淺談各學(xué)科知識在生物教學(xué)中的應(yīng)用

張勝博

摘 要 通過生物學(xué)在理科（數(shù)、理、化）和文科（文、史、地）互相滲透現(xiàn)象的研究分析，淺談各學(xué)科知識在生物學(xué)中的應(yīng)用，強(qiáng)化學(xué)科間的融合，激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)生物知識，并用生物知識去解釋生活中常見的各種現(xiàn)象，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生跨學(xué)科的能力和學(xué)以致用的目的。

關(guān)鍵詞 生物學(xué)教學(xué) 文科 理科 學(xué)科滲透

中圖分類號 G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 B

隨著社會發(fā)展的需要，學(xué)科間的相互聯(lián)系體現(xiàn)得越來越明顯，各學(xué)科相互滲透的綜合性也越來越強(qiáng)了。生物學(xué)在各領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用和相互的滲透。在生物教學(xué)中，教師要充分利用其他學(xué)科和學(xué)生已學(xué)的知識，有意識地引導(dǎo)和幫助學(xué)生完成好知識的遷移，有助于學(xué)生形成完整的知識體系，同時也能提高課堂的教學(xué)效率。學(xué)生認(rèn)識到各學(xué)科間的滲透現(xiàn)象，可以增強(qiáng)跨學(xué)科的能力，減少對知識的片面性理解，大大增強(qiáng)掌握生物知識的能力。

生物學(xué)與文科（文、史、地）、理科（數(shù)、理、化）間的滲透現(xiàn)象，在高中教材中如何體現(xiàn)？

1 文科

在人們的觀念里，生物學(xué)一直被認(rèn)為是亦文亦理的一個學(xué)科。因?yàn)槔砜剖且詳?shù)學(xué)和邏輯為基礎(chǔ)，研究自然規(guī)律的學(xué)科；與理科相比，文科的學(xué)科特點(diǎn)是理論性較強(qiáng)。生物學(xué)這門學(xué)科既體現(xiàn)了理科的以數(shù)學(xué)和邏輯為基礎(chǔ)的特點(diǎn)，也體現(xiàn)了文科的理論性較強(qiáng)的特點(diǎn)，因此人們長期以來會對“生物學(xué)是理科”產(chǎn)生質(zhì)疑。這說明其實(shí)文、理在知識上存在“互惠互利”的關(guān)系。

1.1 生物與語文

如細(xì)胞學(xué)說的建立過程、顯微鏡的發(fā)現(xiàn)等，從資料分析中提取、整合出有效信息的能力，離不開語文的閱讀基礎(chǔ)。“八年耕耘源于對科學(xué)的癡迷，一畦畦豌豆蘊(yùn)藏遺傳的秘密。實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)開辟了研究的新路，數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)揭示出遺傳的規(guī)律?！边@是對孟德爾一生成果的概括，比起枯燥的語言，優(yōu)美的語言更能激發(fā)學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)興趣。

1.2 生物與歷史

各國科學(xué)家成果的發(fā)現(xiàn)和提出，都與當(dāng)時生活的時代息息相關(guān)，在追溯科學(xué)家們的“光輝事跡”的同時，也開起關(guān)于科學(xué)家們的種種問題的話匣子。這樣既激發(fā)了學(xué)生的求知欲，也調(diào)動了其學(xué)習(xí)積極性，從而使學(xué)生在歡快和諧的氣氛中對相關(guān)知識完成了理解和記憶。

1.3 生物與地理

生物的生存離不開周圍的環(huán)境。植物的光合作用、呼吸作用等都與環(huán)境密不可分；生物的分布與地理環(huán)境息息相關(guān)；生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)也與環(huán)境緊密聯(lián)系。如：植樹造林解決沙漠化問題；沙漠的環(huán)境特點(diǎn)與仙人掌的生存；植被的覆蓋與地形的相關(guān)性等等。

【例1】 （2013年重慶卷）某山區(qū)坡地生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重，人們根據(jù)不同坡度，分別采取保護(hù)性耕作、經(jīng)濟(jì)林種植和封山育林對其進(jìn)行了治理。

