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基于跨学科视域下初中生物教学实践路径初探
摘要:2022新课程标准的颁布与实施,强调了提高学生在真实情境中解决问题的重要意义。借助跨学科教学,打破学科间的壁垒,并建立以强调实际应用于对解决问题的技能获取为主的教育方式,有助于提升学生的综合素养、培养学生的学习兴趣、训练学生的科学思维。基于此,本研究提出了针对跨学科视角下生物教学实践路径对策,包括和化学学科知识融合,对知识进行迁移、和物理学科知识融合,呈现知识的原理、和语文学科进行联系,实现双向的进步、和地理知识进行整合,强化社会责任感、利用数学学科的知识,深化生物教学效果、挖掘思想政治的素材,强化德育的成效。在跨学科视域下的课程融合与实践,有助于提升学生的应用能力,促进全方位全流程发展。
关键词:初中生物;新课标;跨学科;融合
随着2022年新课程标准的提出与进一步修订,以应用为目标,构建复合型人才的诉求已经悄然在我国基础教育的工作中落地。因为社会所需要的是复合型人才,所以教师要从不同的角度来开展教学工作,促使学科知识和其他知识进行融合,形成跨学科的教学体系,改变单一化的教学现状,补充学生多方面的知识。初中生物作为一门科学类的学科,其中涉及各方面的知识和内容,所以教师要加强生物和其他学科之间的融合,对学科进行跨越。不但能丰富教学内容,也能实现素质教育的目标,满足学生的学习需要以及未来的可持续发展需求。
一、初中生物跨学科的概念
跨学科这个概念,最早被提出并应用于“STEM”教育中。余胜泉(2015)曾在文章中指出,在教育过程中,不将重心放在某一个学科的教授和学习,而是强调利用学科与相关联的知识,解决问题,从而实现学科间互联互通、跨越学科的教学目的。所谓初中生物的跨学科,指的是打破壁垒,将生物和其他学科的知识巧妙地融合在一起,建立综合性的知识体系和结构。一般情况下,跨学科会涉及两门以上的学科,所以也具有综合性和开放性的特点。生物作为一门科学类、应用类的学科,单一的讲解会让学生对知识的理解停留在表面,不利于学生各方面能力的发展。如果将生物知识和语文、数学、化学、物理、思想政治等结合在一起,实现有机地渗透,则能形成多元化的课堂体系。但这种跨学科的融合,也并非单纯地引入,教师要注意不能对各学科知识生硬结合在一起,而是要根据生物学科的属性,充分挖掘生物中的多元化教学元素,促使知识之间形成有机的联系[1]。并且将学生作为课堂的主体,仅仅对他们进行引导即可。从而拓展学生的视野,促进未来的可持续发展与实际应用。
二、初中生物跨学科的意义
(一)提高学生的核心素养
在2022年新课标中明确提出,以实际应用为基础,在跨学科的视域下,实现了不同学科的知识得以融合。生物学是学生在生活中接触最多的,因此,以此为契机,以解决实际问题为结果,实现从教学内容的延伸到综合素养的拓展。教师促使生物和众多学科之间的联系加强,打破了学科的壁垒,促使课堂内容更加丰富有趣,也更加能提高学生的人文素养、科学素养。不管是生物和语文知识的结合,还是德育知识的渗透,都能充分调动学生各方面的能力。同时这对于他们的成长和发展而言,也是非常有利的。
(二)训练学生的科学思维
教师如果仅仅只对生物知识进行讲解,便会产生一定的局限,这不利于学生思维的发展。而思维能力属于学生掌握知识、运用知识的一项能力,通过将生物和其他学科进行融合,建立不同学科知识的架构,可激发学生的思维潜力。因此,教师在教学过程中,需要通过引导的方式,帮助学生综合应用生物学、化学、物理等相关学科的知识和方法,以实现对学生综合性的科学思维能力的培养,分析与解决综合性实际问题。因此,跨学科的生物学习能强化他们的思维能力[2]。
(三)培养学生的实践能力
2022年初中生物学新课标明确提出,义务教育生物学课程注重探究和实践,以丰富的生物学知识为载体,强调选择恰当的真实情境,设计学习任务,让学生积极参与到动手和动脑的活动中。初中生物知识具有一定的抽象性,很多学生提不起学习的兴趣,所以教学效果也不佳。通过以实际应用问题为导向,促使生物和其他关联学科的融合,能形成多元化的生物学学习体系。在解决实际问题的过程中,学生需要有知识作为解释的基础,以小组合作探讨为解决的途径,以动手实践为展示的结果,这无疑将枯燥乏味的课堂知识转化为在生活中学生需要主动探讨的实践基础。
