学科融合视角下的初中生物教学分析

梁燕春

（定西市陇西县渭州学校 甘肃 定西 748100）

前言

初中生物作为独立教育学科，是学生接触和探究自然界生命体特征的主要途径，生物教学建立在实践基础之上，通过有效的教学手段，引导学生研究各种生命现象，掌握生物知识。在学科融合背景下，生物教学需与化学、物理等学科紧密联系，构建综合性教育体系，向学生传递多样化知识，培养复合型人才，加强学科之间知识互通性，使学生深入理解知识，提升学习能力。

1.初中生物学科融合教育阐述

初中阶段学生处于青春期，对很多事物充满了好奇，喜欢观察各种事物。学生对学科的喜爱程度亦是如此，当学生观察学科、了解学科知识后，会对学习有自己的想法。如：在观察小鸟在天空中飞行时，了解到小鸟翅膀可以平衡身体，分析空气浮力原理，整体思考小鸟挥动着翅膀在空中翱翔的奥秘。探索鸟类飞翔原理涉及到生物学科知识和物理学科知识，为更好促进学科之间的融合，教师应引导学生注意观察事物，学会独立思考，提升分析问题的能力，为融合教学做好铺垫。

在1986年，美国科委会发表报告首次提出STEM 教育模式，即加强科学、技术、工程和数学学科之间的联系，引导学生认识科学，利用知识了解自然界客观规律，尊重规律改造世界，与自然和谐共处，利用综合知识分析解决社会发展难题。STEM 教育注重培养学生科学素养，利用生物、物理及化学知识打开认识世界的大门，利用管理和专业能力提升技术素养，通过理解和设计培养工程技能，学习数学知识解决难题，提升数学素养。初中生物教学中，以STEM 教育模式为基础，融合学科教育理念，通过在原有教学活动中融入多学科教学元素，探索新型的学科融合模式，创建教育课程，充分发挥生物学融合教学优势。初中生思维方式和逻辑方式都在逐步的提高，具备较强的复合学习能力，对于学科融合，可以接触到不同学科的知识，虽然学科之间内容有一定差异，但是追求其根本最终的知识内涵是一致的。生物教学以学科知识为核心，融合其他学科知识内容，从而解决实际的问题。学科融合学习主要以解决问题为导向，并非学科之间横向或纵向的跨越，而是针对不同问题，从不同的角度思考问题。生物教学中，教师应尊重学生的想法，发挥学生主体地位，从局部到整体，以生物学为基础，拓展学科知识，构建完整的课程系统，充分发挥学科融合教学价值[1]。

2.学科融合教育模式构建

生物学科是研究自然界生物生命体的学科，小学阶段涵盖自然科学知识的学科为科学，在初中阶段，学生通过生物学科接触和了解自然界。生物教学过程中，教学内容与化学和物理知识息息相关，很多生物知识学生在理解时比较吃力，但当学生具备一定化学和物理知识基础后，对生物的理解也更加轻松。初一阶段，学生化学和物理知识了解较少，生物教师应向学生耐心地讲解知识原理，加强学科之间的融合教学，使学生对生命现象有所了解，应用理化知识联合物理知识理解生物体，又不对学生构成理化学习障碍。通过实践研究可知，构建完整的学科融合教育模式，在生物课堂中融入理化知识，给予学生思维空间，引导学生独立思考，在其他学科教学中，可以做好知识迁移，灵活转换知识[2]。

例如：七年级上第五章“绿色植物与生物圈中碳-氧平衡”第一节光合作用吸收二氧化碳释放氧气教学中，其中涉及到物理学科相关知识。学生在学习生物知识时，教师可以利用图片或视频等方式吸引学生注意力，使用教具进行演示，增强视觉感，给予学生多样化学习体验，利用物理透射光和反射光知识来解释也绿色溶液磷光和荧光现象，生物学科中光合作用碳原子和氧原子转移与物理学中放射性同位素示踪原理结合。通过构建学科模型，加上教师的实际操作演示，多学科相融合，使学生对知识理解更加深入。如果学生不具备一定的物理基础，在理解生物现象时会觉得比较吃力，对知识的理解也比较表面，在教师提问、假设和实践操作中，学生会有很多的疑问。多学科融合教育模式，可以帮助学生答疑解惑，使学生理解多学科知识的同时，探究自然科学知识。在课程结束后，教师可以为学生布置相关练习作业，加强理论与实践结合，培养学生综合素养[3]。

