肺排出体外。引到学生完成下面表格：

呼吸状态膈肌、肋间肌膈顶部位置变化情况肋骨位置变化情况胸廓容积的大小肺容积的变化情况空气进出肺的状况吸气呼气

设计思想：让学生体验呼吸运动的存在，猜想气体是如何进入人体内部的？可以培养学生由现象看本质的习惯，发挥联想与创造性思维，在分析问题的能力上得到锻炼。发挥学生的主动性，锻炼学生观察、交流、表达的能力。把抽象的理论变成形象的思路，增强对难点的理解。

小结：教师点评学生在课堂活动中的参与意识、合作精神以及智慧和勇气，增强学生的自信心。教师引导学生总结本节课的知识要点，并做课后达标练习。

生物知识与物理知识之间的交叉和渗透是非常广泛的，某种意义上可以说，初中生物知识大多可以理解为物理原理与知识的实际应用，两者具有不可分割的紧密联系。这就需要学科间教师要经常相互交流沟通和学习，善于发现和总结学科间的潜在联系，挖掘可以渗透的知识点，将其他学科知识迁移，积极引导学生寻找本学科与其他学科的交叉、渗透和融合点。

(作者单位：潍坊广文中学，山东潍坊261000)