基于思维品质培养初中生物学跨学科教学实践研究

摘 要：随着社会的不断发展，社会对人才的定义也有了新的变化，这就意味着教师在教学的过程中要转变教学理念，提升教学质量，促进学生的全面发展。每个学科有不同领域的知识内容，但同时也存在很多交叉重叠部分可以相互补充，在教学过程中进行跨学科教学不仅有助于学生透彻地理解生物知识，也能促进学生思维品质的提升。文章立足初中生物学与物理、数学、地理等多个学科的跨学科教学案例分析，阐述通过初中生物学跨学科教学提升学生的思维品质的教学实践。

关键词：思维品质；初中生物教学；跨学科教学；核心素养

中图分类号：G633.91 文献标识码：A 文章编号：1673-8918（2024）45-0119-04

随着新课程改革的不断推进，《义务教育生物学课程标准（2022版）》明确要求在教学活动中，教师要从培养学生的核心素养入手，发展学生的科学思维，提升学生的探究实践能力，培养创新型人才。对此，教师需要在教学中不断地进行自我反思，通过不同的渠道提升自身的专业素养和职业素养，以完成当下多重教学目标。

一、 跨学科教学的重要性

（一）培养学生的核心素养

新课标要求教学要建立在实际应用的基础上，在跨学科视域下，将不同的学科知识进行融合。生物学科的知识与生活联系紧密，学生在日常的学习和生活中接触较多，因此，教师在教学中要以解决实际问题为导向设计跨学科教学，进行适当的教学内容的延伸和拓展，有益于打破学科壁垒，帮助学生理解事物内在的原理，使得课堂内容丰富，促进学生的人文素养、科学素养等综合素养得到提升。

（二）训练学生的科学思维提升思维品质

如果生物知识仅限于生物学科中，那么学生在思考问题、解决问题的过程中就会有局限性，不利于学生科学思维的发展。而在跨学科教学中，通过将相关联的不同学科知识进行融合教学，可以帮助学生搭建全面的知识框架，让学生可以从不同学科的角度进行思考和判断，从多个角度审视批判辩证地分析，进而培养学生的科学思维，提升思维品质。

（三）培养学生的探究实践能力

科学探究是学习生物学的重要方式，基于不同学科知识的整合而设计的教学情境和各种跨学科学习任务，有利于让学生参与各种动脑和动手的活动，进而锻炼学生的探究实践能力。另外，在解决实际问题的过程中，学生以各个学科理论知识为基础，以小组合作为解决问题的路径，以动手实践为解决问题的方法，这无疑会使得枯燥乏味且抽象化的课堂生物知识转化为具象化的生活知识，激发学生的学习兴趣，进而培养学生的探究实践能力。

二、 初中生物教学现状

（一）教师对培养思维品质的意识不够

在生物学科的教学中，部分教师受传统教学观念和应试教育的影响，只教授教材上的内容并不断强化重复训练达到短时间内提升学习成绩的目的，认为思维品质的培养对提升成绩的意义不大，而且短时间内很难有明显的提升，因此，在教学活动中鲜有训练提升学生思维品质的方法措施。

（二）教师的专业素养不足

要促进学生综合能力的发展，与其他学科进行关联，以及将教材上的内容与生活实际进行有机结合，需要教师具备较高的专业素养。如要实行跨学科教学，生物教师不仅要擅长生物知识的教学，还要钻研其他学科的专业知识，或者是了解其他学科的学习方法，这样在教学过程中，才可以进行有效的融合达到补充拓展的目的，帮助学生理解掌握生物知识的同时促进学生思维品质的发展。事实是部分教师在多年教学生涯中不断遗忘，把曾经学过的其他学科的知识遗忘了。因此，教师需要更新自己的教学理念，不断地进行学习，拓宽自己的知识面，提高本学科和其他学科知识储备。同时，不断地探索提升学生思维品质的教学方法和技能，以便在教学中帮助学生提升思维品质。

（三）学生的探究实践能力相对较弱

生物学科中的知识内容围绕自然现象和社会生活现象来展开，教学内容丰富，不仅包含丰富的理论知识，还涉及各种各样的实验教学内容，实操性强，学生要在后续的学习中深入地了解生物学科的知识，就必须具备较强的实践能力和扎实的理论基础、在真实情境中解决问题的能力。但是当下的教学活动中，教学任务重，受教学时长的限制，往往优先保障教材上的理论知识的教学，因此，学生的探究实践能力总体较弱。教师需要根据需求设计丰富的跨学科实践活动，以培养学生的探究实践能力。

