生物學(xué)教學(xué)應(yīng)加強(qiáng)學(xué)科間的橫向聯(lián)系

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中生物 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

摘 要 綜合能力考試的測試能力,不是各學(xué)科考試能力的考核,而是考查學(xué)生學(xué)科內(nèi)以及學(xué)科間知識的內(nèi)在聯(lián)系、強(qiáng)調(diào)理論聯(lián)系實際。生物教學(xué)中要注重加強(qiáng)生物與其他學(xué)科之間聯(lián)系,將學(xué)生所學(xué)知識進(jìn)行整合,既開拓了學(xué)生的思維,又培養(yǎng)了學(xué)生的綜合能力,進(jìn)而提高學(xué)生整體素質(zhì)。

 

關(guān)鍵詞 生物學(xué)教學(xué) 學(xué)科間 橫向聯(lián)系

 

在生物學(xué)教學(xué)中要加強(qiáng)生物學(xué)與其他學(xué)科間的橫向聯(lián)系,不僅是適應(yīng)當(dāng)前高考綜合測試學(xué)科設(shè)置的需要(綜合測試在考查學(xué)生對學(xué)科基礎(chǔ)知識掌握的同時,加強(qiáng)了對學(xué)科內(nèi)和學(xué)科間知識綜合應(yīng)用能力的考查),同時更有利于學(xué)生知識和能力(發(fā)散性思維的培養(yǎng)、綜合應(yīng)用能力和創(chuàng)新能力等)的全面提高,從而有利于對高素質(zhì)人才的培養(yǎng)。

 

1 加強(qiáng)學(xué)科間橫向聯(lián)系的意義

 

1.1 有利于調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)知識的積極性和主動性

 

在生物學(xué)教學(xué)中利用其他學(xué)科的材料來假設(shè)問題情境,有利于引起學(xué)生的好奇和思考,激發(fā)學(xué)生的求知欲和內(nèi)在學(xué)習(xí)的動機(jī),同時感受到生物學(xué)知識的重要性,從而積極主動地學(xué)習(xí)生物學(xué)知識。在生物學(xué)教學(xué)中可利用其他學(xué)科已學(xué)過的知識作鋪墊,既可降低教學(xué)難度,也符合循序漸進(jìn)的教學(xué)原則。

 

1.2 有利于對概念、原理和方法的理解、掌握和運用

 

自然界是一個有機(jī)的統(tǒng)一體,研究自然界的物理、化學(xué)、生物、地理等各門學(xué)科的思想方法、基本原理和研究內(nèi)容交叉融合、縱橫貫通。同時,生物學(xué)與數(shù)學(xué)、信息技術(shù)科學(xué)等也是相互作用、共同發(fā)展的。加強(qiáng)學(xué)科間的橫向聯(lián)系,有利于打破因分科教學(xué)而造成的思想禁錮,解決多學(xué)科交叉滲透的一些問題,有利于學(xué)習(xí)時對概念、原理和方法的理解、掌握和運用,F(xiàn)代生物學(xué)需要大量運用數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等學(xué)科的手段和方法。如克里克和沃森建立的DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)模型,是以物理學(xué)家威爾金斯等人的X射線衍射分析與生物化學(xué)家查戈夫的建基等量關(guān)系為基礎(chǔ)的。現(xiàn)代的生物工程、海洋開發(fā)、生物電子計算機(jī)等高科技領(lǐng)域的研究,越來越需要多學(xué)科知識的綜合。

 

1.3 有利于培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、推理、判斷和創(chuàng)新思維的能力

 

在生物學(xué)教學(xué)中,加強(qiáng)學(xué)科間的橫向聯(lián)系,有利于發(fā)展學(xué)生的高層次思考能力及心智潛能,培養(yǎng)學(xué)生獨立思考、推理、判斷和創(chuàng)新思維的能力,有利于培養(yǎng)高素質(zhì)的人才,這都是符合素質(zhì)教育的要求。而在過去應(yīng)試教育中靠死記硬背的學(xué)生可能取得高分,但他們分析、解決問題和創(chuàng)新思維的能力相對較差。

 

2 加強(qiáng)學(xué)科間橫向聯(lián)系的體現(xiàn)

 

2.1 學(xué)科知識的聯(lián)系

 

