文章来源：董建军, 徐田敏.运用高中地理学和历史学情境进行跨学科学习的探索——以浙科版新教材必修2第5章“生物的进化”为例[J]. 生物学通报, 2022, 57(11): 36-39.

编者按

高中各学科间存在耦合系统和协同效应，通过学科间同主题有逻辑关联的知识交流、讨论、共享和互通，可增强学科间教学的协同性，促进学生核心素养的发展。本刊2022年第11期刊发的《运用高中地理学和历史学情境进行跨学科学习的探索 ——以浙科版新教材必修2第5章“生物的进化”为例》一文，以“生物多样性为人类生存提供资源和适宜环境”等内容为例，运用高中地理学和历史学情境，进行跨学科情境的教学设计，以促进跨学科教学理念的落地，全面发展学生的生物学学科核心素养，是一篇很好的跨学科实践类文章，本期荐读。

运用高中地理学和历史学情境进行跨学科学习的探索——以浙科版新教材必修2第5章“生物的进化”为例

董建军（平湖杭州湾实验学校）

徐田敏（临沂临港经济开发区第一中学）

摘要

高中阶段的分科教学不利于学生合理知识结构的形成和综合育人目标的达成。为促进生物学和人文社会学科间的横向联系，帮助学生理解科学的本质和跨学科的概念，本文尝试以“生物多样性为人类生存提供资源和适宜环境”等内容为例，进行跨学科情境的教学设计，并运用高中地理学和历史学情境，对浙科版新教材必修 2 第５章“生物的进化”的跨学科情境的运用提出建议,以促进跨学科教学理念的落地，全面发展学生的生物学学科核心素养。

关键词

高中地理学 高中历史学 跨学科情境教学 生物的进化

高中各学科间存在耦合系统和协同效应，通过学科间同主题有逻辑关联的知识交流、讨论、共享和互通，可增强学科间教学的协同性，促进学生核心素养的发展。高中地理学和历史学在化石、生物演化、地质演化和环境保护等内容，与浙科版新教材必修2第5章“生物的进化”存在学科间共通概念，且在学科核心素养方面存在交叉。

本文以学科间共通概念为纽带，采用高中地理学和历史学等跨学科情境，对“生物的进化”章节中“丰富多样的现存物种来自共同祖先”“自然选择导致适应”和“生物多样性为人类生存提供资源和适宜环境”进行教学应用，促进学生生物学学科核心素养的发展。

1. 跨学科教学情境应用

- 以“生物多样性为人类生存提供资源和适宜环境”一节为例-

利用人教版《地理学》新教材第二册第5章“人类面临的主要环境问题”和选择性必修2第2章“区域发展的自然环境基础”“不同尺度地区环境问题的分布”“人类环境宣言”等几节的情境资源，该部分内容情境见表 1。

在“生物多样性为人类生存提供资源和适宜环境”一节教学设计中，对跨学科情境进行应用举例。

1.1 教材分析

“生物多样性为人类生存提供资源和适宜环境”是浙教版《遗传与进化》第5章第3节的内容，主要包括“生物多样性包括物种多样性、遗传多样性以及生态系统多样性”“人类的生存和发展受益于生物多样性”和“人类活动会影响生物多样性，生物多样性也会影响人类生存”3 个部分。这部分知识与人类的生产生活密切相关，引导学生明确生物多样性及与人类的关系，以及如何合理正确地利用生物多样性资源。

1.2 教学目标

1）举例说出生物多样性的类型及保护措施；

2）根据事实和证据，说出人类与生物多样性的关系；

3）依据提供的资料，认同人类的生存和发展需要建立在保护生物多样性的基础上。

1.3 教学过程

导入新课，引入生物多样性。教师给各小组分发表1中的情境1环境污染前后的相关图片，提出问题：为什么人类发展会对环境造成这么严重的影响？这种影响会不会反噬于人类？强烈的前后对比给学生以深刻的视觉震撼，带着问题进入本节内容的学习，激发学生学习动机。

展示教材图 5~7、图 5~10，以及 3 种不同的生态系统图，加深学生对生物多样性概念的认识，并在此基础上，利用手中的资料，以小组为单位，将上述图片按照以下标准进行分类：哪些行为属于对基因多样性的破坏？哪些属于对物种多样性的破坏？哪些属于对生态系统多样性的破坏？学生对图片的正确分类能体现学生对生物多样性概念的掌握程度。

丰富的资料引导学生深入主题。给学生提供资料：李时珍《本草纲目》部分内容；海鲜大餐菜单；雷达原理和海豚；一幅山水画；湿地的类型和功能表；杂交水稻历史材料。学生阅读材料，提取有效信息，为“人类生存和发展受益于生物多样性”这一结论提供佐证。丰富美好的阅读体验和之前的环境污染图形成强烈对比，使学生印象深刻。

