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[摘 要]科学是一门融合物理、化学、生物、地理内容的综合性课程，整合是科学课程的一个主要特点。从教材内容、实验探究和科学方法的整合入手，加强科学课程内不同学科内容的整合，以培养学生的综合能力，发展学生的科学素养。
[关键词]理化生地；初中科学；整合
[中图分类号] G633.98 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058（2018）29-0073-02
自1993年起浙江省实施初中科学课程改革以来，对课程结构进行了调整，将物理、化学、生物和大部分地理内容（以下简称“理化生地”）归属为科学课程学习领域，旨在打破不同学科间的壁垒，强化学科间的联系与整合，增强学生的综合能力，发展学生的科学素养。
整合是科学课程的主要特点，其力图超越学科界限，保留带有结构性的基本内容，注重不同学科领域知识、技能之间的融通与连接。科学是一门需要掌握各种思维，联系各类知识进行综合运用的学科。加强理化生地内容的整合，不仅有助于学生更好地理解和掌握科学知识，培养学生的综合能力，还有利于激发学生探索科学的兴趣，提高学生的思维能力。
一、整合理化生地内容的途径
物理、化学、生物、地理四门学科都是研究自然规律的科学，虽然它们研究的领域、角度、方法和手段不尽相同，但它们对和谐统一的自然现象的认识规律却是相同的。对此，教师要从教材内容、实验探究、科学方法等方面去加强理化生地内容的整合，进而培养学生的综合能力。
1.教材内容的整合
教材内容的整合是指科学教材中的内容并不是孤立的，将有机联系的理化生地内容整合成一个整体，使学生对所学科学知识有一个综合的认识。科学课程标准指出，应逐步树立学生关于自然界的物质性、整体性、层次性和系统性的科学思想与观念。在科学教材的单元结构的设计上就较好地体现了整合特点，经常以某一综合性的主题为内容，学生需基于不同学科视角对该主题开展讨论。
例如，水的循环，若从地理的角度进行分析可知，分布在地球各处的水处于不断运动和相互转化之中，通过蒸发、水汽输送、降水、下渗、沿地表或地下流动而紧密地联系在一起，进行着持续不断的循环；若对各环节进行具体分析可知，河流水、湖泊水和海洋水是通过直接蒸发的形式，转化为大气水，冰川直接升华为水蒸气，而这些变化涉及物理中的物态变化知识；若联系生物学知识可知，植物体通过根吸收的水以蒸腾形式释放出来，蒸腾是植物的一项重要生理活动；若从对水的作用和水的构成进行分析，又需运用相关的化学知识。
又如，理化生地的内容有相似的结构层次。如地理的“地球—地月系—太阳系—银河系—河外星系—宇宙”结构，生物的“细胞—组织—器官—系统—整体”结构，物理的“夸克—质子—原子核—原子—分子—物质”结构，等等。
在情感态度与价值观教学目标上，理化生地也高度一致，都注重通過科学史对学生进行科学精神教育，如通过托勒密、哥白尼、伽利略、开普勒、法拉第、钱学森、侯德榜、屠呦呦等科学家的有关事迹，渗透科学家追求科学真理而忘我奋斗的精神教育。科学是一门建立在证据和科学思维基础上的学科，而理化生地各学科内容也十分重视实证研究，如地壳变动、大陆漂移说就是建立在证据基础之上的，理化生地往往通过探究寻找证据，并分析证据而得出结论。
2.实验探究的整合
科学课程标准指出，科学探究活动是培养科学观念与能力的重要途径，也是培养创新精神与实践能力的有效手段。实验教学是物理、化学、生物、地理等学科获得新知的一种常见手段。为此，可以在开展理化生地实验时加强实验探究的整合。对于许多实验，教师都可引导学生按照“提出问题、建立假设、设计方案、获取事实证据、解释、检验与评价、表达与交流”等步骤来进行，尤其是对于一些验证性实验，也应尽量引导学生来开展科学探究。