（1） 陡坡在封山育林后若干年內(nèi)，經(jīng)歷了一年生草本、多年生草本和灌木三個階段，其典型物種的種群密度變化如圖1所示。調(diào)查植物種群密度常用的方法是 。圖中o→a，物種①密度上升，原因是在適宜條件下，物種①的 ；b→c，物種①逐漸消失，物種②密度逐漸降低到相對穩(wěn)定，原因是物種②能耐受 ；c點(diǎn)后，在適宜氣候條件下群落中最終占主導(dǎo)地位的植被類型將是 。

（2） 該坡地經(jīng)治理后，既擴(kuò)大了植被覆蓋面積、增加了對大氣中 的固定，又提高了經(jīng)濟(jì)產(chǎn)出，初步實(shí)現(xiàn)了生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益的同步發(fā)展。

解析：（1） 對植物和活動能力比較弱的動物，一般用樣方法調(diào)查其種群密度；結(jié)合材料，圖中①表示一年生草本植物，②表示多年生草本植物，③表示灌木。決定種群密度最直接的因素是出生率和死亡率，圖中o→a段物種①的密度上升，數(shù)量增多，說明該時間段內(nèi)種群的出生率大于死亡率；b→c段，群落由多年生草本階段向灌木階段過渡，灌木取代多年生草本植物，②逐漸降低到相對穩(wěn)定水平，說明②能耐受灌木叢導(dǎo)致的弱光環(huán)境，并在該環(huán)境下保持種群數(shù)量的相對穩(wěn)定；c點(diǎn)后，若氣候條件適宜，高大的喬木能獲得充足的光照取代灌木的優(yōu)勢，成為該地區(qū)占主導(dǎo)地位的植被類型。

答案：（1） 樣方法 出生率大于死亡率 弱光 喬木 （2） 碳元素（CO2）

本題綜合考查種群與群落相關(guān)知識及考生的理解能力和識圖能力，涉及種群密度調(diào)查、群落演替等相關(guān)內(nèi)容，較易得分。同時這道題也涉及了地理的相關(guān)知識。

2 理科

自高考改革方案出臺后，“3+X文科/理科綜合”的考試模式在全國推廣。這種形式的出現(xiàn)對于理科綜合來說，打破了物理、化學(xué)、生物三學(xué)科之間的知識脫節(jié)的、獨(dú)立的現(xiàn)狀。這種考查形式改變過去物理、化學(xué)、生物三學(xué)科單科命題的考試方式，注重三學(xué)科之間的普遍聯(lián)系，同時也強(qiáng)調(diào)對考生綜合能力和素質(zhì)的考查。試題的設(shè)計(jì)在先前知識性的基礎(chǔ)上更突出了綜合性、實(shí)踐性、創(chuàng)造性和應(yīng)用性等特點(diǎn)。實(shí)踐證明，進(jìn)行綜合考試將各學(xué)科的知識相互滲透和融合，阻止了知識間的割裂和孤立，也促進(jìn)了三學(xué)科的教學(xué)，同時也在潛移默化中提高了學(xué)生的綜合素質(zhì)和能力。

2.1 生物與數(shù)學(xué)

【例2】 （2010年全國卷）下列四種現(xiàn)象中，可以用圖2表示的是（ ）

A. 在適宜條件下光合作用強(qiáng)度隨CO2含量的變化

B. 條件適宜、底物充足時，反應(yīng)速率隨酶量的變化

C. 一個細(xì)胞周期中DNA含量隨時間的變化

D. 理想條件下種群數(shù)量隨時間的變化

解析：本題主要考查相關(guān)生理過程中的數(shù)量變化趨勢，涉及到新陳代謝與細(xì)胞分裂的相關(guān)內(nèi)容，考查學(xué)生的理解能力和獲取信息的能力，以及基本的數(shù)學(xué)函數(shù)知識。如圖1曲線的走勢為先增加后穩(wěn)定，曲線有兩個關(guān)鍵點(diǎn)：即起點(diǎn)（m，0）（m>0）和飽和點(diǎn)。符合這一曲線的為A選項(xiàng)；B項(xiàng)對應(yīng)的曲線起點(diǎn)不正確，曲線的走勢一直為增函數(shù)，不會出現(xiàn)飽和效應(yīng)；C項(xiàng)對應(yīng)的曲線就更不正確了，起點(diǎn)縱坐標(biāo)等于終點(diǎn)，且大于0；D項(xiàng)曲線為種群的“J”型增長曲線。

