跨学科融合视阈下的高中生物学课例探析

陶忠华

(浙江省富阳中学 杭州 311400)

生物学科发展过程中凝结着数学、物理、化学、技术等各学科的知识、方法与思想。生物学教学与其他学科教学相互联系与影响。因此，高中生物学教师在开展教学工作时，需要关注不同学科的交叉，对比不同学科对生物学知识表征的异同，借鉴不同学科对生命现象的思维方式与分析手段，从而进一步理解生命本质的探索过程，提升教学素养，形成跨学科融合的大生物学教学观念。本文通过有目的地进行跨学科的课例研究，比较学科间的相关知识表征的异同、分析不同学科教学模式的差异等，为跨学科融合的教学主张提供借鉴。

1 分析不同学科对生物学知识的表征，改进生物学课堂教学

不同学科对相同的知识具有不同的表征方式。教师在具体的课堂教学中，让学生清楚不同学科对相应知识的表征的异同，有利于学生选择相关学科知识，运用相关学科语言或采用合适的实验方法解决具体问题。而要实现这一目标，教师必须坚持“人本位”思想，有目的地选择具有学科交叉性的知识内容，在对照与反思中审视生物学教学。

例如，在“检测生物组织中的油脂、糖类、蛋白质”的实验教学中，通过跨学科的课例研究发现，高中化学教材中也有这些化合物的检验实验，但在实验原理、试剂的语言表述、检测方法的选择等方面有显著差异(表1)。同样进行还原性糖检测的实验教学，化学侧重于研究物质的结构，通过实验来说明葡萄糖因为具有醛基而具有还原性，而生物学更侧重于关注还原性糖类的性质，通过实验来鉴定哪些是还原性糖，哪些是非还原性糖，这反映了两门学科实验教学功能的差异性。但两门学科都强调本尼迪特试剂(即氢氧化铜悬浊液)要新制，且要求在实验中要加热，这反映了两门学科实验教学功能的共通性，共同指向于培养学生对实验条件的控制、实验方案的设计等能力。

表1 高中生物和高中化学“检测生物组织中营养物质”实验的比较

通过此类课例的研究，生物学教师能了解有关生物学知识在化学教材中所处的章节及教学时间节点，更好地改进生物学教学。并能更好地了解学生的知识结构，将生物学知识与其他学科知识相联系与补充，避免学生在学习时的认知障碍，促进学生认知结构的发展。例如，在上述课例中，生物学教师在进行“生物组织中还原性糖的检测”时，可以补充还原性糖与非还原性糖的判断依据，以避免学生对糖的种类的机械记忆；在进行“生物组织中蛋白质的检测”时，可以补充双缩脲试剂检测的实际上是含有两个及两个以上肽键的化合物，让学生更好地掌握实验原理，以实现对科学知识更好地迁移应用于生活实际。

2 引鉴不同学科课堂教学模式，指导生物学课堂教学

《课程标准》是课程改革理念在具体学科从内容到实施的落实，在大生物学背景下，教师通过跨学科的课例研究接触其他学科的课堂教学模式、教师的课堂教学风格以及课堂教学文化，有助于教师摆脱学科教学思维的束缚，借鉴其他学科的改革成果和教师的教学方式的变革经验，提高教学改革实践的自觉性。跨学科的课例研究可以在3个层面上开展： ①促进教师的学科教学知识，即本学科知识在其他学科中的呈现方式；②丰富教师的学科教学方式，即关注其他学科教师的教学设计与教学方法；③对具体学科课程标准的分析与比较。前两者实际上是各学科课程标准的有关教学建议的创新性地体现。对高中物理、化学、生物课程标准教学建议部分的比较，可以发现科学教育的共通之处： 要有质量地组织好探究性学习，要落实科学教育与社会、技术、生产生活之间的联系，要加强实验教学，同时要全面落实课程目标。另外，还可以发现生物学的学科教学特色： 注重学科间的联系，深化对课程理念的认识，注重生物科学史的学习。这要求教师具有跨学科融合的教学观念，开展富含生物学科品位的课堂教学。

3 开展跨学科融合视阈下的大生物学教学

生物学教师应具有跨学科融合的教学观念，能汲取其他学科的教学思想与方法，在课堂实践中有机联系各门学科，在生物科学史学习中注意揭示具有各学科背景的科学家的思想观念，构建富有生物学科品位的大生物学教学，培养学生的科学素养。

例如，在“DNA双螺旋结构模型的发现”过程中，有化学学科的参与——化学家查伽夫的碱基互补配对原则；有物理技术的参与——富兰克林的DNA衍射图像的拍摄以及最终的模型建构。因此，在生物科学史的教学过程中需要渗透学科间的科学思维与方法的培养。

教师在具体课堂教学实践中，可以让学生运用物理学科的“受力分析”手段与“平衡与运动观”来分析生物学中的静息电位、动作电位的形成；运用化学知识来解释肽键的形成、磷酸二酯键的形成等。引导学生运用各学科的知识与方法去分析并解决具体的生物学问题，有利于学生科学思维的培养，有利于学生生命观念的建构，发展学生的核心素养。