探究性实验在理化生中较为常见，在地理学习中较少见，但这并不代表地理教学中就不用加强探究性实验教学。例如，对于“土壤的成分”这部分内容，教材安排验证性实验来得出土壤中含有大量的生物和空气、水分、有机物、无机盐等非生命物质。其实教师可引导学生按探究性实验来实施，如在探究“土壤中是否存在有机物”时，可让学生自己提出问题，建立假设，并设计实验方案，通过亲自动手操作、观察实验现象，寻找证据，从而得出实验结论。这样，将有助于学生加深对科学知识的理解，切实提高学生的科学探究能力。
又如，在教学温室效应的相关内容时，教师可引导学生利用生活中的常见物品，如透明塑料袋、塑料薄膜、玻璃瓶、温度计等，做模拟大气温室效应的小实验。通过实验探究的整合，可较好地把理化生地内容整合成一个整体。
3.科学方法的整合
“过程与方法”教学目标重在引导学生在“过程”中理解、掌握科学方法，并进一步加以运用与内化。在初中学习中，常见的科学方法有观察法、实验法、调查法、比较法、分析与综合法、归纳与演绎法、模型法等，教师应在理化生地的教学中加强学生对这些科学方法的整合运用。
例如，模型法是对于一些复杂的自然现象和过程，根据已掌握的事实材料，首先建立一个适当的模型加以描述，使研究对象形象化、具体化。也就是从模型出发，把某个问题与模型相对应，进而寻找解决问题思路的一种思维方法。
其中，图甲是地球内部圈层结构模型；图乙是原子结构模型，从中可观察到原子核在原子中所占体积很小、电子在核外空间高速运动等；图丙是条形磁铁磁感线模型（以磁感线疏密来表示磁场强弱）。模型在理化生地学习中普遍存在，如水的电解模型、细胞结构模型、DNA结构模型、光学模型等。对此，教师可引导学生自己动手制作模型，如制作温度计模型；用乒乓球等材料来制作地球仪，以演示地球的运动；用泥土等材料来制作简单地形模型，并绘制简单的等高线地形图；用气球来模拟宇宙的膨胀；等等。这样，在促进学生理解和掌握科学方法的同时，也有助于提高学生的动手能力。 二、整合理化生地内容的策略
理化生地内容的整合，就是集整体的观念、全程的思想和整合的知识于一体，既有助于學生更好地理解和掌握科学知识，又能有效培养学生思维的深刻性和发展学生的科学素养。
1.整合理化生地知识，突破科学教学难点
不论科学中哪一方面内容，其相关现象和规律的解释都离不开其他学科知识的辅助，若缺乏相关学科的知识储备，学生将会遇到学习障碍，难以理解学习内容，从而导致对所学内容疑惑不解，进而形成认知矛盾，从而阻碍进一步获取新知。
例如，季风的形成，教材中仅这样表述：冬季，欧亚大陆气温低，太平洋气温高，风从中国大陆吹向太平洋；夏季，欧亚大陆气温高，太平洋气温低，风从太平洋吹向中国大陆。许多学生很难理解，只能死记硬背。为此，若能运用“比热容”这一物理知识进行解释，问题即可迎刃而解。如，冬季大陆为什么气温低？因为大陆沙石的比热容比海洋水小，根据公式[Q=cmΔt]，推得[Δt=Q/cm]，在Q、m相同的情况下，c越大，[Δt]反而小，从而可得出冬季大陆气温低的原因。冬季大陆气温低致使近地面的空气密度大，导致气压变大，而空气流动规律是从高压区流向低压区。又如，日食、月食等问题亦可用物理的光学知识轻松解决。
结合学生的“最近发展区”，根据教学难点内容，整合理化生地的相关内容，不仅有助于降低学习难度，还能有效激发学生的求知欲。
2.运用理化生地知识，解决科学实际问题