三、跨学科视域下的初中生物教学实践对策
(一)和化学学科知识融合,对知识进行迁移
对于初中生来说,生物知识具有一定的复杂性。学生仅凭单一的生物知识,很难找到解决问题的突破口。所以教师要促使生物知识和其他学科的知识进行融合,引导学生能从不同角度、不同领域来分析问题,形成立体的知识结构。
举个例子,针对七年级上“光合作用吸收二氧化碳释放氧气”的内容,很多学生对于光合作用的知识表示难以理解。为此,教师可以利用多媒体设备为学生展示出“恩吉尔曼的实验”,从光合作用的原料作为切入点,让学生思考:“二氧化碳是光合作用的必要原料吗?”并且融入化学知识,让学生对“氢氧化钠吸收二氧化碳”进行学习,展示出相应的化学方程式。将化学知识作为基础,引导学生开展对照试验,第一组将植物放在密封环境内,放入氢氧化钠;第二组也将植物放在封闭环境内,放入一定的清水。在实验的过程中,学生发现植物经过水浴加热漂洗之后,再加入碘液,没有产生变色的情况。因为氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳,所以二氧化碳属于光合作用的重要原料。通过将生物和化学进行结合,实现了对学生知识的迁移。
(二)和物理学科知识融合,呈现知识的原理
为了更加直观地展现出知识原理,教师也可以使生物知识和物理知识进行一定的融合。为学生提供更加广阔的思考空间,实现跨学科的学习目标。举个例子,在学习七年级下“人体对外界环境的感知”时,对于其中的“眼与视觉”,涉及一些物理知识,学生可能无法理解。教师可以通过多媒体设备来为学生进行展示,其中演示了凸透镜等成像仪器,让学生了解眼球的成像。然后教师再询问学生:“如果物体和眼球距离产生了变化,那么怎样调节眼睛,才能促使物像更加清晰?”一些学生提出了调节瞳孔,一些学生则认为应该调节晶状体曲度。教师可借助凸透镜成像教具为学生进行验证,凸透镜——晶状体、白纸板——视网膜,促使学生了解人体对外界环境感知的重点便是眼与视觉。最后教师还要对课堂进行拓展,让每个小组合作,共同制作出可调节的“晶状体”曲度眼球模型。这样的教学方式,从生物课堂跨越到了物理学科,帮助学生掌握了知识的原理,并为他们将来学习物理知识打下一定的基础[3]。
(三)和语文学科进行联系,实现双向的进步
生物学科与语文知识之间也有着紧密的联系,所以教师要对其进行挖掘、利用和拓展,促使生物知识提高学生的语文综合素养,扩展他们的视野,使他们能实现双向的进步和发展。举个例子,在学习七年级上“生物圈中的绿色植物”时,教师可以让学生借着植物进行抒情、言志,锻炼学生的语言表达能力。然后再开展以“猜猜我是谁”为主题的趣味活动,促使学生对自己熟悉的植物进行阐述,阐述内容包括了植物的种类、属性、特点、生活环境、作用等等。于是,有学生阐述了自己家里种植的吊兰,有的学生则介绍了学校里的爬山虎。这样的方式,可让学生将学到的生物知识运用在其中,并提高他们的文化素养以及语言表达能力。
或者在学习了八年级上“动物的运动和行为”之后,教师可以让学生以“我喜欢的动物”为主题,先介绍自己喜欢的动物,其中要包括动物的种类、特点、运动方式、社会方式等,再写一篇科技类的小文章。促使学生将生物知识和语文学科结合在一起,促使他们的综合素养得到了提升。
(四)和地理知识进行整合,强化社会责任感
生物学所探究的是生命现象和生命规律,而地理则研究的是环境和人之间的关系,这两者之间存在着紧密的联系。所以教师要将生物和地理知识进行整合,促使学生能关注地理知识和社会问题,强化他们的社会责任感。
举个例子,对于八年级下“生物进化的原因”的内容,其中包含了诸多地理知识。因为生物进化和地理环境之间存在一定的关系。教师可以给学生展示一段视频,视频中的海岛常年刮大风,该地区的昆虫普遍没有翅膀,和其他地区的昆虫具有非常大的差异,然后教师再和学生一起探讨海岛地理环境对生物造成的影响。或者在学习七年级上“绿色植物和生物圈的水循环”时,教师可挖掘其中的地理知识。比如森林的蒸腾作用可增加降水,如果雨量过多,植物的根以及茎叶就会吸收一些雨水,减少洪灾的发生率。学生通过学习水循环知识,会发现森林具有保护水土的作用,所以森林也是一座巨大的绿水库。最后教师可告诉学生:很多地区制定出了保护森林的制度和法律条例,就是为了保持水土平衡[4]。通过整合生物知识与地理知识,也强化了学生的社会责任感。