（四）学生高阶思维品质有待提升

大部分初中学生在学习过程中由表及里、由此及彼的逻辑推理、辩证分析、独立思考解决问题、创新的意识较弱，思维品质的深刻性、独创性、批判性等均有待提升。

三、 基于思维品质培养的初中生物学跨学科教学策略

跨学科教学中可以融合的内容主要是学科内容的融合、学科学习方法的借鉴、学科素养的融合等。因此，在实行跨学科教学中，教师需要从以上方面入手，找到相关联的内容进行跨学科教学，并不断地在实践的过程中进行反思和总结，使得融合的学科内容更加贴合生物学科的教学需要。另外，在跨学科教学的过程中，教师需要围绕提升学生的思维品质挖掘设计教学内容，在提升学生核心素养的同时，可以提升学生的学习成绩。

（一）融合物理学科，提升思维的深刻性

思维的深刻性是指在现有材料证据的基础上，能够由表及里、去伪存真地进行分析理解，抓住事物的本质和事物发展的规律，能够预见事物发展的过程。

在具体的生物教学活动中，结合教学内容需要，教师可以适当地融入相关的物理学科知识，通过跨学科教学来帮助学生全方位、多角度地理解生物知识，让学生掌握生物学知识的本质，提高学生接收、内化新的知识内容的速度和效率。只有全面了解知识的由来和发展，学生才可以在运用知识的时候更灵活，思考问题解决问题也会更加地全面。这样一来，学习者可以进行合理的猜想，提出新的研究问题、新的研究方向、制订可行的操作方案，进而发现事物的本质和规律。

比如，人教版七年级上册有个实验“绿叶在光下制造有机物”，教学中教师提出疑问：“为什么绿叶能够制造有机物？为什么叶片是绿色的？你能分析其中的原因吗？”以此来引导学生进行深度思考，不再停留在表面现象的观察上。在思考、探究的过程中，大部分学生都可以理解叶绿体相当于工厂中的“车间”，但是关于“为什么叶片是绿色的？”这一问题学生遇到的阻碍较大，部分学生会片面地认为叶绿素是绿色的，所以叶片是绿色的。为了帮助学生探究该生物知识的本质，加深学生对知识的理解，教师可以将物理学科中“可见光”的知识引入到生物课堂上。教师向学生说明可见光的特点，学生了解到自然界的物体可以吸收和反射可见光，然后进一步进行知识的迁移，由此可以发现叶片之所以是绿色是因为蓝光、红光都被色素吸收了，因此我们看见的就是未被吸收的绿光。生物教材中关于这一知识点没有相关详细的讲解，而通过融入物理知识，弥补了这方面的缺失，且加深了学生对这一知识点的理解，更好地掌握了该知识点的原理和本质，使得学生的认识更加深刻。综上，借助物理知识可以有效地提升学生思维的深刻性。

又如，在人教版七年级上册探究实验“种子萌发的环境条件”中，在教师的引导下，结合生物学科的知识，学生可以推导出种子萌发需要具备的环境条件有：适宜的温度、一定的水分、充足的空气。但是经过作业和考试后发现，部分学生在独立分析类似题目时，经常写的错误答案是被水淹没的种子不萌发是因为水太多。可见学生并没有真正理解种子不萌发的原因。因此，在探究实验结果分析时教师应追问“为什么水中的空气不充足？”对此，教师可以呈现相关的物理知识来解答这个问题。由于水和空气的密度不同，水的密度大于空气的密度，所以空气不溶于水，水中的空气少，无法为种子提供充足的氧气进行呼吸作用，种子当然就不能萌发。借助物理知识，学生由此及彼，由表及里，抓住了事物的本质与内在的联系，进而掌握事物的规律性。由此可见，在生物学教学中进行跨学科教学，不仅可以帮助学生将不同学科知识点进行有效的串联、相互补充，还可以提升学生思维的深刻性。

（二）融合数学学科，提升学生思维的批判性

数学学科是学生在小学阶段就接触的学科，学生对数学知识的熟悉度要远远高于生物学科。而数学学科的学习对训练学生思维的逻辑性、科学性、批判性等具有重要作用。人们常说，学好数学是学习理科的基础。因此，在教学生物知识时，教师可以将不易解决的生物问题数学化，变为学生熟悉的数学问题或者是数学现象，这样可以调动学生已有的学习经验，进行知识或者是学习方法的迁移，让学生在熟悉的领域里发挥自己的才能。这样不仅有利于促进学生对生物知识的理解，还可以培养学生迁移知识的能力，让学生学会从其他学科的角度来处理生物问题，进一步提升学生思维的批判性。

在人教版教材七年级上册第二单元“细胞通过分裂产生新细胞”的教学中，会通过多媒体呈现并讲述细胞的分裂规律，然后通过观察学生应用相应的数学知识列式计算分裂若干次后细胞的数量。教师追问，“在生物体体积不变的情况下，细胞能不能减少分裂次数，让每个单个细胞都长大一点？细胞能无限长大吗？”学生的看法完全相反。争论中教师提醒学生：说服他人要有充足的科学依据。教师引导学生计算两个不同大小细胞的表面积与体积及二者的比值。最终学生发现：细胞体积越大，其相对表面积（表面积/体积）越小。再通过分析琼脂的模拟实验结果，学生进一步理解，相对表面积越小细胞与周围环境交换物质能力越差，细胞得到的物质不足以保障细胞生活所需，从结构和功能相适应的角度理解细胞不能无限长大。

