高中生物跨学科融合教学的实践探索

所谓“跨学科教学”，是指将两个或两个以上的不同学科知识、理论、方法整合起来，围绕一个真实问题、主题或项目进行融合教学，其打破了原有学科界限，更强调让学生看到知识间联系。在课堂上实施跨学科教学时，要重视引导学生发现不同学科知识的关联，鼓励学生自主或合作寻找多学科学习资源，综合运用多学科知识和技能解决问题。

一、识别核心概念

生物教材中涵盖了许多重要概念，可尝试从教材中提炼最基础、最关键的概念，再分析哪些学科知识可以用来解释该概念，师生共同运用已掌握的其他学科知识理解概念本质。如在《细胞中的糖类和脂质》一课教学时，可紧密联系生物教材内容，精准识别出本节课的核心概念包括了“糖类是主要的能源物质”、“磷脂是生物膜的基本骨架”、“脂肪是良好的储能物质”、“固醇类的调节功能”，再从多学科视角下帮助学生理解核心概念。其中，在讲解“糖类是主要的能源物质”这一核心概念时，可先从生物学视角对概念进行解读，再引导学生从化学视角下解读概念，明确葡萄糖的分子式，从中分析出其 C-H 和 C-C 键中储存着较高的化学能，氧化分解时会释放能量。接着，可再从能量观的视角解读概念，结合物理学科知识准确分析出糖类中的化学能 $$ ATP 中的活跃化学能→机械能、电能等，符合能量守恒定律，是一个能量转换的过程。如此，学生将加深对概念的理解。然后，可继续引导学生从生物学视角、化学视角（结构与极性）、物理学视角（相似相溶原理）解读“磷脂是生物膜的基本骨架”。在这里，从不同学科视角理解同一概念，让学生看到了知识间联系，以此达到了跨学科融合教学的目的。

二、提出驱动问题

跨学科教学不是简单的拼凑不同学科知识，可通过设计一个驱动性问题，引导学生自主运用不同学科知识、方法、理论等形成解决方案，以问题解决为导向提升跨学科融合教学效果。如在《人类遗传病》一课教学时，可先为学生简单介绍单基因遗传病、多基因遗传病、染色体异常遗传病三种遗传病的概念和实例，再为学生出示一个典型的显性遗传病——并指和一个隐性遗传病——白化病的系谱图。系谱图分析过程中，将学生分为若干个学习小组，指导学生以小组为单位，合作探究问题 1：请判断该病是显性遗传还是隐性遗传？说明理由；2、如果图中第Ⅲ代某个个体与一个正常异性结婚，他们生出患病孩子的概率是多少？问题思考中，鼓励学生自行利用数学思维进行推理，并通过画遗传图解的方式完成概率计算。接着，可加大难度，向学生提问：“多基因遗传病和染色体病能用系谱图分析吗？为什么？”请学生尝试运用多学科知识进行解释。整个教学活动中，通过引导学生综合运用多学学科知识解决实际问题，更好地唤醒了学生跨学科融合思想。

三、设计议题讨论

议题是教学的引擎，跨学科议题讨论不仅能帮助学生深刻理解学科知识，还利于实现知识的深层内化和迁移应用。教学实践中，可锚定核心大概念为学生遴选议题或围绕社会热点、科技前沿等设计议题，引导学生分组搜集多学科证据，用于议题探讨。例如，在《DNA 的复制》一课教学时，当学生初步掌握了本节课所学知识以后，可组织一次议题讨论活动。活动中，先向学生提出本次议题：DNA 复制如同“智能生物工厂”，可同时实现精确无误和快速合成，给我们带来了哪些跨学科的启示？提出议题以后，带领学生重新回顾 DNA 复制的基本过程，再为学生提供几个子议题。子议题一：质量控制。从化学角度看碱基互补配对原则如何为复制准确性提供了分子基础；从生物角度看，DNA 聚合酶不仅催化磷酸二酯键的形成，还有什么关键功能。子议题二：快速合成的运作流程。“边解旋边复制”模式有什么物理学优势；分析解旋酶、DNA 聚合酶、连接酶是如何像工厂里不同工位的机器人一样协同配合的；子议题三：从生命机制到人类发明。DNA复制与计算机信息的复制粘贴有何异同。请学生小组合作，自选一个子议题展开深入讨论，后选择一名小组代表进行分享。在这里，通过开展议题讨论活动，融合了多学科知识，让学生学会了从不同学科视角分析议题，拓展了学生知识视野。

四、开展项目学习

项目式学习是实施跨学科融合教学的有效途径，课堂上，可通过一个短视频、一场辩论、一个实验现象等将学生带入到具体情境中，再引入跨学科学习项目，帮助学生理解项目全貌，明确项目中涉及的生物学科核心概念以及其他学科知识，接着指导学生制定初步计划，后以分工协作的方式高效完成项目。如在《植物生长素》一课教学时，可紧密联系本节课教学内容设计项目——“智能育苗盒设计师：利用生长素原理优化植物育苗”。项目启动阶段，向学生展示植物向光生长的奇妙现象，再引导学生分组学习教材和补充资料。然后，组织各个小组化身为“研发团队”，综合运用生物及物理学科知识设计一个“智能育苗盒”，要求“智能育苗盒”能控制光照方向且成本低廉。期间，学生将深度思考如何通过光照控制生长素分布来影响幼苗形态。设计好“智能育苗盒”以后，可安排学生自行选择实验植物、播种数量、对照组以及实验组、观察记录指标等。接着，组织学生开始种植实验，每日观察、测量、记录数据。实验结束后，要求学生用图表工具制作茎高变化曲线图、最终形态对比柱状图等，从中得出哪种光照方案最能有效抑制徒长，培育出健壮幼苗。最后，指导学生应用语文学科知识尝试撰写一份基于生长素原理的植物优化育苗方案，内容要包括摘要、问题背景、原理分析、实验方法等，以强化学生对生长素知识的学习，并让学生从中获得良好的跨学科学习体验。

综上可知，在生物课教学中开展跨学科融合教学不仅能唤醒学生内在动力，还利于深化学生对知识的学习，让学生养成良好学科素养。教学实践中，为了促进生物与其他学科的融合，要重视识别课程中核心概念，引导学生从不同学科角度出发理解同一概念，并通过提出驱动问题、设计议题讨论、开展项目学习来引导学生综合运用多学科知识展开思考，最终实现深度教学。

参考文献

[1]江雨薇,唐赟,周裕志.高中生物学跨学科教学着力点分析与教学策略[J].中学生物教学,2024(8):36-39.

[2]刘斌.核心素养下高中生物跨学科教学[J].求知导刊,2024(17):29-31.