摘 要：随着党的十八大将生态文明建设纳入中国特色社会主义事业“五位一体”总体布局中，培育生态文明素养的重要性愈发凸显。文章基于《义务教育生物学课程标准（2022 年版）》的跨学科教学要求，以“生物多样性及其保护”单元教学为例，选取“云南哀牢山”为主线情境创设地理背景，将生物学科与地理学科融合，探讨在初中生物学科教学中融入地理学知识的有效途径，旨在培养学生的跨学科思维和实践能力，以期达到跨学科教育的目的。

关键词：跨学科教学；情境创设；“生物多样性及其保护”；云南哀牢山

中图分类号：G 文献标识码：A 文章编号：450102049（2025）09EM-0064-04

《义务教育生物学课程标准（2022 年版）》（下文简称“新课标”）强调，开展跨学科融合教学是义务教育生物学课程改革取得新进展的重要标志［1］。也就是说，教师在教学过程中应有意识、有步骤地融合其他学科的知识点、技术手段和研究方法，解决生物学领域的相关问题，培养学生运用跨学科知识解决生物学问题的思维和能力。而随着党的十八大将生态文明建设纳入中国特色社会主义事业“五位一体”总体布局中，培育生态文明素养的重要性愈发凸显。考虑到生态文明教育在实施过程中必须让学生认识生物多样性的概念、层次和价值并积极参与生物多样性保护，“生物多样性及其保护”也就成为生态文明教育的重要内容之一。基于此，本文“以生物多样性及其保护”单元复习为例，基于社会发展和生态文明建设的热点与初中生物和地理学科的教学内容的契合性［2］，以“云南哀牢山”为主线情境，挖掘生物学科与地理学科在生态文明素养培养中的关联性，进行跨学科教学探索。

一、基于学科关联性设计跨学科教学思路

（一）生物学科与地理学科的关联性

生物学科的“态度责任”素养要求学生从生命科学维度建构认知基础，通过理解生态规律培育科学态度，借助生命共同体意识培养伦理责任；地理学科核心素养之一“人地协调观”是指人们对人类活动与地理环境之间的关系秉持的正确价值观［3］，其要求立足空间认知维度，通过分析人地关系培养学生正确的价值观，依托区域环境问题提升学生实践能力。前者聚焦生态系统运行机理，后者关注人类活动空间影响，两者共同指向“认知深化—价值认同—行为养成”的育人目标，为青少年生物多样性保护意识的立体化培养提供了跨学科整合路径。在此背景下，将生物学与地理学融合，以“云南哀牢山”为主线情境，围绕该主线分设子情境，能够让学生深刻认识到生物与环境之间的相互作用，从多角度认识生物多样性的重要性，初步培养科学探究和跨学科实践能力，学会分析并解决真实情境中的生物学问题。

（二）跨学科教学设计思路

初中阶段“生物多样性及其保护”内容包括根据生物特征进行分类、认识生物多样性和保护生物多样性三个层次内容。以跨学科教学的方式从微观到宏观的角度深度剖析，精心创设教学情境，设计教学流程（见图1），借助层层递进的问题链，促使学生运用跨学科知识，理解生物多样性的内涵和价值、理解生态文明本质。

二、基于学情构建跨学科知识结构

按照皮亚杰关于个体智力发展年龄阶段的划分，初中阶段学生的主要思维特点是从具体形象转向抽象逻辑，具有良好的可塑性，在头脑中可以把事物的形式和内容分开，可以利用语言文字在头脑中进行想象和思考，甚至可以根据概念、假设等为前提进行假设演绎推理、得出结论。这些思维特征，为他们学习跨学科知识提供了可能性。这个阶段是青少年汲取知识以及树立正确人生观、世界观、价值观的关键时期，学生的认知能力在快速发展，好奇心强，对探索自然界和生物现象表现出浓厚的兴趣，更乐于通过不同学科的融合来开阔视野、增长见闻，通过学习各学科知识来认知生命、科学。这为学生从多角度认识生物的多样性提供了坚实的基础，从而促使他们能够在跨学科的视角下，深入理解生物与环境的相互依存关系，使他们在日常生活中自觉践行环保行为，积极参与生态保护活动，为维护地球生态平衡贡献自己的力量。

