中学生物学跨学科教学的实施路径与建议

 

韦玲（人民教育出版社人教研究院）

摘要：生物学具有天然的跨学科属性。在中学生物学教学中，教师可以通过抽提具体学科问题、提炼跨学科概念、挖掘科学史或者开展跨学科实践等途径进行跨学科教学。建议教师立足生物学学科，从科学教育视角，注重渗透人文精神进行跨学科教学。

作者简介：韦玲,国家教材建设重点研究基地(中小学生物学教材研究)人员;

新一轮课程教学改革要求加强课程综合、强化协调育人。《义务教育课程方案(2022年版)》明确规定各门课程用不少于10%课时设计开展跨学科主题学习。跨学科主题学习应该视作探索、实践课程内容改革的示范性板块，起到引领作用，引导师生不局限于这10%课时，不局限在义务教育阶段，而是在更大范围打破学科壁垒，培养学生从跨学科视角，基于跨学科概念和方法来思考、解决问题，带动学习方式普遍变革。

1 生物学具有天然的跨学科属性

生物学以具有高度复杂性、多样性和统一性的生物界作为研究对象，研究生命现象和生命活动规律，这决定了生物学学科具有天然的跨学科属性。可以将生物界看作一个大的研究情境，生物学便是研究发生在生物界的化学的、物理的、数学的等各学科的以及生物学所特有的一些现象和规律。举例来说，世界是物质的，再复杂的生物体也是由各种物质组成的，再神奇的生命现象也是建立在物质的合成、分解等物质转化基础之上的，因此生物化学成为生物学学科的一个重要分支。

同时，由于研究对象的多样性和复杂性，生物学与其他自然科学相比概念繁多，且这些概念的定义往往只是一个大概的说法，具有概略性，这使得学惯了数学、物理的学生在学习生物学的时候难以适应，戏称生物学是“理科中的文科”。基于生物学的跨学科属性开展跨学科教学，能够有效增强课程协同育人作用、发展学生核心素养，也能够使学生更加理解生物学的学科特征，让喜爱物理、化学、数学的理科思维特别强的学生，更乐学、更善学生物学。

2 开展中学生物学跨学科教学的路径

2.1 抽提具体学科问题

有些问题本身就可以运用其他学科的知识和方法进行解决，只是这些问题处于生物学情境中，而学生对情境的陌生提升了问题解决的难度。这种情况，教师不妨帮助学生把问题从生物学情境中抽提出来，点破问题的本质，让学生用已经掌握的相关学科内容解决问题。例如，呼吸作用和光合作用一直是中学生物学中的重难点内容，影响呼吸作用和光合作用的因素、呼吸速率和光合速率如何测量、如何计算等问题让很多学生感觉难以掌握。教师不妨带领学生一起总结出呼吸作用和光合作用过程中的反应物、产物、反应条件等，让学生从影响化学反应的条件、化学反应速率的测量和计算的角度来思考问题，通过迁移提高学习效率，而且使学生能够更加深入地理解相关知识。

同理，关于遗传定律，遗传物质在减数分裂和受精作用过程中的分配和组合就是基于生物学现象的生物学情境，而基因型、表现型的相关计算则成为该情境下的数学问题，具体来说是概率问题。关于种群密度，利用样方法或者标志重捕法估算种群密度，则可视为在生态学情境下的统计学问题。教师亦可以借鉴相关学科方法进行教学。

2.2 提炼跨学科概念

跨学科概念是指在各学科领域都有所运用的主要概念，它们提供了一种联系各门学科的方法。跨学科概念能够促进不同知识之间的联系，促进学生的科学概念整合;能够构建知识框架的支点，为学生学习新知识提供支持。教师应该有意识地将跨学科概念融入学科概念教学中，帮助学生理解新知识、整合概念。以跨学科概念“物质与能量”为例，在微观的细胞层面，有序的生命活动建立在消耗能量为代价的基础上，而能量的输入、利用和散失又均是以物质作为载体，这个过程离不开ATP的合成与水解，离不开重要的能量转换过程光合作用和呼吸作用;在宏观的生态学层面，在生态系统中物质作为能量的载体，使能量沿着食物链(网)流动，能量则作为动力，使物质能够不断地在生物群落和非生物环境之间循环往返。

结构与功能、稳态与变化等其他跨学科概念也是如此，生物大分子、细胞、个体、群落、生态系统等各生命系统层次，都体现结构与功能相适应，都处于一种动态平衡的稳态与变化之中。教师可在多个相关的生物学情境中重复某一跨学科概念的教学，并注意外显该跨学科概念的含义，从而加深学生理解，并真正实现通过跨学科概念促进学科间的关联，让学习减负增效。