(五)利用数学学科的知识,深化生物教学效果
在初中生物实验中,难免会涉及数学计算,所以教师也要利用数学学科的知识,对生物教学效果进行强化,促使学生更好地理解事物现象和原理。比如在七年级上“植物细胞”的学习中,教师为学生讲解了根能吸水,叶能通过蒸腾作用失水、茎能够提供支持的知识。但学生却不了解根和叶怎样通过茎来运输水分,所以教师可开展实验,和学生一起测量植物的茎的吸水速度。将植物放在装有水的烧杯里,加入一些红墨水,对实验数据进行记录。通过单位时间中红墨水下降的高度来算出茎的吸水速度,然后让学生思考哪些因素影响了吸水的速度。学生在实验和计算中,掌握了茎吸水的原理。
在学习八年级上“细菌”的内容时,很多学生对于细菌的大小只停留在一个数字中,无法想象细菌到底有多小。所以教师可展示出课件“橡皮擦上能容纳多少细菌”,让学生采用数学的放大比例以及周长替换的方法,将橡皮擦(大圆)的直径放大数倍,再算出其面积,将细菌所占的面积近似看成小圆,直径放大倍数。这样一来,便将生物知识转化为了“求大圆中有多少个小圆”的数学知识,大圆面积÷小圆面积=细菌数量。从而深化了教学效果,提高了学生的思维能力和学习能力[5]。
(六)挖掘思想政治的素材,强化德育的成效
习近平总书记曾在2018年的全国教育大会上强调,要把立德树人作为检验教育的实现以文化人,以德育人。怀进鹏部长(2023)也曾在报道中指出“落实德育为先,坚持不懈用习近平新时代中国特色社会主义思想凝心铸魂、用社会主义核心价值观铸魂育人。”生物教学中也包括了很多思想政治方面的教学素材。教师要对其进行挖掘和利用,从而强化德育教学的成效。这对于学生人文素养的形成,具有非常大的益处。例如,在学习七年级上“生物圈中的绿色植物”时,教师用多媒体设备为学生展示出了一组图片,图片包括了猴面包树、千岁兰等,并告诉学生这些都是生命力最顽强的植物。在介绍千岁兰时,教师要重点展示其生长的环境——沙漠。让学生了解这是一种生命力非常强的植物,甚至可以在多年不下雨的情况下存活,寿命也很长。听到这儿时,学生们纷纷为此感到十分惊奇。然后教师再询问学生:“这体现出了一种什么样的精神品质?”并让学生讲一讲在遇到困难时,应该怎样做。从而鼓励他们勇敢积极地面对困难,学习植物不屈不挠的态度和精神。或者在学习八年级下“生物的遗传和变异”时,其中涉及“近亲不能结婚”的话题。教师可以让学生思考:“我国古人认为近亲结婚是亲上加亲,但为什么我国法律却禁止近亲结婚呢?”通过结合生物遗传方面的知识,引出欧洲皇室近亲结婚的案例,促使学生了解近亲结婚会导致遗传病的概率[6]。通过将生物教学和思想政治结合在一起,对学生的价值观、世界观进行正确的引导。
四、总结
综上所述,通过在初中生物教学中采用跨学科的方式,可促使各个学科的知识得到渗透和融合,并且为学生建立一个多元和开放的学习氛围,使生物学习不再枯燥乏味。在调动他们学习积极性的同时,也解放他们被束缚的思维,使他们能形成多元化的知识结构。这种基于生物却超越生物的教学模式,既提高了学生的跨学科综合素养,也促进了学生的全面发展,同时更培养出了社会发展所需要的复合型人才。
参考文献:
[1] 陈正茂.初中生物跨学科知识渗透教学的实践——以“光合作用”的教学为例[J].理科爱好者(教育教学),2021(03):22-24.
[2] 戴玲.基于自主学习模式优化初中生物教学的途径分析[J].考试周刊,2021,(35):109-110.
[3] 沈慧艳,曹芳,程雪梅.初中生物教学中跨学科知识的整合应用[J].中学教学参考,2021,(08):84-85.
[4] 周哲史.初中生物课堂开展跨学科教学初探[J].中学课程辅导(教师教育),2020,(05):35-36.
[5] 于晔娟.跨学科下的初中生物非连续性文本阅读教学——以《血液和血型》一节的教学为例[J].新课程(中学),2019,(08):96.
[6] 廖婷婷.初中生物教学中跨学科概念的构建——以“系统”为例[J].中学生物学,2019,35(06):62-63.
基金项目:本研究得到北京市海淀区教育科学“十四五”规划一般课题项目(批准号HDGH20211251)的资助。