图1 跨学科案例设计思路图

八年级的学生初步具备从图文资料中获取信息、判断特定地理环境的气候和浅层分析地理要素空间分布的能力；在心理特征方面，他们已基本具备合作探究和知识迁移的能力。因此，“生物多样性及其保护”跨学科教学可以从三个层次融合跨学科知识（见图 2），基于学情构建跨学科知识结构。

三、基于地理情境探索跨学科教学

（一）主情境— —哀牢山自然保护区

主情境选自云南哀牢山，主要依据：一是其具有多样的山地气候，天然区内保存着同纬度带规模最大、结构最完整的中山湿性常绿阔叶林生态系统（天然林覆盖率 71% ），是最为原始、人为干扰小、稳定而完整的自然生态系统；二是其海拔梯度跨越2080 至3165 米，形成典型山地垂直气候带，亚热带季风影响下年均温 11.7^∘C ，年降水量1881.5毫米，呈现“低温高湿”特征；三是作为西黑冠长臂猿等濒危物种的核心栖息地，其特殊的水热组合与立体气候孕育了独特的多样性生物。基于上述基本信息建立地理背景，指导学生通过地图判读哀牢山地理坐标与地形区位，综合分析该区域整体气候特征的形成逻辑，为后面以哀牢山为背景、围绕情境主线创设一系列相关的子情境、复习“生物的多样性及其保护”的三个层次（根据生物特征进行分类、认识生物多样性和保护生物多样性）的跨学科内容奠定基础。

（二）子情境——哀牢山生物种类多样性研究

1. 子情境一：哀牢山的“树冠精灵”——根据生物特征进行分类

西黑冠长臂猿是亚洲独有的四大类人猿之一，被世界自然保护联（IUCN）红色名录列为极度濒危物种。哀牢山新平县辖区是世界上西黑冠长臂猿种群数量最多、分布最集中的区域。千百年来，这些“树冠精灵”身姿灵巧地穿梭在这片秘境中繁衍生息。为了解哀牢山地区西黑冠长臂猿分布与海拔高度的关系，科学家调查并计算了哀牢山各个海拔段西黑冠长臂猿群体数量（群）（见图3）［4］。

问题：根据给定的生物——西黑冠长臂猿，回忆旧知，依据有无脊椎、生殖方式等一定的特征进行分类，并分析哀牢山地区西黑冠长臂猿的分布与海拔高度的关系，探讨地理环境因素和人类活动如何共同影响西黑冠长臂猿的数量和分布，以及这些因素如何影响生物多样性的维护。

设计意图：在学生掌握关于生物分类和脊椎动物适应性特征的基础上进行跨学科的实际应用。根据图3结合新平辖区内哀牢山地势北高南低，引导学生理解该地区西黑冠长臂猿分布的海拔也呈现出类似的趋势，以及如何通过分析哀牢山的地形、气候等地理特征预测和解释其分布趋势；启发学生探究西黑冠长臂猿栖息地分布与海拔、植被类型的耦合关系，进而建立“地形对气候的影响—常绿阔叶林分布—灵长类生境选择”的生态地理关联模型，最终推导出“人类干扰导致的森林破碎化是威胁该物种生存的核心因素”。这一跨学科实践帮助学生认识到森林砍伐等人为活动对长臂猿栖息地的影响，增强他们保护生物多样性的意识，促使他们思考如何通过可持续的方式与自然和谐共存。