生物學(xué)與許多學(xué)科知識都具有一定的聯(lián)系,特別是與物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)的聯(lián)系更為密切。例如運用物理學(xué)中的能量守恒定律解決生物學(xué)中的吸能反應(yīng)與放能反應(yīng);運用化學(xué)知識中的質(zhì)量作用定律分析光合作用、細(xì)胞呼吸中各物質(zhì)的量的變化情況;化學(xué)反應(yīng)平衡移動原理分析當(dāng)突然停止光照或CO2供應(yīng)對光反應(yīng)、暗反應(yīng)的影響(如C3、C5濃度的變化);組成細(xì)胞的主要元素是C、H、O、N、P、S;組成細(xì)胞的主要化合物包括水、無機(jī)鹽、糖類、脂質(zhì)、蛋白質(zhì)、核酸;細(xì)胞呼吸、光合作用都是極其復(fù)雜的氧化還原過程,光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、滲透能、電能、光能、熱能等,就包含著物理、化學(xué)的現(xiàn)象;酶是一種生物催化劑,也具有無機(jī)催化劑的性質(zhì),即降低反應(yīng)的活化能、改變反應(yīng)的速率、不改變反應(yīng)的方向、反應(yīng)前后催化劑(酶)的量不會減少。運用數(shù)學(xué)中的集合、函數(shù)、數(shù)列、排列組合、概率等知識解決高中生物學(xué)中的蛋白質(zhì)與氨基酸、堿基關(guān)系的計算、遺傳定律中的概率計算、生物進(jìn)化中有關(guān)基因頻率與基因型頻率的計算、食物鏈(網(wǎng))中各營養(yǎng)級生物量的計算等等。

 

2.2 研究方法的聯(lián)系

 

生物學(xué)上有許多的研究方法與其他學(xué)科特別是物理、化學(xué)有很大的聯(lián)系。如用差速離心法研究細(xì)胞內(nèi)各種細(xì)胞器的組成成分和功能:將細(xì)胞膜破壞后,形成由各種細(xì)胞器和細(xì)胞質(zhì)中其他物質(zhì)組成的勻漿,將勻漿放在離心管中,用高速離心機(jī)在不同的轉(zhuǎn)速下進(jìn)行離心,利用不同的離心速度所產(chǎn)生的不同離心力,就能將各種細(xì)胞器分離開。對照實驗、模擬實驗等是生物學(xué)研究的基本方法,也是物理學(xué)、化學(xué)研究的基本方法。在生物學(xué)中,利用放射性元素作為示蹤劑對研究對象進(jìn)行標(biāo)記的微量分析方法,研究細(xì)胞內(nèi)的元素或化合物的來源、組成、分布和去向等,進(jìn)而了解細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能、化學(xué)物質(zhì)的變化、反應(yīng)機(jī)理等,這種同位素標(biāo)記法需要用于構(gòu)成細(xì)胞化合物的重要元素,如3H、14C、15N、18O、32P、35S等進(jìn)行標(biāo)記示蹤,這需要用到化學(xué)中的放射性同位素示蹤技術(shù),同時,這也是物理學(xué)中觀察分子擴(kuò)散與溫度的關(guān)系、觀察水的對流等常用的方法。構(gòu)建模型中的物理模型、數(shù)學(xué)模型、概念模型等,開展模型教學(xué),以增進(jìn)學(xué)生對模型的熟悉、對建模方法的理解,培養(yǎng)他們建模、運模的能力。類比推理、歸納、演繹等是研究生物現(xiàn)象常見的方法,也是其他學(xué)科常用的研究方法。

 

2.3 能力培養(yǎng)的聯(lián)系

 

生物學(xué)與物理學(xué)、化學(xué)同屬自然科學(xué),在能力要求上也有很多相似的地方。如實驗中的觀察能力、實驗?zāi)芰、探究能力的培養(yǎng);解遺傳學(xué)題中的邏輯推理與化學(xué)中的判斷推理的能力要求也十分相近的。

 

3 加強(qiáng)學(xué)科間橫向聯(lián)系的實踐

 

3.1 遷移

 

在生物學(xué)教學(xué)中,要設(shè)法利用其他學(xué)科的基本概念和原理等知識,實現(xiàn)知識的有效遷移。這要求生物學(xué)教師應(yīng)掌握遷移理論,用遷移理論指導(dǎo)生物學(xué)教學(xué),重視對學(xué)生知識遷移能力的培養(yǎng),提高學(xué)生的生物學(xué)科學(xué)素養(yǎng)。如利用初中物理和化學(xué)中學(xué)過的“分子的熱運動與擴(kuò)散”可幫助理解細(xì)胞滲透吸水原理、氣體交換原理等知識;利用數(shù)學(xué)中“概率的乘法原理和加法原理”可解決遺傳題中的有關(guān)基因型和表現(xiàn)型的概率問題;借助數(shù)學(xué)中的極限知識解釋生物遺傳中“豌豆在自然狀況下是純合的”。在學(xué)習(xí)物質(zhì)出入細(xì)胞的方式時,可以利用化學(xué)學(xué)習(xí)過的“相似相溶”原理,解釋酒精、甘油、脂肪酸、苯、尿素、丙酮酸、脂溶性維生素類(如維生素A、維生素D)等物質(zhì)通過細(xì)胞膜時是以自由擴(kuò)散的方式進(jìn)行的。如在生物學(xué)的發(fā)展過程中,細(xì)胞學(xué)說的建立、生物膜結(jié)構(gòu)的探索歷程、酶本質(zhì)的探索過程、光合作用的發(fā)現(xiàn)、DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型的建立、孟德爾遺傳定律的提出等都體現(xiàn)了不同學(xué)科遷移所產(chǎn)生的巨大魅力。