随着现代科技的发展，许多科学问题并不是纯粹的单学科问题，也不是靠单一学科知识就能解决的，需要发挥各学科的综合优势。认知心理学告诉我们，解决问题不仅要关心结果，关心问题解决的过程，还要关注解决问题的策略。联系理化生地知识，就是解决实际问题的一项优势策略。
例如，宋朝文学家范成大到海拔3700米的峨眉山旅游，他发现在山上“煮米不成饭”，于是认为是山上的泉水太寒冷所致，故有“万古冰雪之汁”之说。其实，究其原因是高原上气压低，水的沸点低，因此不容易煮熟食物。据此，也可解释为什么生活在高原上的人往往采用烧烤的方式来把食物烤熟，而不用水煮的方式。
又如，用“CaCO3 CO2 H2O=Ca（HCO3） 2”来解释石芽、石林、溶洞等喀斯特地貌的形成，用“Ca（HCO3） 2=CaCO3↓ H2O CO2↑”来解释钟乳石、石笋、石柱等喀斯特地貌的形成。而全球气候变暖的原因则可用物质守恒定律（碳元素守恒）来解释。
在科学教学中，引导学生综合运用理化生地知识解决问题，既可打破学生的思维定式，开拓学生的思路，培养学生的综合能力，也有助于培养学生思维的深刻性。
总之，科学作为一门综合性课程，要加强理化生地内容的整合，充分利用理化生地学科的优势和特点来帮助学生深入理解科学知识，同时有效促进学生对理化生地知识的巩固和应用，进而促使学科融合发展，焕发新的生机和活力，培养学生的综合能力，提升学生的核心素养。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 中华人民共和国教育部.义务教育初中科学课程标准[S].北京：北京师范大学出版社，2011.
[2] 欧阳浩波.浅谈生物科与物理、化学学科之间的联系和综合[J].中学生物教学， 2002（Z2）：18-20.
[3] 阎金铎.物理思维论[M].南宁：广西教育出版社，1996.
[4] 朱秀华.物理与相关学科的联系与有效整合策略[J].物理教学，2014（11）：38-39 30.
（责任编辑 黄春香）
[关键词]理化生地；初中科学；整合
[中图分类号] G633.98 [文献标识码] A [文章编号] 1674-6058（2018）29-0073-02
自1993年起浙江省实施初中科学课程改革以来，对课程结构进行了调整，将物理、化学、生物和大部分地理内容（以下简称“理化生地”）归属为科学课程学习领域，旨在打破不同学科间的壁垒，强化学科间的联系与整合，增强学生的综合能力，发展学生的科学素养。
整合是科学课程的主要特点，其力图超越学科界限，保留带有结构性的基本内容，注重不同学科领域知识、技能之间的融通与连接。科学是一门需要掌握各种思维，联系各类知识进行综合运用的学科。加强理化生地内容的整合，不仅有助于学生更好地理解和掌握科学知识，培养学生的综合能力，还有利于激发学生探索科学的兴趣，提高学生的思维能力。
一、整合理化生地内容的途径
物理、化学、生物、地理四门学科都是研究自然规律的科学，虽然它们研究的领域、角度、方法和手段不尽相同，但它们对和谐统一的自然现象的认识规律却是相同的。对此，教师要从教材内容、实验探究、科学方法等方面去加强理化生地内容的整合，进而培养学生的综合能力。
1.教材内容的整合
教材内容的整合是指科学教材中的内容并不是孤立的，将有机联系的理化生地内容整合成一个整体，使学生对所学科学知识有一个综合的认识。科学课程标准指出，应逐步树立学生关于自然界的物质性、整体性、层次性和系统性的科学思想与观念。在科学教材的单元结构的设计上就较好地体现了整合特点，经常以某一综合性的主题为内容，学生需基于不同学科视角对该主题开展讨论。
