作者：郑少丹 | 字数：5145 | 阅读：

［摘要］跨学科教学在生物学科教学中普遍存在，生物学与数学、物理、化学、地理等学科存在跨学科知识和思维。借用跨学科概念深度理解本学科概念，将跨学科原理运用于本学科实际，将跨学科思维模式运用于本学科的研究。教师应积累跨学科知识，掌握跨学科教学方法，运用于本学科教学中。

［关键词］跨学科教学；生物学科；生物与环境

生物学科是一门与多学科有着知识和思维多维度交叉的课程，是与语文、数学、物理、化学、地理等多学科存在知识的交叉和共通的思维模式。《2022年义务教育生物学课程标准》提出“探究实践活动主要包括科学探究和跨学科实践……跨学科实践是扩展视野，增强本领的重要途径”。在“课程内容”中有一个学习主题是“生物学与社会·跨学科实践”。《普通高中生物学课程标准解读》（2017年版2020年修订）中提到“跨学科概念的理解是未来公民在面对科学相关的个人及社会议题时做出理性决策的前提和基础”。[1]

在人教版2019高中生物教材中，跨学科的知识内容和思维模式普遍存在，现以人教版2019高中《生物学·选择性必修2·生物与环境》为例，分析生物教学中的跨学科教学。

一、《生物学·选择性必修2·生物与环境》中的跨学科内容及特点

经统计，《生物学·选择性必修2·生物与环境》与地理学科的相关性最大，共有12处，两个学科在此模块中存在较多的相通知识，且自然地理为高一学生必修内容，选择性必修2为高二选考生物的教学内容，地理知识为生物的学习做铺垫。与数学学科有5处具有思维相通性，主要在数学思维和方法在生物学上的运用。与物理学科有3处发生学科交叉，主要是概念和原理的相通性。与语文学科有1处发生学科交叉，是传统文化中的生物学原理。与多学科相通的学习模式有1处，为概念图。

在人教版不同模块中，学科交叉的侧重点有所不同，比如：《生物学·必修1·分子与细胞》与化学学科相关性较大；《生物学·必修2·遗传与变异》与数学学科相关性较大；《生物学·选择性必修1·稳态与调节》与化学、物理学科相关性较大；《生物学·选择性必修3·生物技术与工程》与物理、化学学科相关性比较大。可见，跨学科教学在生物学科教学中普遍存在。

二、跨学科的内容在生物本位教学中的作用

（一）借用跨学科概念深度理解本学科概念

《普通高中生物学课程标准解读》中提出：“除了核心概念外，还有一些超越了学科界限的概念，因其在科学和技术许多领域所展现出的广泛解释力和重要价值，也得到国际科学教育界的高度重视”。[2]

在生物学中，存在部分源于众所周知、直观易懂的跨学科概念。例如：“信息传递”是一个物理概念，指的是信息在组织内部的传递及在物理位置上的移动[3]。对应生物学中的概念，细胞间的信息交流是信息在组织内部的传递，生态系统的信息传递是信息在不同组分间的传递。物理学上还强调信息不是物质，但是必须依托载体。因此在细胞中有信号分子，在生态系统中有化学信息、物理信息和行为信息。借助跨学科概念，能对本学科的概念进行深度剖析，理解概念的内涵和外延。

（二）将跨学科原理运用于本学科实际

生物学用于解释生命现象的原理，如果只从本学科出发是片面的，行不通的。这是需要借助跨学科原理，才能全面地科学地解释现象。

例如：在生态系统的能量流动的分析当中发现，能量流动具有单向流动、逐级递减的特点，这与物理的“能量守恒定律”是否存在矛盾呢？学科原理之间是相通的，并不矛盾。如果从能量的输入和输出两个方面进行分析，就能得出生态系统也是遵循“能量守恒定律”的。

（三）将跨学科思维模式运用于本学科的研究

科学学科有共通的思维模式，数学是科学的基石，物理是科学的翅膀，数学、物理、化学、生物之间有着共同的思维模式，他山之石，可以为错（磨刀石）。

例如：“样方法”和“标记重捕法”来源于数学中的统计学。统计学中，总体包含的观察单位通常是大量的甚至是无限的，在实际工作中，一般不可能或不必要对每个观察单位逐一进行研究。我们只能从中抽取一部分观察单位加以实际观察或调查研究，根据对这一部分观察单位的观察研究结果，再去推论和估计总体情况。样方的选取要求具有随机性。从统计学的角度去理解，样方法要做到随机取样，样方越多，部分的数据就越接近总体。标记重捕法中第一次捕捉做标记放回，其占总数的比例约等于第二次捕获中有标记的比例。用统计学的思维去思考，这两个令人困扰的问题就会迎刃而解。

再如：“种群数量增长模型”中的构建“J”形曲线来源于数学建模。数学建模是人们通过深入调查研究、了解对象信息、作出简化假设、分析内在规律等工作的基础上，用数学的符号和语言作表述来建立数学模型。数学建模的引入，使生物的研究更加直观和科学、严谨。

三、跨学科教学的建议

（一）教师拥有多学科知识背景，才能驾驭跨学科教学

教师要积累跨学科知识背景，深挖教材中的跨学科内容，深度理解跨学科概念，对非本专业的概念要做到零科学性错误，比如选择性必修2教材第29页《练习与应用》“螟蛉有子，蜾蠃负之”，蜾蠃（guo luo）很多老师读成luo ying，会误导学生。该典故在语文学科中的含义是螟蛉有子，蜾蠃为它抚养，形容兄弟之间的感情。但其实是古人不了解事实：蜾赢捕捉螟蛉存放在窝里，产卵在它们身体里，卵孵化后蜾赢幼虫就拿螟蛉作食物。教师在充分了解知识背景的前提下，利用素材组织教学，才能避免学科知识之间产生矛盾。

（二）跨学科教学方法助力本学科重难点

教师要掌握跨学科的教学方法，运用于本学科教学中，使学生掌握系统化的思维方式。例如必修2遗传学需要运用《数学·选择性必修·第三册》的“排列组合”的方法进行解题，生物学科高一的教学内容跨学科到数学学科高二的教学内容，这就需要生物教师掌握数学学科的教学方法，在高一开展“排列组合”的教学，既能助力本学科重难点，也能为学生在高二学习“排列组合”打下基础。

结  语

综上所述，生物学科的性质决定了跨学科教学的必要性，从本学科出发，汲取跨学科知识和原理，获取跨学科思维方式，这也是学生未来解决实际生活和生产问题应具备的技能。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.义务教育生物学课程标准（2022年版）[S].北京：人民教育出版社，2022：5.

[2]刘恩山，曹保义.普通高中生物学课程标准（2017版）解读[M].北京：高等教育出版社，2020：21.

[3]郭东强，傅冬绵．现代管理信息系统[M].北京：清华大学出版社，2006.