中學教學中物理學和生物學知識的交叉

林小梅

(華東師范大學教師教育學院 上海 200062)

1 科學參照標準應用的交叉

在科學研究中，描述和分析某個對象，首先需要選擇相應的參照標準，再通過對比分析，得出結(jié)論。

1.1 科學標準的定性應用 在初中生物“探究光對鼠婦分布的影響”的實驗中，對照組是指“未遮光組”，實驗組是指“遮光組”。學生通過該實驗初步感知對照組是實驗組的參照標準，通過對比分析，得出“光影響鼠婦分布”的結(jié)論。在初中物理“機械運動”中，學生通過“對照組”的知識遷移掌握物理名詞“參照物”，通過對比參照物和研究對象，得出研究對象的相對運動狀態(tài)。

1.2 科學標準的定量應用 在初中物理中，學生需利用不同測量標準來測量不同物理量大小。例如，以刻度尺刻度為長度標準測量長度，以秒表刻度為時間標準測量時間等。而在生物學中可體現(xiàn)為測量蛋白濃度時制定蛋白濃度標準曲線，電泳時添加Markers作為蛋白或核酸的分子量標準等。教師在高中生物“蛋白質(zhì)”這一章節(jié)教學中，可引入或拓展利用標準曲線測量蛋白濃度的相關(guān)內(nèi)容。

2 科學理論和儀器應用的交叉

2.1 凸透鏡成像與顯微鏡 初中物理需掌握知識點：A1、凸透鏡成像規(guī)律及應用；A2、顯微鏡的物鏡相當于“投影儀(f

圖1 凸透鏡成像與顯微鏡的知識層級關(guān)系

2.2 眼部結(jié)構(gòu)與眼鏡 初中物理需掌握知識：A1、凸透鏡對光具有會聚作用,凹透鏡對光具有發(fā)散作用；A2、近視鏡為凹透鏡，遠視鏡為凸透鏡。初中生物需掌握知識：B1、眼部結(jié)構(gòu)；B2、近視眼的形成是由于光經(jīng)折射后落在視網(wǎng)膜之前，遠視眼是由于光經(jīng)折射后落在視網(wǎng)膜之后。銜接知識：C1、晶狀體等結(jié)構(gòu)相當于凸透鏡，視網(wǎng)膜相當于光屏。知識層級關(guān)系如圖2所示。

圖2 眼部結(jié)構(gòu)與眼鏡的知識層級關(guān)系

2.3 電流與電表 初中物理需掌握知識：A1、電表構(gòu)造：正接線柱在零刻度右端，負接線柱在零刻度左端；電流從電表正極進入，從負極流出，指針向右偏；電表正負極接反時，指針向左偏。高中物理需掌握知識：A2、靜電力作用下，電流由高電勢流向低電勢；A3、正電荷聚集的地方電勢高，負電荷聚集的地方電勢低。高中生物需掌握知識：B1、測量神經(jīng)表面電位差時電表指針偏轉(zhuǎn)方向與電流方向相同；B2、指針向左端偏轉(zhuǎn)，說明左端神經(jīng)表面為負電荷，右端神經(jīng)表面為正電荷，反之亦然。銜接知識：C1、測量神經(jīng)表面電位差時使用的電表為特殊電表；特殊電表零刻度居中，左端為正極，右端為負極[1]。知識層級關(guān)系如圖3所示。

圖3 電流和電表知識層級關(guān)系