指向核心素养的高中生物跨学科教学实践探究

引言：

随着新课程改革深入推进，学科核心素养培养成为教育关注焦点，传统单一学科教学模式难以满足培养全面发展人才需求，跨学科教学理念应运而生。生物学是一门综合性学科，与化学、物理、数学等学科联系紧密，基于高中生物学科核心素养要求，探索构建跨学科教学体系，创新实施策略完善运行机制，希望能够提升学生科学思维、问题解决能力及创新精神促进学科知识整合运用，为高中生物教学改革提供实践参考。

一、跨学科融合，构建生物核心素养培养体系

高中生物学科核心素养主要包括生命观念、科学思维、探究实践与态度责任等方面，构建生物跨学科教学体系需明确学科间联结点，梳理知识脉络。比如生物与化学交汇于生物化学领域，共同解释蛋白质结构功能，与物理学交叉于生物力学、生物电学等方面，与数学结合于生物统计、模型构建环节，与信息技术融合于生物信息学领域。课程设计方面，打破传统章节编排，按主题模块重组课程，教学目标设定上采用三维目标分层设计：基础知识掌握、学科思维方法培养、跨学科综合能力提升。师资队伍建设方面组建跨学科教师共同体，实行主教师 + 协作教师模式，开展定期研讨，交流学科前沿知识共同开发教学资源。

以人教版高中生物必修一第一章第 2 节 细胞的多样性和统一性为例，教师应当设计跨学科融合教学，课前组织生物、化学、物理学科教师共同研讨，确定细胞结构与功能关联点。教学中引导学生从多角度认识细胞：生物学视角下观察不同细胞形态特征，物理学视角分析细胞膜流动性、渗透压原理，化学视角探究膜脂双分子层形成机制，数学视角计算表面积与体积比值关系。设计细胞工程学跨学科实验，学生借助显微镜观察不同细胞类型，使用荧光染料标记细胞器，利用图像处理软件分析细胞形态参数，建立数学模型预测细胞功能。通过思维导图展示细胞结构功能关系，引导学生思考为何不同细胞形态差异显著却又具有共同基本结构，培养系统性思维。评价环节设计跨学科试题，如一细胞从高渗溶液转入低渗溶液，请从生物学解释现象，从物理学分析原理，从数学角度计算体积变化，全面检测学生跨学科思维能力，实现生物核心素养培养。

二、多元整合，创新生物跨学科教学实施策略

教师需要采用项目驱动式学习模式，设计跨学科实践项目，学生通过项目实践体验完整科学探究过程，培养综合运用能力，创设情境化学习环境激发学习兴趣，真实情境促使学生主动建构知识联系，形成系统认知结构。实施翻转课堂教学策略，优化学习过程，课前学生自主学习基础知识，课中开展跨学科研讨、实验探究，课后进行拓展应用，实现学习过程完整闭环。运用数字技术支持跨学科学习，借助虚拟仿真实验、数据可视化工具、学科建模软件等突破传统实验限制，帮助学生理解抽象概念，建立多维认知。构建课内 + 课外立体化学习空间，组织生物奥赛、科技创新大赛、跨学科研学活动等，拓展学习渠道激发学生探究热情，培养科学家精神。

以人教版高中生物必修一第一章细胞中的无机物教学为例，教师设计生命离不开水跨学科探究项目，课前布置学生查阅资料，了解水分子结构特点及其物理化学性质。课堂中从化学视角分析水分子极性结构，解释氢键形成机制，从物理学角度探讨水异常热容量、表面张力等现象，从生物学角度讨论水对生命活动重要性。开展植物细胞失水实验，学生观察洋葱表皮细胞放入不同浓度蔗糖溶液中形态变化，测量细胞体积变化率，绘制渗透压与细胞体积关系曲线，建立数学模型。实验过程中引入问题链：为何植物细胞脱水会质壁分离？为何动物细胞脱水会皱缩？细胞含水量与细胞功能有何关系？引导学生通过跨学科思维解决问题。课后拓展探究极端环境生物耐旱机制，学生分组查阅资料，进行实验验证，撰写探究报告举行科学论坛，从生物适应性角度深化对无机物生物学功能理解，实现跨学科知识融合，培养学生科学探究能力与创新思维。这种教学不但能提高学习兴趣和课堂效率 , 更能帮助学生形成积极的人生态度和正确的价值观 ,为学生的未来发展奠定坚实基础。

三、实践检验，完善生物跨学科教学运行机制

教师需要构建一个多元评价体系，打破传统单一纸笔测试模式，实施过程性评价与终结性评价相结合，定量评价与定性评价互补，设计跨学科综合性试题，考查学生知识迁移应用能力。引入学习档案袋记录学习全过程，开展实验操作考核评估实践技能，组织小组协作项目，检验团队合作能力。通过多维度评价，全面反映学生核心素养发展状况，建立反馈改进机制促进教学优化，定期收集学生学习体验了解学习困难，组织教师集体备课，研讨教学难点，邀请专家进行课堂观察，提供专业指导，分析学生表现数据发现学习规律。基于反馈信息调整教学内容，改进教学方法，优化资源配置实现教学持续改进。

整合校内实验室资源，建设跨学科实验中心引进数字化教学平台共享优质资源，联合高校科研院所拓展实践基地申请专项经费以此来保障设备更新。充分调动各方资源为跨学科教学提供有力支撑，围绕区域特色资源，开发地方性课程，针对学科前沿动态设计拓展性课程，结合社会热点问题创设综合实践课程。如基于当地生物多样性保护现状，开设校园物种调查与保护课程，针对生物技术伦理问题，开设生命科学与人文思考选修课。建立长效激励机制提升师生参与热情，设立跨学科教学奖励基金表彰优秀教师团队，举办学生创新成果展示会，激励学生探究，组织校际交流活动拓宽视野，编撰教学案例集推广成功经验。

结论：

通过构建跨学科教学体系创新实施策略完善运行机制，实现了高中生物学科核心素养培养目标，跨学科教学能有效促进学生科学思维发展，增强问题解决能力提升创新实践水平。未来应进一步加强教师跨学科专业发展，深化课程资源建设，优化评价反馈体系，推动信息技术应用，形成可持续发展长效机制。生物学科跨学科教学实践探索为基础教育改革提供新思路，对培养面向未来复合型创新人才具有重要作用。

参考文献：

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