基于前概念的高中生物学跨学科教学优化策略研究

随着教育改革的不断推进，跨学科教学逐渐成为培养学生综合素养和创新能力的重要途径。高中生物学作为一门综合性较强的学科，与物理、化学、数学等学科有着密切的联系。在实际教学过程中，学生并非“白纸一张”，他们在学习生物学知识之前，已经通过日常生活经验、媒体信息等途径形成了对生物现象和生命活动的一些固有认知，即前概念[1]。这些前概念对学生学习生物学知识既可能产生积极的促进作用，也可能带来消极的干扰。因此，在高中生物学跨学科教学中，充分考虑学生的前概念，并对教学策略进行优化，具有重要的现实意义。

一、探明前概念源，锚定教学基点

在高中生物学跨学科教学中，探明学生前概念的来源，是锚定教学基点的关键。学生的前概念如同隐藏在认知深处的“种子”，其萌发受到生活经验、媒体信息、前期学习等多因素影响。若教师忽视这些前概念，教学便如同“无的之矢”，难以精准触及学生认知痛点。通过问卷调查、课堂问答等方式主动挖掘学生前概念，能够清晰把握学生的认知起点，进而制定贴合实际的教学方案，使教学更具针对性和实效性 。

以人教版高中生物教材必修一《分子与细胞》中“物质跨膜运输的方式”为例，在教学前，教师通过问卷了解到，许多学生基于日常生活中“水往低处流”的经验，认为物质在细胞内外的运输也总是从高浓度向低浓度进行，且无需能量。教师依据这一错误前概念，在教学中先引导学生回顾物理学中扩散现象的原理，再结合生物学中物质跨膜运输的实例，逐步剖析自由扩散、协助扩散和主动运输的区别，纠正学生的错误认知，从实际学情出发，实现生物学与物理学知识的有效融合。

二、借势前概念，创设融合情境

借势学生已有的前概念，创设跨学科融合情境，能够激发学生的学习兴趣，让抽象的生物学知识变得生动可感。前概念是学生认知的“固有土壤”，在这片土壤上精心培育融合情境之花，可使学生在熟悉的情境中自然接纳新知识，实现跨学科思维的自然生长[2]。融合情境的创设，需巧妙关联生物学与其他学科的知识，让学生在情境中主动探索，提升解决实际问题的能力。

在人教版高中生物教材必修二《遗传与进化》中“基因的分离定律”，教学时，教师可借助学生在日常生活中对亲子间外貌相似性的观察，即已有的遗传前概念，创设情境。先展示家庭成员的照片，引发学生对“为什么子女会与父母在外貌上有相似之处”的思考，再引入数学中的概率知识，让学生通过抛硬币实验模拟基因的分离和组合过程，将生物学中的遗传现象与数学概率有机结合。在这样的情境中，学生不仅理解了基因分离定律的本质，还学会运用数学思维分析生物学问题，有效提升了跨学科思维能力。

三、编织知识网络，重塑概念架构

高中生物学跨学科教学中，编织跨学科知识网络，有助于重塑学生的概念架构。生物学知识并非孤立存在，与物理、化学、数学等学科紧密相连。将这些学科知识相互串联，如同搭建一座知识的桥梁，能够帮助学生突破单一学科的思维局限，从多维度理解生物学概念，纠正错误前概念，形成系统、完整的知识体系。思维导图、概念图等工具，可直观呈现知识间的关联，助力学生构建知识网络 。

在人教版高中生物教材必修三《稳态与环境》中“生态系统的能量流动”教学时，教师可引导学生从生物学角度分析能量流动的过程，如生产者固定太阳能、消费者获取能量等；从物理学角度理解能量守恒定律在生态系统中的体现；从数学角度计算能量传递效率。然后，利用思维导图将这些跨学科知识整合起来，清晰展示能量流动的单向性、逐级递减等特点。通过编织知识网络，学生能更全面地理解生态系统能量流动的原理，纠正“能量在生态系统中可以无限循环”等错误前概念，完善对生态系统的认知架构。

四、开展实践活动，深化概念理解

实践活动是深化学生对前概念理解的重要途径。“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，通过开展跨学科实践活动，学生能够将理论知识与实际操作相结合，在实践中检验和修正前概念，进一步加深对生物学知识的理解 [3]。跨学科实践活动融合了多学科的方法和技能，能够培养学生的综合实践能力和创新思维，让学生在实践中感受生物学与其他学科的紧密联系。

人教版高中生物教材选修一《生物技术实践》中“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验，便是开展跨学科实践活动的良好素材。在实验过程中，学生需要运用化学知识检测细胞呼吸产生的二氧化碳和酒精，利用物理学知识设计实验装置，控制实验条件，如温度、氧气含量等；同时从生物学角度分析酵母菌在不同条件下的呼吸方式及原理。学生通过亲自动手操作，不仅深入理解了酵母菌细胞呼吸的相关知识，还体会到化学、物理知识在生物学实验中的重要作用，有效深化了对前概念的理解，提升了跨学科解决实际问题的能力。

五、结束语

综上所述，前概念在高中生物学跨学科教学中占据关键地位。本研究提出的探明概念源头、创设融合情境、编织知识网络、开展实践活动等优化策略，通过结合人教版教材实例，有效帮助学生纠正错误认知，提升跨学科思维能力。然而，前概念具有复杂性与动态性，未来教学中，教师需持续关注学生前概念的变化，进一步探索更高效的跨学科教学方法，开发多元教学资源，助力高中生物学教学质量迈向新台阶，推动学生综合素养的全面发展。

参考文献：

[1] 许岳锋 , 杨铭权 , 崔鸿 . 基于 SSI 的高中生物学跨学科教学——以”生态系统的物质循环”为例 [J]. 中学生物教学 , 2024(5):60-63.

[2] 杨玲 . 高中生物学跨学科项目化学习的设计与实施——以”鱼菜共生系统探究”为例 [J]. 中学生物教学 , 2024(17):13-16.

[3] 吴美云 . 基于”C-POTE”模型的高中生物学跨学科主题学习实践 [J].生物学教学 , 2024, 49(4):74-76.

姓名：马敬 出生年月：1978.10 性别：女 民族：汉 籍贯：黑龙江大庆 学历：本科 职称：一级 研究方向：高中生物