例如，水的循环，若从地理的角度进行分析可知，分布在地球各处的水处于不断运动和相互转化之中，通过蒸发、水汽输送、降水、下渗、沿地表或地下流动而紧密地联系在一起，进行着持续不断的循环；若对各环节进行具体分析可知，河流水、湖泊水和海洋水是通过直接蒸发的形式，转化为大气水，冰川直接升华为水蒸气，而这些变化涉及物理中的物态变化知识；若联系生物学知识可知，植物体通过根吸收的水以蒸腾形式释放出来，蒸腾是植物的一项重要生理活动；若从对水的作用和水的构成进行分析，又需运用相关的化学知识。
又如，理化生地的内容有相似的结构层次。如地理的“地球—地月系—太阳系—银河系—河外星系—宇宙”结构，生物的“细胞—组织—器官—系统—整体”结构，物理的“夸克—质子—原子核—原子—分子—物质”结构，等等。
在情感态度与价值观教学目标上，理化生地也高度一致，都注重通過科学史对学生进行科学精神教育，如通过托勒密、哥白尼、伽利略、开普勒、法拉第、钱学森、侯德榜、屠呦呦等科学家的有关事迹，渗透科学家追求科学真理而忘我奋斗的精神教育。科学是一门建立在证据和科学思维基础上的学科，而理化生地各学科内容也十分重视实证研究，如地壳变动、大陆漂移说就是建立在证据基础之上的，理化生地往往通过探究寻找证据，并分析证据而得出结论。
2.实验探究的整合
科学课程标准指出，科学探究活动是培养科学观念与能力的重要途径，也是培养创新精神与实践能力的有效手段。实验教学是物理、化学、生物、地理等学科获得新知的一种常见手段。为此，可以在开展理化生地实验时加强实验探究的整合。对于许多实验，教师都可引导学生按照“提出问题、建立假设、设计方案、获取事实证据、解释、检验与评价、表达与交流”等步骤来进行，尤其是对于一些验证性实验，也应尽量引导学生来开展科学探究。
探究性实验在理化生中较为常见，在地理学习中较少见，但这并不代表地理教学中就不用加强探究性实验教学。例如，对于“土壤的成分”这部分内容，教材安排验证性实验来得出土壤中含有大量的生物和空气、水分、有机物、无机盐等非生命物质。其实教师可引导学生按探究性实验来实施，如在探究“土壤中是否存在有机物”时，可让学生自己提出问题，建立假设，并设计实验方案，通过亲自动手操作、观察实验现象，寻找证据，从而得出实验结论。这样，将有助于学生加深对科学知识的理解，切实提高学生的科学探究能力。
又如，在教学温室效应的相关内容时，教师可引导学生利用生活中的常见物品，如透明塑料袋、塑料薄膜、玻璃瓶、温度计等，做模拟大气温室效应的小实验。通过实验探究的整合，可较好地把理化生地内容整合成一个整体。
3.科学方法的整合
“过程与方法”教学目标重在引导学生在“过程”中理解、掌握科学方法，并进一步加以运用与内化。在初中学习中，常见的科学方法有观察法、实验法、调查法、比较法、分析与综合法、归纳与演绎法、模型法等，教师应在理化生地的教学中加强学生对这些科学方法的整合运用。
例如，模型法是对于一些复杂的自然现象和过程，根据已掌握的事实材料，首先建立一个适当的模型加以描述，使研究对象形象化、具体化。也就是从模型出发，把某个问题与模型相对应，进而寻找解决问题思路的一种思维方法。
其中，图甲是地球内部圈层结构模型；图乙是原子结构模型，从中可观察到原子核在原子中所占体积很小、电子在核外空间高速运动等；图丙是条形磁铁磁感线模型（以磁感线疏密来表示磁场强弱）。模型在理化生地学习中普遍存在，如水的电解模型、细胞结构模型、DNA结构模型、光学模型等。对此，教师可引导学生自己动手制作模型，如制作温度计模型；用乒乓球等材料来制作地球仪，以演示地球的运动；用泥土等材料来制作简单地形模型，并绘制简单的等高线地形图；用气球来模拟宇宙的膨胀；等等。这样，在促进学生理解和掌握科学方法的同时，也有助于提高学生的动手能力。 二、整合理化生地内容的策略