2.3 挖掘科学史

基于生物学的跨学科属性，生物学发展史上具有丰富的跨学科案例和素材。将真实的科学故事融入教学，可以激发学习兴趣，引导学生跨学科地看待问题，理解跨学科学习、研究的重要性，提高学生对科学本质的认识。例如，人教版高中生物学教材选择性必修1《稳态与调节》在“神经冲动的产生与传导”一节，就介绍了一则生物科学史话《生物电的发现》。生物学家伽尔瓦尼和物理学家伏特在看到同一现象的时候，给出了两种截然不同的假说，并各执己见地进行了后续的实验论证，最终铸就了科学史上的两大重要发现:伽尔瓦尼证明了“生物电”的存在，开创了神经电生理学的新时代;而伏特则发明了世界上第一个直流电池——伏特电池。通过这则科学史上的美谈，不仅能够加深学生对神经冲动的理解，引导学生学习科学家在面对争论时的态度和做法，还可以让学生认识到真实的科学世界是不分科的，科学家只是基于所掌握的学科以及跨学科的知识和方法来解决具体问题。

科学史上跨学科跨领域开展研究的例子还有很多，例如DNA双螺旋结构的破解，有生物学家(沃森)、物理学家(克里克、威尔金斯)、化学家(查哥夫)等多个学科科学家的贡献。除了教科书、教参中的例子，诺贝尔奖也是教师获取相关科学史的重要途径。稍作了解就会发现，近年来的诺贝尔物理学奖、诺贝尔化学奖均多次颁发给了生物学领域的研究。

2.4 开展跨学科实践

依据课程方案，《义务教育生物学课程标准(2022年版)》增设了“生物学与社会·跨学科实践”学习主题，约占总课时数的10%，要求综合运用科学、技术、工程学和数学等学科的概念、方法和思想，设计方案并付诸实施，解决真实情境中的问题。2024年9月，依据新课标编写的义务教育新教材陆续开始使用，其中的跨学科实践板块成为教师教学的重要素材。以人教版教材为例，每个单元均设置了1—2个综合实践项目，相关内容的编写在落实课标要求的基础上，注重为教学提供支架，为教师开展新板块的教学降低难度。例如，注重创设真实的情境，提供必要的铺垫;引导学生基于情境确定有挑战性的项目任务;引导学生运用生物学学科的概念和原理以及跨学科的知识和方法(包括工程技术手段)，分析和解决问题，完成项目任务，必要时给予提示;提供评价要点或表格，引导学生进行展示交流和评价等。

跨学科实践是融知识学习与问题解决于一体的高效学习方式，是加强课程综合、实践育人的重要实施途径，可以有效加强课程内容与学生经验、社会生活的联系，培养学生的创新精神和实践能力。教师应该充分认识跨学科实践的价值，利用好教材和其他途径的优质资源，有效落实课标要求。

3 教学建议

3.1 立足生物学学科

跨学科教学要立足生物学学科，根据学科课程主干内容的教学需要进行，不能为了“跨”而“跨”，更不是要求教师在生物学课堂上过多补充其他学科的知识内容，增加学生的课业负担。如前所述，跨学科教学是为了使学生学习更高效、更深入，达到减负增效的目的。教师一方面要增强跨学科教学的意识和能力，另一方面要持续学习，不断加深自己对生物学学科本质的理解。很多教学难点并不是跨学科教学能够解决的。生物学具有自己独特的思想。以初中阶段的动植物分类为例，很多学生觉得枯燥、难记、没有意义，但是如果教师能够引导学生认识到分类是认识客观事物的一种基本方法，引导学生从进化的角度看待生物分类(“进化是生物分类的理论基础，分类学是生物进化的历史总结”)，应该能使相关内容的学习更加有趣、也更加容易。

3.2 强化科学教育视角

2025 年1月，教育部印发《中小学科学教育工作指南》，指出要聚焦综合实践改进课堂教学，“整合科学类相关学科的跨学科主题内容，开展跨学科综合实践，探索综合化实施分科课程的路径，引导学生建立学科之间的联系，综合利用多学科知识和方法，通过自主探究和深度思考，解决真实问题”。

生物学是一门经典的自然科学和实验科学，与物理、化学等学科相同，均以培养学生的科学观念、科学思维、探究实践、态度责任等核心素养为课程目标。在生物学教学时，教师要从科学教育视角，更加重视激发学生好奇心、想象力、探求欲，更加聚焦提升学生科学素养、培育学生批判思维和创新能力，切实落实习近平总书记关于在教育“双减”中做好科学教育加法的重要指示。

3.3 注重浸润人文精神

杜威认为，教育应该从人文主义的科目和自然主义的科目之间密切的相互依存关系出发。生物学家威尔逊提出只有人文与科学融汇共存，才能创建出关于“我们是谁、我们能成为什么”的完整而真实的图景。在教学中，教师应该重视科学史教学，引入科学、技术与社会的关系教育，引导学生关注社会性科学议题，形成关心人类社会发展的公民意识和情怀;通过科学、技术、历史、政治、艺术等学科的相互结合，发展学生必备的人文素养。唯有如此，学生才能更好地将学习与世界链接起来，在内化人类文明发展成果的同时，更加积极地构建自己的生活，也参与到人类美好未来的创造中去。

来源：韦玲.中学生物学跨学科教学的实施路径与建议[J].生物学教学,2026,51(01):10-12.