新课标背景下高中生物跨学科主题学习的设计与实施探究

引言

随着教育改革的不断深入，新课标对高中生物教学提出了全新要求，不再局限于知识的传授，更注重学生核心素养的培育。跨学科主题学习作为一种融合多学科知识与方法的教学模式，能够打破传统学科教学的局限，引导学生从整体视角认识生物世界的复杂性，符合新课标“发展学生综合素养”的理念。当前，高中生物教学中跨学科实践仍存在主题设计碎片化、学科融合表面化等问题，因此有必要系统探究其设计与实施策略。

一、高中生物跨学科主题学习的内涵与价值

（一）内涵界定

跨学科主题学习是以生物学科核心概念为基础，围绕具有探究价值的主题，整合物理、化学、数学、信息技术、地理等多学科知识与方法，通过问题驱动、项目实践等方式开展的学习活动。其核心在于“主题引领”与“学科融合”，强调知识的关联性和应用的综合性，而非多学科内容的简单叠加。

（二）教育价值

1. 促进核心素养的全面发展

跨学科主题学习将生命观念、科学思维、科学探究与社会责任等生物核心素养融入实践过程，例如在“生态系统稳定性”主题中，学生需结合地理知识分析气候对生态系统的影响，运用数学模型预测种群数量变化，在解决实际问题中深化对生命观念的理解，培养科学思维与社会责任感。

2. 提升学生的综合能力

在“酶的催化特性探究”教学中，学生需配制梯度浓度的过氧化氢溶液，通过恒温水浴控制反应温度，用秒表记录气泡产生速率。实验后绘制酶活性随 pH值变化的散点图，计算反应速率的标准差，分析数据异常值与实验操作的关联性。这一过程既强化了移液管规范操作等实验技能，又在数据可视化分析中培养了定量研究思维，促进跨学科认知方式的形成。

3. 增强学习与生活的联系

以“日常饮食的营养平衡”为探究主题时，可引导学生分析早餐奶的营养成分表：用生物知识解读蛋白质的氨基酸组成与人体吸收效率的关系，通过化学检测验证食品添加剂中亚硝酸盐的含量是否超标，同时讨论“无糖食品”宣传中的商业伦理问题。这种从生活现象切入的跨学科探究，能让学生直观感受生物知识在膳食规划中的实用价值，进而提升主动学习的内驱力。

二、高中生物跨学科主题学习的设计方法

（一）基于现实问题确定主题

从社会热点、生活现象中提炼主题，增强学习的现实意义。例如，针对“垃圾分类与生态保护”这一社会问题，设计主题学习活动：首先，学生通过生物知识了解垃圾分解对生态系统的影响；其次，分析不同垃圾的成分（如塑料属于有机高分子化合物，关联化学知识）；最后，结合数学统计分析本地区垃圾产量数据，提出垃圾分类的优化方案。

（二）构建跨学科的知识框架

明确主题涉及的生物核心知识及关联学科内容，形成结构化的知识体系。以“人体的内环境与稳态”主题为例，知识框架应包括：生物层面的内环境成分、稳态调节机制；化学层面的血液酸碱度平衡（缓冲物质的化学反应）；物理层面的体温调节与能量代谢；数学层面的血糖浓度变化曲线分析等，帮助学生梳理各学科知识的内在联系。

（三）设计阶梯式探究任务

将主题分解为若干子任务，逐步引导学生深入探究。以“微生物与发酵技术”主题为例，任务一：通过生物知识了解微生物的代谢类型；任务二：用化学实验验证发酵过程中的物质变化（如酒精发酵产生 CO₂) ）；任务三：利用信息技术查询不同发酵技术的应用案例；任务四：小组合作设计简易发酵装置（结合物理的气体收集原理），并分析实验结果。

三、高中生物跨学科主题学习的实施路径

（一）创设真实的问题情境

教师需将抽象概念转化为可感知的具象场景，可通过本土案例解析、实地影像呈现与现场勘查等方式搭建问题框架。在“污染物对生物群落的影响”教学中，可选取学校周边受化工废水影响的河段为样本，播放三年间河道生态变迁的航拍影像，同步展示属地环保站的监测数据：底栖生物从 12 科 28 种缩减至 3 科 5种，麦穗鱼捕获量较污染前下降 67‰

结合现场采集的浑浊水样与发黑底泥标本，引导学生思考：“污染物如何通过食物链影响生物存活？”“重金属与有机磷对鱼类繁殖的影响机制有何不同？”真实案例与具象材料的结合，能有效激活学生的探究意识，明确研究方向。

（二）组织协作式探究活动

采用 4-5 人异质分组开展探究，按学生知识结构差异分配任务。以“生态农业模式设计”为例，生物组实地记录稻田养鸭系统中鸭群对稻飞虱的捕食效率；土壤组测定腐熟秸秆不同施用量下的 pH 值与速效养分变化；地理组结合实测等高线数据，规划灌溉沟渠的最优走向。

每周进行数据交流会，通过质疑与补充完善方案，最终形成含物种搭配、物质循环流程及成本核算的报告。此模式既发挥个体专长，又在协作中培养团队意识与系统思维。

（三）整合多学科教学资源

教学资源的整合需打破课堂边界，构建“实验室 - 校园 - 社区”三级实践网络。以“流域水质与生物多样性调查”为例，可联动当地环境监测站建立合作机制：先在学校生物实验室完成藻类培养与分类预实验，掌握显微镜操作与物种鉴定基础技能；再利用校园人工湖开展对照实验，监测不同水层的溶解氧含量与浮游动物群落结构。

组织学生参与社区河流监测时，需携带跨学科工具包：用生物采样网采集底栖生物，通过化学比色法测定 COD 与氨氮浓度，同步记录 GPS 定位与周边植被类型。将监测数据与环保部门的历史档案比对分析，使课堂习得的理论知识在真实环境中得到验证与深化，形成立体式学习体验。

（四）开展反思与拓展活动

在主题学习结束后，引导学生总结探究过程中的收获与不足，思考知识的迁移应用。例如“免疫调节与疾病预防”主题学习后，让学生撰写反思报告，分析自己在运用生物免疫原理、化学药物作用机制等知识解决“如何预防流感”这一问题时的思路局限，并尝试将所学知识应用于家庭健康管理中，实现知识的内化与拓展。

四、总结

新课标下，高中生物跨学科主题学习对培养学生核心素养意义重大。设计需紧扣学科核心、关联多学科知识、具探究性与适配性；实施可通过创设情境、协作探究等路径，辅以教师协作等保障。它能帮学生构建知识体系，提升综合能力，未来可进一步探索多学段、多主题模式，推动生物教学深化改革。

参考文献：

[1] 梁旭欣. 大概念引领下高中生物学跨学科教学实践探索[J]. 2024.

[2] 刘新富. 新课标背景下高中生物学跨学科融合教学研究[J]. 中学课程辅导 , 2024(28).