理化生地内容的整合，就是集整体的观念、全程的思想和整合的知识于一体，既有助于學生更好地理解和掌握科学知识，又能有效培养学生思维的深刻性和发展学生的科学素养。
1.整合理化生地知识，突破科学教学难点
不论科学中哪一方面内容，其相关现象和规律的解释都离不开其他学科知识的辅助，若缺乏相关学科的知识储备，学生将会遇到学习障碍，难以理解学习内容，从而导致对所学内容疑惑不解，进而形成认知矛盾，从而阻碍进一步获取新知。
例如，季风的形成，教材中仅这样表述：冬季，欧亚大陆气温低，太平洋气温高，风从中国大陆吹向太平洋；夏季，欧亚大陆气温高，太平洋气温低，风从太平洋吹向中国大陆。许多学生很难理解，只能死记硬背。为此，若能运用“比热容”这一物理知识进行解释，问题即可迎刃而解。如，冬季大陆为什么气温低？因为大陆沙石的比热容比海洋水小，根据公式[Q=cmΔt]，推得[Δt=Q/cm]，在Q、m相同的情况下，c越大，[Δt]反而小，从而可得出冬季大陆气温低的原因。冬季大陆气温低致使近地面的空气密度大，导致气压变大，而空气流动规律是从高压区流向低压区。又如，日食、月食等问题亦可用物理的光学知识轻松解决。
结合学生的“最近发展区”，根据教学难点内容，整合理化生地的相关内容，不仅有助于降低学习难度，还能有效激发学生的求知欲。
2.运用理化生地知识，解决科学实际问题
随着现代科技的发展，许多科学问题并不是纯粹的单学科问题，也不是靠单一学科知识就能解决的，需要发挥各学科的综合优势。认知心理学告诉我们，解决问题不仅要关心结果，关心问题解决的过程，还要关注解决问题的策略。联系理化生地知识，就是解决实际问题的一项优势策略。
例如，宋朝文学家范成大到海拔3700米的峨眉山旅游，他发现在山上“煮米不成饭”，于是认为是山上的泉水太寒冷所致，故有“万古冰雪之汁”之说。其实，究其原因是高原上气压低，水的沸点低，因此不容易煮熟食物。据此，也可解释为什么生活在高原上的人往往采用烧烤的方式来把食物烤熟，而不用水煮的方式。
又如，用“CaCO3 CO2 H2O=Ca（HCO3） 2”来解释石芽、石林、溶洞等喀斯特地貌的形成，用“Ca（HCO3） 2=CaCO3↓ H2O CO2↑”来解释钟乳石、石笋、石柱等喀斯特地貌的形成。而全球气候变暖的原因则可用物质守恒定律（碳元素守恒）来解释。
在科学教学中，引导学生综合运用理化生地知识解决问题，既可打破学生的思维定式，开拓学生的思路，培养学生的综合能力，也有助于培养学生思维的深刻性。
总之，科学作为一门综合性课程，要加强理化生地内容的整合，充分利用理化生地学科的优势和特点来帮助学生深入理解科学知识，同时有效促进学生对理化生地知识的巩固和应用，进而促使学科融合发展，焕发新的生机和活力，培养学生的综合能力，提升学生的核心素养。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 中华人民共和国教育部.义务教育初中科学课程标准[S].北京：北京师范大学出版社，2011.
[2] 欧阳浩波.浅谈生物科与物理、化学学科之间的联系和综合[J].中学生物教学， 2002（Z2）：18-20.
[3] 阎金铎.物理思维论[M].南宁：广西教育出版社，1996.
[4] 朱秀华.物理与相关学科的联系与有效整合策略[J].物理教学，2014（11）：38-39 30.
（责任编辑 黄春香）