 

3.2 比喻

 

在生物學(xué)教學(xué)中,當(dāng)遇到難以理解的問題時,可用其他學(xué)科中學(xué)生已掌握的知識,特別是相似的原理、方法來進(jìn)行說明。運用比喻的教學(xué)手段,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,化解難點,化難為易、化繁為簡、化隱為顯,使抽象概念、生理過程形象化,從而幫助理解掌握生物學(xué)知識。如光合作用是一個極其復(fù)雜的生理過程,其中的能量轉(zhuǎn)換是學(xué)生比較難以理解掌握的,利用初中物理中有關(guān)電池的知識能很好地解決這一問題。在光合作用過程中,葉綠體中處于特殊狀態(tài)下的葉綠素a將光能轉(zhuǎn)變成電能,類似于硅光電池將光能轉(zhuǎn)變成電能;光反應(yīng)階段中將電能轉(zhuǎn)變成ATP中活躍的化學(xué)能、暗反應(yīng)階段中將ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的化學(xué)能,儲存在糖類等有機(jī)物中的過程,則相當(dāng)于蓄電池充電時的變化。對于ATP的生理功能,教材用ATP是流通著的“能量貨幣”這一形象的比喻,以加深學(xué)生對ATP的生理功能以及ADP與ATP相互轉(zhuǎn)化的認(rèn)識,即伴隨著ATP的水解與合成的過程,發(fā)生著能量的釋放與儲存,從而推動新陳代謝順利進(jìn)行。如在學(xué)習(xí)物質(zhì)出入細(xì)胞的方式時,可將自由擴(kuò)散比喻為坐滑梯,將協(xié)助擴(kuò)散比喻為騎自行車下坡,將主動運輸比喻為騎摩托車爬坡,也可將主動運輸形象地表述為“逆水行舟用力撐”。

 

3.3 聯(lián)想

 

在生物學(xué)教學(xué)中,聯(lián)想一些學(xué)生曾學(xué)過的或易理解的成語、詩詞等妙語,既能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,使深奧的知識通俗易懂,提高綜合分析能力,從而提高課堂教學(xué)的效果。用“一分為二”聯(lián)想細(xì)胞有絲分裂的后期,著絲點分裂,染色體數(shù)目加倍。用“差之毫厘,謬以千里”聯(lián)想細(xì)胞的亞顯微結(jié)構(gòu),各種細(xì)胞器之間的結(jié)構(gòu)差異決定了其功能的獨特性。用“一枝獨秀”聯(lián)想植物的頂端優(yōu)勢,即頂芽優(yōu)先生長而側(cè)芽受到抑制的現(xiàn)象。另外,在學(xué)習(xí)種間關(guān)系這一章節(jié)的過程中,可以聯(lián)想一些成語,以幫助學(xué)生對知識的形象理解,如“自相殘殺──種內(nèi)斗爭”、“同心協(xié)力──種內(nèi)互助”、“內(nèi)憂外患──生存斗爭”、“黨同伐異──種內(nèi)互助和種間斗爭”、“同甘共苦、生死與共──種內(nèi)關(guān)系中的共生”、“恩將仇報──種間關(guān)系中的寄生”等。如在學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)時,聯(lián)想到清代詩人龔自珍《己亥雜詩》中的名句“落紅不是無情物,化作春泥更護(hù)花”。在生態(tài)系統(tǒng)中,組成生物體的C、H、O、N、P等元素,不斷進(jìn)行著物質(zhì)循環(huán)。落花被微生物分解后,某些礦質(zhì)元素又回到了無機(jī)環(huán)境,能夠被植物重新吸收利用。

 

3.4 拓展

 

在生物學(xué)教學(xué)中,將其他學(xué)科的原理、法則等知識拓展開來,用來分析解決生物學(xué)中的相關(guān)問題。例如光反應(yīng)階段中的水在光下分解成[H]和氧氣是屬于氧化反應(yīng),暗反應(yīng)階段中的三碳化合物(C3)被[H]還原成葡萄糖則是一個還原反應(yīng)。用物理學(xué)中的判斷電流方向的方法來分析興奮在神經(jīng)纖維上的傳導(dǎo)時膜內(nèi)外局部電流的方向及興奮的傳導(dǎo)方向;運用地理知識“氣溫隨海拔增高而降低”來分析生物群落的垂直分布,如在高山植物群落中,不同海拔地帶的植物由于氣溫的變化而呈現(xiàn)出垂直分布的特征。

 

總之,在生物教學(xué)中,教師要加強(qiáng)學(xué)科間的橫向聯(lián)系,有利于生物學(xué)教學(xué),開闊教學(xué)思路,提高教學(xué)效果;有利于加深對其他的學(xué)科理解掌握,形成各學(xué)科間融會貫通的知識體系;更有利于培養(yǎng)和提高學(xué)生綜合運用知識的能力和創(chuàng)造能力,從而造就高素質(zhì)的人才。


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