中学教学中物理学和生物学知识的交叉

林小梅

(华东师范大学教师教育学院 上海 200062)

1 科学参照标准应用的交叉

在科学研究中，描述和分析某个对象，首先需要选择相应的参照标准，再通过对比分析，得出结论。

1.1 科学标准的定性应用 在初中生物“探究光对鼠妇分布的影响”的实验中，对照组是指“未遮光组”，实验组是指“遮光组”。学生通过该实验初步感知对照组是实验组的参照标准，通过对比分析，得出“光影响鼠妇分布”的结论。在初中物理“机械运动”中，学生通过“对照组”的知识迁移掌握物理名词“参照物”，通过对比参照物和研究对象，得出研究对象的相对运动状态。

1.2 科学标准的定量应用 在初中物理中，学生需利用不同测量标准来测量不同物理量大小。例如，以刻度尺刻度为长度标准测量长度，以秒表刻度为时间标准测量时间等。而在生物学中可体现为测量蛋白浓度时制定蛋白浓度标准曲线，电泳时添加Markers作为蛋白或核酸的分子量标准等。教师在高中生物“蛋白质”这一章节教学中，可引入或拓展利用标准曲线测量蛋白浓度的相关内容。

2 科学理论和仪器应用的交叉

2.1 凸透镜成像与显微镜 初中物理需掌握知识点：A1、凸透镜成像规律及应用；A2、显微镜的物镜相当于“投影仪(f

图1 凸透镜成像与显微镜的知识层级关系

2.2 眼部结构与眼镜 初中物理需掌握知识：A1、凸透镜对光具有会聚作用,凹透镜对光具有发散作用；A2、近视镜为凹透镜，远视镜为凸透镜。初中生物需掌握知识：B1、眼部结构；B2、近视眼的形成是由于光经折射后落在视网膜之前，远视眼是由于光经折射后落在视网膜之后。衔接知识：C1、晶状体等结构相当于凸透镜，视网膜相当于光屏。知识层级关系如图2所示。

图2 眼部结构与眼镜的知识层级关系

2.3 电流与电表 初中物理需掌握知识：A1、电表构造：正接线柱在零刻度右端，负接线柱在零刻度左端；电流从电表正极进入，从负极流出，指针向右偏；电表正负极接反时，指针向左偏。高中物理需掌握知识：A2、静电力作用下，电流由高电势流向低电势；A3、正电荷聚集的地方电势高，负电荷聚集的地方电势低。高中生物需掌握知识：B1、测量神经表面电位差时电表指针偏转方向与电流方向相同；B2、指针向左端偏转，说明左端神经表面为负电荷，右端神经表面为正电荷，反之亦然。衔接知识：C1、测量神经表面电位差时使用的电表为特殊电表；特殊电表零刻度居中，左端为正极，右端为负极[1]。知识层级关系如图3所示。

图3 电流和电表知识层级关系