3.学科融合教学研究

初中生物教学中，跨学科教学优势明显。如在检测化合物时会用到化学学科知识，在测量时会应用到工程学和物理知识。

例如：第五单元“生物圈中的其他生物”第五单元“鸟”教学中，众所周知，鸟类可以飞翔，学生对于飞翔有一定的了解，结合日常观察和常识可以了解知识，当鸟飞行时重量减轻，阻力会减小，再利用风力作为推动力，就可以翱翔天空。此单元教学中，生物学科与物理学科紧密相连，通过比较和观察，学生可以掌握科学知识。鸟类的哪些结构可以减少重量、增加浮力，利用动力学原理可以解释飞行现象，拓展学生认知范围，提升学生思维能力。如流线型可以有效减轻阻力，学生可能理解起来较难，抽象的知识不像折飞机更直观易理解，学生可以用折飞机模拟小鸟飞翔的姿势，也可以折叠各种形状，分析折纸空中飞行的情况，通过学习生物知识，联系物理知识，理解流线型原理。小鸟骨骼形状和气囊和工程知识有一定联系，气囊像气球一样，如果气球充气，则福利会增加，从而可以解释鸟为什么能够在空中飞翔。学生可以结合常识经验，了解鸟骨骼所占身体重量5%左右，而人类骨骼则占20%左右，通过数据对比，学生对骨骼差异性有所了解，教师可以通过网络查阅文献资料，向学生讲解动物骨骼密度相关知识，使学生对鸟飞翔原理有更加深入的了解。学科融合可以帮助学生理解很多知识，将不同学科知识相关联，对事物现象的解释更贴切、更科学[4]。

鸟类胸肌发达，骨骼轻巧，这为飞行提供了较大动力，学生在学习知识和探究自然现象过程中，对动力能量有所了解，并提出疑问：鸟是如何保持较大动能呢，通过生物知识可以解答：鸟的食量较大，且消化能力较强，消化食物后可以通过粪便快速排出残渣，鸟体温恒定，心率快，这些特点为鸟飞行提供动力。学生可以通过查阅书籍和利用互联网查阅数据，一只雀每天会吃掉其体重20%左右的食物，雀鹰可以吃掉其体重50%的食物，蜂鸟可以吃掉身体重量两倍的蜜浆。通过数据比较分析，鸟类与哺乳类体温比较情况如表1所示，人类和鸟类的心脏、心率比较情况如表2 所示。

表1 鸟类与哺乳类动体温比较

表2 人类和鸟类心脏、心率比较

通过数据比较分析，联系教材内容，学生可以得出结论：鸟类食量较大，可以为其提供较大能量，心脏所占体重的比例也较大，心率高，这就可以很好地解释鸟可以飞翔现象。学生结合学习的物理循环和呼吸知识，了解气囊特征，可以解释鸟能量供应相关问题。

4.开展学科融合PBL 模式

PBL 模式（项目式学习）指的是学生通过一段时间内对真实的、 复杂的问题进行探究，并从中获得知识和技能。该学习方式以学生为核心，将各学科知识联系一起，解决实际问题。初中教学各个学科都与生活息息相关，在创建真实教学情景中，应结合生活内容，设计和探究教学方式，为项目式学习提供丰富的学习素材。

4.1 依托制作的项目式学习

初中生物教学中，生活中常用例子是仿生学，通过学科知识融合，推进项目式学习模式的有效开展。近年来，我国科学技术发展迅速，应用仿生学理论，教师引导学生学习，以生活中的实际问题作为目标，通过实践活动研究和分析，选择适合的研究项目，激发学生的学习兴趣，培养学生的学习热情。

例如：学生在学习关节结构相关知识后，教师设置学习目标：设计义肢。学生按照人体工程原理，考虑关节结构选择适合的材料，分析材料材质硬度、承载能力、重量以及舒适度等，精密测算材料数据，通过逐步分析和实践，制作成品，反复试验成品效果，学生在设计和实践过程中，涉及到多个学科知识，如工程学、数学、工程学和美学等。通过项目式学习，学生可以系统化学习和掌握知识，思维得到融合，凸显学科融合教学的优势[5]。

除此之外，教师也可以选择教材中提供的练习项目，如制作细胞模型，学生可以通过自己动手和观察了解细胞知识，在设计项目时，会跨越学科，如设计适合婴幼儿的玩具，学生要考虑选材环保，无毒无害，还要考虑玩具的安全性，玩具大小以及婴幼儿特点等。

4.2 依托调查的实践活动

教师可以引导学生进行社会性调查，深入生活，了解事物的本质，锻炼学生表达能力和沟通能力，培养学生合作意识。在初中生物教学中，通过调查结果进行项目设计，了解校园生物的种类、生活中常见生物种类等；随着学生知识的积累，教师还可以设计项目：研究调查常见传染病，到防疫站和医院调研。通过实践性项目式学习，学生可以了解更多跨学科知识，增进学科之间的融合。

结语

综上所述，学科融合模式在初中生物教学中的应用，打破单独学科教学的局限性。通过多学科融合教学，给予学生更多思考空间，使学生了解多方面知识，锻炼思维方式，构建综合性的教学体系，培养学生综合素养，促进学生未来多样化发展。