这两个问题都具有明显的数学特色，与数学知识中的找规律题型、数学次幂的运算、球的表面积和体积的计算都有紧密的联系，学生要想成功地解决这两个生物问题，不仅需要掌握生物细胞的分裂规律，具备扎实的数学知识，还要结合之前学习过的生物知识“细胞的生活需要物质和能量”，二者相结合才可以高效地解决这两个生物问题。在这样的跨学科教学中，学生不仅掌握了细胞分裂若干次后数量的计算方法，还学会了从多个角度的证据及时订正错误、不盲从他人，认识到细胞不能无限长大的本质原因，从而提升了思维的批判性。

由此可见，跨学科教学既有利于学生掌握生物知识的原理和本质，也有利于培养学生思维的批判性，这样在思考解决问题的时候，能够提出自己的观点，学会为自己的观点寻找证据、反复验证，学会及时订正错误，学会借助其他学科思维来找到新的解题思路，创造出新的解题方法。同时让学生意识到一门学科的学习离不开其他学科的帮助，在促进学生各学科均衡发展的同时，帮助学生从跨学科的角度进行分析和解决问题。

（三）融合地理等多个学科，提升学生思维的独创性

思维的独创性就是创造性思维的能力，是经过独立思考创造出有价值的、新颖的产品的智力品质，主要表现是：不人云亦云、能够发散思维由此及彼、能有独树一帜的新见解新主张。

在人教版七年级上册生物《生物与环境》主题的教学中，教学目标是认识生物与环境的相互关系，认同生物与环境是一个统一的整体，形成热爱自然、爱护环境的社会责任。这是新课标中提出的学科素养的教学目标，以塑造学生正确的生态文明观、人生观等。而借助生物学科来了解自然界和人类社会的发展现状是不全面的，仅利用生物知识来保护环境也是不全面的。需要结合实际情况来拓展教学内容，以拓宽学生的视野，让学生意识到保护自然环境需要借助各个领域的知识，有意识地引导学生利用其他学科的知识来进行方法的创新，以此训练学生思维的独创性。

例如，某工厂在生产的时候，由于生产设备比较落后，向周边排放了大量的粉尘，严重影响了周边居民的健康和正常生活，请问该工厂应该采取什么样的措施来改善这样的情况。从地理学科角度来看：工厂地址可以进行搬迁，远离居民区；或者是修建在下风口，使得排放的粉尘不会飘落在居民区；工厂引进新设备，改造旧设备，减少粉尘的排放。从生物学科角度来看：不同的绿色植物有不同的净化作用，如柳杉林可以吸收有害气体；山毛榉树可以吸附粉尘；悬铃木、橙、圆柏等植物可以杀灭细菌，因此可以通过结合地理知识与生物知识来分析当地的自然环境，进而确定在工厂周边种植什么植物比较合适。从物理学的角度来看：通过安装吸尘器、喷雾系统降尘。从化学的角度来看：污染空气应根据污染物采取不同方法去除其中的有毒有害物质后再排放，用人单位应给职工配备呼吸防护用品保障职工身心健康。由此可见，跨学科的知识融合为解决环境污染的治理问题、保障生命健康安全提供了不同的方法，学生能够发散性的思维提出新颖的见解，这就是提升思维的独创性的表现。

保护环境是当下的热门话题，随着经济的快速发展，人类对自然资源的过度索取，导致各种环境问题层出不穷，而保护自然环境是永久的课题。不仅是环境保护，各行各业的发展都需要独创性思维，设计创作的新产品才能推陈出新、符合人们的需求。因此，进行跨学科教学培养学生的综合素养，提升学生思维的独创性十分重要。

四、 结论

综上所述，思维品质所包含的内容很多，如深刻性、独创性、批判性、科学性、实践性和逻辑性等，影响学生的学习效率和学习质量。思维品质的培养是一项长远的教学任务，而跨学科教学对提升学生的思维品质具有重要意义。因此，教师需要掌握思维品质与跨学科教学之间的关系，在教学活动中，从各个环节入手，以多元化的教学方法和教学内容去引导学生进行思考，进而达到提升学生思维品质的教学目标。

参考文献：

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［4］王思漪，宣佳琪.基于UbD模式的初中生物跨学科主题教学探索：以“海洋保护”主题活动为例［J］.辽宁教育，2023（15）：13-16.

作者简介：陈秋华（1976～），女，汉族，福建厦门人，福建省厦门市杏南中学，研究方向：跨学科实践。