高中生物教学中的“学科融合”策略研究

摘要：在新时代教育改革的背景下，学科融合作为一种创新教学模式，旨在打破传统学科界限，促进知识的交叉与整合，以培养学生的综合素养和创新能力。本文聚焦高中生物教学领域，探讨如何有效实施学科融合策略，以提升学生的学习兴趣、批判性思维能力和解决实际问题的能力。通过理论分析与实践案例相结合的方式，本文提出了一系列具体的融合教学方法。

关键词：学科融合；主题式融合教学；情景教学；高中生物教学

一、高中生物教学中学科融合的意义

1. 促进知识的深度整合：将生物学与其他学科（如化学、物理学、数学乃至信息技术等）相融合，有助于学生理解生命科学的复杂性和相互关联性。

2. 提高学习兴趣和动力：通过联系生活实际和解决实际问题，使抽象的生物学概念具体化、生动化，激发学生的好奇心和探索欲。

3. 培养跨学科思维能力：跨学科的学习过程促使学生学会从不同角度思考问题，增强其批判性思维和解决问题的能力。

4. 适应未来教育趋势：为学生进入高等教育或职业生涯打下坚实基础，适应快速变化的社会和科技环境。

二、高中生物教学中的学科融合策略实践案例分析

1、主题式融合教学——以“基因编辑技术”为例

主题式融合教学是一种创新的教育模式，它打破了传统学科间的界限，鼓励学生从多维度、跨领域的视角深入探索特定的知识领域。

（1）生物学视角下的基因编辑技术：

在生命科学的范畴内，基因编辑技术，特别是CRISPR-Cas9 系统，被誉为“基因组的剪刀”。这一革命性的技术允许科学家以前所未有的精确度对DNA序列进行添加、删除或修改，为遗传病治疗、作物改良及生物基础研究开辟了新纪元。通过实验操作和案例分析，学生能深刻理解基因功能、遗传信息传递的基本规律以及基因编辑的具体操作流程，为后续的跨学科学习奠定坚实的基础。

（2）化学视角的介入：

化学作为生命科学的基石之一，在基因编辑技术中扮演着不可或缺的角色。例如，CRISPR 系统中的Cas9 酶作为一种蛋白质，其活性、稳定性和与DNA 的特异性结合能力都与化学结构息息相关。通过化学原理的学习，学生可以探索酶的催化机制、核酸的化学性质及其相互作用，进一步理解如何通过化学修饰优化基因编辑工具的效率与安全性，如使用化学标记来提高基因靶向的准确性。

（3）伦理学的考量：

随着基因编辑技术的发展，一系列复杂的伦理、法律和社会问题也随之浮现。在融合教学中融入伦理学讨论，引导学生思考基因编辑的道德边界、公平性问题（如基因编辑婴儿的社会影响）、以及对自然选择和人类进化的潜在干预等。通过小组辩论、案例研究和哲学探讨，学生不仅能学会如何在科技进步与伦理原则间寻求平衡，还能培养起对未来科技发展负责任的态度。

2、情境模拟与问题解决

在当今世界，环境污染已成为制约可持续发展的重大挑战，其对生态系统的影响深远且复杂。为了深入理解这一全球性问题，并培养学生的跨学科思维与问题解决能力，我们可以设计一系列贴近生活的教学情境，巧妙融合地理与化学知识，引导学生从理论到实践，全面探究环境污染的成因、影响及可能的解决方案。

（1）创设情境：河流污染与生态失衡

设想一个典型的教学情境：某城市边缘的一条河流，曾是当地居民的重要水源和生物多样性的宝库，但随着周边工业活动的加剧，未经处理的废水直接排放入河，导致水质恶化，水生植物死亡，鱼类和其他水生生物数量急剧减少，整个生态系统处于崩溃的边缘。这一情境不仅直观展示了环境污染的严重后果，也为学生们提供了一个探讨环境保护与修复的现实案例。

（2）融合知识：地理与化学的交汇点

地理视角：首先，从地理学角度分析河流污染如何影响流域内的自然景观、土壤结构、气候模式以及人类社会经济活动。探讨河流作为自然水文循环的一部分，其污染如何通过食物链传递，影响更广泛的生态系统服务功能，如水质净化、洪水调节等。

化学介入：随后，引入化学知识，分析工业废水中常见的污染物种类，如重金属（铅、汞）、有机污染物（多环芳烃、塑化剂）及其化学性质。通过实验模拟，让学生了解这些污染物是如何与水体中的其他物质发生反应，改变水质指标，以及它们对人体健康和环境的长期潜在风险。

（3）探究与解决方案，鼓励学生分组，针对上述情境，运用所学知识进行深入探究

监测与评估：使用现代检测技术（如光谱分析、色谱法）来识别和定量分析水样中的污染物，了解污染程度与分布。

成因分析：分析污染源，包括点源（如工厂排放）和非点源（如农业面源污染），探讨不同类型的污染对生态系统造成的特定影响。

解决方案探索：引导学生思考并提出创新解决方案，如建立污水处理厂采用高级氧化、生物降解等技术处理废水；推广绿色化学，减少有害物质的使用；实施河流生态修复工程，如人工湿地构建，以自然方式净化水质。

政策与公众参与：讨论政府政策、法律法规在防治污染中的作用，以及提高公众环保意识的重要性，倡导社区参与河流保护行动。

三、结论

高中生物教学中的学科融合是提升教学质量、培养学生综合素质的有效途径。通过实施多元化的融合教学策略，不仅能够增强学生的学习兴趣和动力，还能够促进其跨学科思维能力的发展，为学生未来的学习和职业发展奠定坚实的基础。教育工作者应积极探索和实践，不断优化融合教学模式，以适应新时代教育的要求。

参考文献

[1]大中小学思政课内容一体化研究.张应平《. 东北师范大学博士论文》，2022

[2]大中小学思政课一体化建设研究.赵锐《. 安徽工业大学硕士论文》，2022

[3]略谈学科融合在高中生物教学中的应用.张海军《. 中学教学参考》，2021

[4]例谈普通高中生物教学中的学科融合.徐慧《. 新课程研究》，2021