答案：A。

該題將數(shù)學(xué)中的函數(shù)與生物學(xué)知識相結(jié)合。只是基本的函數(shù)知識，并沒有太過復(fù)雜的東西，因此對于高中生來說是可以解決的，充分體現(xiàn)了數(shù)學(xué)在生物學(xué)中的滲透和重要作用。

2.2 生物與物理

【例3】 一個班級分組進(jìn)行減數(shù)分裂實(shí)驗(yàn)，下列操作及表述正確的是（ ）

A. 換用高倍鏡時，從側(cè)面觀察，防止物鏡與裝片碰擦

B. 因觀察材料較少，細(xì)胞較小，顯微鏡視野應(yīng)適當(dāng)調(diào)亮

C. 為觀察染色體不同層面的精細(xì)結(jié)構(gòu)，用粗準(zhǔn)焦螺旋調(diào)節(jié)焦距

D. 一個視野中，用10×物鏡看到8個細(xì)胞，用40×物鏡則可看到32個細(xì)胞

解析：高倍鏡鏡頭較長，換用時應(yīng)從側(cè)面觀察，防止物鏡與裝片碰擦，A選項(xiàng)正確；本實(shí)驗(yàn)換用高倍鏡觀察時，視野會變暗，但原因不是材料少，細(xì)胞小，B選項(xiàng)錯誤；觀察染色體不同層面的精細(xì)結(jié)構(gòu)時，使用的是高倍鏡，應(yīng)用細(xì)準(zhǔn)焦螺旋調(diào)節(jié)焦距，C選項(xiàng)錯誤；放大倍數(shù)越大，看到細(xì)胞數(shù)目越少，D選項(xiàng)錯誤。

答案：A。

此題重點(diǎn)考查顯微鏡的使用及注意事項(xiàng)，比較簡單。顯微鏡是微觀世界和宏觀世界溝通的橋梁，因此是生物學(xué)科必不可少的工具。要想了解和掌握微觀生物，首先就必須知道顯微鏡的構(gòu)造和使用方法。而顯微鏡的成像原理、放大原理和放大倍數(shù)的計(jì)算卻是物理知識。此題很好地將物理知識與生物知識相融合，體現(xiàn)了學(xué)科間的交叉和滲透。

2.3 生物與化學(xué)

【例4】 下列與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的敘述，錯誤的是（ ）

A. 馬鈴薯塊莖搗碎后的提取液可檢測出蛋白質(zhì)

B. 光學(xué)顯微鏡可用于觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離現(xiàn)象

C. 檢測酵母菌培養(yǎng)過程中是否產(chǎn)生CO2，可判斷其呼吸方式

D. 在95%乙醇中加入無水Na2CO3后，可提高色素的溶解度

解析：馬鈴薯塊莖中也含有蛋白質(zhì)，A選項(xiàng)正確；植物細(xì)胞質(zhì)壁分離用光學(xué)顯微鏡就可以觀察到，B選項(xiàng)正確；酵母菌細(xì)胞無論是有氧呼吸還是無氧呼吸都產(chǎn)生二氧化碳，不能以是否產(chǎn)生二氧化碳作為判斷細(xì)胞呼吸類型的方式，C選項(xiàng)錯誤；無水Na2CO3可以與 95%酒精中的水分子結(jié)合生成10H2O·Na2CO3，提高乙醇純度，利于色素的溶解，D選項(xiàng)正確。

答案：C。

本題考查學(xué)生對教材實(shí)驗(yàn)的理解識記情況，涉及蛋白質(zhì)鑒定原料選擇、植物細(xì)胞質(zhì)壁分離及復(fù)原、酵母菌細(xì)胞呼吸方式的探究及色素的提取等相關(guān)實(shí)驗(yàn)，跨度較大，并與化學(xué)學(xué)科有一定交叉，具有一定難度。

加強(qiáng)不同學(xué)科間的綜合教學(xué)，是新一輪教育教學(xué)改革與發(fā)展的必然趨勢，也是一個亟待深入探討的新課題。生物學(xué)教學(xué)要適應(yīng)這一時代的需要，還有諸多問題需要研究和探討。

參考文獻(xiàn)：

[1] 周代華.生物學(xué)與其他學(xué)科滲透初探[J].中學(xué)生物教學(xué)，1996，（5）：36.

[2] 歐陽浩波.淺談生物科與物理、化學(xué)學(xué)科之間的聯(lián)系和綜合[J].中學(xué)生物教學(xué)，2002，（7-8）：18-20.