以小组为单位，分析表1中情境1资料中环境问题及其产生的原因，并填写在预先设置好的表格中。引导学生对产生上述问题的原因进行归纳和概括，体会人类活动和生物多样性是相互影响的，并激起学生对环境保护和人类命运共同体的情感共鸣，形成参与生物多样性保护和环境保护的强烈意愿。

视频形式展示表2中情境2；学生观看视频，说出自己的见解并提出更多举措，小组成员记录。调动学生积极参与的热情，将学生参与环保的强烈意愿转化为行动，促进学生从自我做起，主动倡导人与自然和谐相处，进行社区生物多样性保护和绿色家庭、绿色学校、绿色社区等行动实践。

1.4 学科互通

情境1旨在培育地理学区域认知、综合思维、人地协调观，其与生物学共通概念是“关注日益严重的环境问题，在对自然资源的归纳和概括基础上，总结自然资源枯竭的几个原因；归纳和总结生物多样性的内涵、自我调节能力”。情境2旨在培育地理学区域认知、地理实践力，其与生物学共通概念是“根据自然资源条件与区域发展的关系，归纳综合治理措施的一般方法。”本部分利用跨学科情境，在引导学生归纳自然资源枯竭的原因基础上，激起学生对环境保护的情感共鸣，学生在自主归纳综合治理措施的方法基础上，将环保意愿转化为实际行动。

2. 地理学跨学科教学情境举例

利用人教版《地理学》新教材第一册第1章第3节《地球的历史》的情境去佐证丰富多样的现存物种来自共同祖先，该部分内容情境见表 2。

情境1旨在培育地理学区域认知、树立人地和谐相处的观念，其与生物学共通概念是“描述地球上的生物经历的变化过程、古生物面貌”。该情境向学生展示地球在远古时代存在丰富多样的物种，认同地球是人类唯一的家园。随后提出问题：这些物种是否都灭绝了？他们的基因和性状有没有流传到现代？

情境2旨在培育地理综合思维和实践力，其与生物学共通概念是“能够通过实证总结出地层层序律，重建古地理环境，总结出生物从简单到复杂、从水生到陆生、从低级到高级的基本进化规律”。该情境通过展示不同地层中含有的不同化石，为生物的层层演化提供证据，为生物之间存在遗传关系提供科学依据，培育学生要利用唯物辩证的科学思维，建立生物是在不断适应环境过程中进化的观念。

情境3旨在培育地理学区域认知、地理实践力 ，其与生物学共通概念是“ 实证并体会地理隔离是确实存在的一个事实，是导致物种多样性的原因之一，体验达尔文进化理论的正确性”。达尔文进化理论为生物具有共同的祖先提供了解释的模板，其理论形成的重要条件就是隔离。该情境通过展示地壳变化过程，将原本在一个区域的生物被迫隔离的情景形象生动地表示出来，引导学生在此基础上对隔离可导致物种形成进行阐述，并构建生物进化的有关模型。

通过合理安排“地球的历史”的情境脉络，发展学生模型构建能力，构建结构与功能观、进化与适应观。

3. 历史学跨学科教学情境举例

人教版《历史学》新教材选修5“人类进化的历程”和“人类起源在何方”2 节中部分知识结构，可与浙科版《生物学》旧教材“适应是自然选择的结果”一节内容相互渗透和整合。现利用该部分历史学情境资源进行跨学科教学。

情境1：关于人类最早起源地曾经流行多个假说，比如“陆上说”“美洲说”“欧洲说”（1823—1925年发现人骨 116 个，但亚非更早古人类化石的出土动摇其地位）、“亚洲说”（以化石为依据，较长时期占主导地位）、“非洲说”（达尔文最早提出，缺乏证据遭到质疑，1992年后非洲说占据优势）和“海上说”。1960年，英国人类学家哈代提出，人类起源于海猿。“海猿说”的提出主要针对了“陆地说”无法解决的缺环问题，在 400~800万年前这段从猿到人的非常重要的时期，却没有发现任何化石，“海猿说”应运而生。第一，它能解释人类所具有的不同于其他灵长类动物的外表特征。如人类皮肤光滑裸露，体毛消失，富有皮下脂肪，而现在生活在地球上的人类近亲灵长类都是全身披着长毛的动物。第二，它能说明人类与海洋生物在生理习性上的诸多相似的地方。如人类分泌的泪液排出盐分，靠出汗调节体温等。第三，从人类的行为看，人类是游泳能手，初生的婴儿具有很好的游泳能力，这些可能是人类的祖先曾经生活在海洋中而留下的一种返祖现象。

不同假说存在其特有的合理性。对历史上出现的假说进行判断假设，对假说中提出的证据进行真伪辨析，不仅激发学生主动探究的热情和好奇心，更能培育学生形成辩证的历史唯物主义观和尊重事实证据、崇尚严谨务实的求知态度，促进科学思维的形成。在对“海猿说”的辩论过程中，培养了学生明辨是非的能力，更引导学生从比较解剖学角度，对人类来自共同的祖先产生深刻的认识。

情境2：离开树枝的南方古猿，为何选择直立行走？有学者提出“迁徙节能假说”，依据是同里程的能量消耗，黑猩猩的耗能是人类的 4 倍。你还认为由哪些原因导致南方古猿直立行走？能人进化基本逻辑则是先有基因突变再有环境选择。一个突变出现以后能不能被环境筛选出来，要看这一突变的个体是否有更大的可能繁衍自己的后代。

问题式情境能引发学生思考，培养发散思维。学生要对南方古猿直立行走进行解释，就需要利用结构与功能观、物质与能量观，分析相应的支持结构和能量来源，同时引导学生提出多种假设，多角度思考同一个现象背后的科学原理。运用进化与适应观对“能人进化的基本逻辑”背后的科学理论进行解说，通过举例说明可遗传变异（基因突变、染色体畸变）将赋予某些个体特定优势性状，增加环境中的生存和繁殖优势及所占比例。运用“自然选择学说”解释生物进化过程中有利变异的积累，促进生物更好地适应特定生存环境的结果，从而促进学生在应用知识解决问题的过程中，形成归纳与概括、演绎与推理等科学思维素养以及进化与适应观。

情境3：多地区起源说认为现代人类是由各个地区的直立人单独进化而来，欧亚非都是现代人类的起源地。优点：能解释不同地区的人种差异。缺点：不能证明不同时期的连续性化石之间的直接遗传关系。单一地区起源说认为现代人类有共同的祖先，都来自一个地方。如占主流的“非洲起源说”认为，大约在 7~5 万年前，晚期智人开始走出非洲，迁徙到世界各地。

该情境通过展示多地区起源说的优点和缺点，培养学生不能利用单一线性思维思考问题，而应利用批判性思维，对出现的问题或假说进行正确地评价，审慎做出合理的判断，并根据情况及时调整思维方向。

情境4：今天全世界所有男性的 Y 染色体，可以追溯到距今 12~15.6 万年前旧石器时代 1 位男性 Y 染色体亚当。当今世界所有女性的基因都可以追溯到 9.9~14.8 万年前的 1 位旧石器时代女性X 染色体夏娃。从基因证据来看，在距今大约 7万年前，一个很小的智人团体穿过红海的曼德海峡，从东非的吉布提到达阿拉伯半岛的也门。他们有着更先进的技术以及更卓越的语言功能。因为物质匮乏，他们一路东行，在今天的中东地区分道扬镳，一部分掉头西北去了欧洲，一部分继续向东到印度。逐渐告别物质匮乏的我们未来的进化可能会怎样？利用群体遗传学和分子遗传学的技术手段是揭示人类起源与进化规律的有力工具。目前，母体线粒体 DNA 和 Y 染色体DNA（Y-DNA）以及常染色体的若干多态性位点等在研究中被广泛应用，并取得了令人瞩目的成果。同位素分析可以确定人类的食性和迁徙，假说的证实还有赖于计算机技术的发展。

亚当和夏娃一直被认为是神话故事，基因证据的出现，使这段故事有证可寻。现代生物学技术可为人类溯源服务，细胞生物学和分子生物学通过当今生物在基因方面具有的共同特征，为人类进化史提供科学证据。现代同位素标记技术和计算机分析技术的应用，在提升学生综合运用知识能力的同时，促进了 STEM 思维的发展。人类祖先为了生存繁殖而拼搏奋斗、不畏艰险的精神品质，在这个已经告别物质匮乏的年代，值得深思。引导学生敬畏生命，珍惜当下来之不易的幸福生活，并主动向他人宣传关爱生命的理念，利用以上历史学情境资源，可发展学生的科学探究素养，加强归纳与概括、演绎与推理、发散性等科学思维的培育，促进形成进化与适应观、结构与功能观、物质与能量观以及健康生活、关爱生命的价值观。

本研究发现，利用高中地理学和历史学的部分情境进行跨学科生物学教学，既能增强学科间教学的协同性，又能激发学生的好奇心和学习兴趣，强化学生对生物学基础知识的认知和理解，理解科学的本质和思想方法，全面发展学生的生物学学科核心素养。