图3 西黑冠长臂猿分布与海拔高度的关系

2. 子情境二：哀牢山的森林之谜——认识生物种类多样性

研究哀牢山的常绿阔叶林这个地区的树木分布和多样性格局，发现中山湿性常绿阔叶林的物种数量要显著高于半湿润常绿阔叶林。

问题：分析哀牢山中山湿性常绿阔叶林与半湿润常绿阔叶林的物种多样性差异，并探讨这些差异背后的生态和地理因素。

设计意图：本活动旨在让学生在学习完生物物种种类多样性概念的基础上，基于他们对生态因素影响生物生活和分布的理解，通过小组合作的方式，探讨不同地理环境特征如何塑造生物种类多样性。学生研究哀牢山中山湿性常绿阔叶林与半湿润常绿阔叶林的环境条件，如气温、降水量和海拔，以及这些条件如何影响植物物种的分布和数量；分析高海拔地区凉爽湿润的气候和丰富的降水如何促进物种多样性，学习如何将地理知识应用于生物多样性的研究中，加深对生物种类多样性的认识。教师引导学生思考和讨论，帮助他们发展跨学科分析和解决问题的技能，同时培养他们的团队合作精神。通过以上学习体验加深学生对“地球上的生物是极其丰富的，也是多种多样的，而我国是生物种类最丰富的国家之一”的认识，鼓励他们探索自然环境与生物之间的复杂的相互作用。

3. 子情境三：哀牢山厚皮香的性状变化——探究基因多样性与环境因素的影响

在哀牢山的中山湿性常绿阔叶林中，厚皮香（Ternstroemia gymnanthera）是一种重要的常绿树种，在不同的海拔皆有分布。哀牢山的气候和地理特征为厚皮香提供了多样的生长环境，导致其在不同海拔高度的性状表现出显著差异。例如，随着海拔的升高，厚皮香的生长速度和形态可能会发生变化。

问题：造成厚皮香性状出现差异的直接原因和根本原因是什么？厚皮香性状出现的差异其基因是否有所不同？

设计意图：回忆旧知，引导学生探究地形、气候等地理因素对厚皮香的生长速度和形态的影响。要求学生以小组为单位探讨紫外线强度、二氧化碳浓度以及地理环境特征如何共同影响植物生长速度和形态等特征，高海拔寒冷环境迫使植物“牺牲”生长速度、增厚叶片以减少热量流失，由此联想能否通过基因技术将这种抗逆性转移到农作物中。这一过程从地理环境观察到生物适应性解析，最终指向人类生产实践，在动手实践中自然贯通跨学科逻辑与合作探究能力。通过这样的跨学科学习加深学生对生物学和地理知识的理解，培养他们分析和解决复杂环境问题的能力，为进一步学习生物与环境相关课程奠定基础。

4. 子情境四：金山丫口的生态守护——保护生态系统多样性

每年，数十亿只候鸟为了生存和繁衍，进行着跨越洲际的迁徙。其中，8 条迁徙路线有3 条经过我国，有的候鸟迁徙距离甚至达到2万公里。这种壮观的迁徙景象是世界上最令人震撼的自然奇观之一。候鸟年复一年地沿着固定的路线迁徙，形成了所谓的“鸟道”。新平县哀牢山的金山丫口便是滇中地区著名的鸟道之一。然而，在从茶马古道到金山丫口的这段公路上，频繁发生候鸟因趋光性而迎向灯光撞车的事件。光污染不仅会导致大量夜行候鸟因碰撞而死亡，还会使它们在迁徙过程中迷失方向。

问题：分析金山丫口的地理特征如何为候鸟迁徙提供了便利条件，并讨论在这一区域实施光污染控制措施以减少候鸟撞车事件的可行性和潜在方法。

设计意图：本情境的设计目的在于激发学生运用他们所掌握的地理和生物学知识，深入探究金山丫口成为候鸟迁徙通道的原因。具体来说，学生将分析地形、气候对鸟类迁徙的影响，同时考察鸟类的飞行适应性以及光污染如何改变鸟类行为。他们需要考虑基于金山丫口的地形特点如何降低候鸟翻越哀牢山的难度，并探讨如何通过减少光污染保护候鸟的迁徙。这一跨学科的探究加深了学生对生物多样性的重要性的认识，使他们意识到人类活动对自然环境的影响。通过学习设计和实施保护措施，例如建立观察哨所和调整夜间照明，学生能够在实践中提高解决环境问题的能力。这些活动培养了学生的环保意识和跨学科思维，且通过金山丫口这一窗口加深了对我国云南、玉溪在全球生物多样性保护中的角色和贡献的理解，进一步认识到我国拥有多种类型的生态系统，以及当生态系统发生剧烈变化时，生物种类的多样性和基因多样性也会加速丧失。

5. 子情境五：哀牢山生物多样性监测——红外相机技术的应用

中国科学院生态研究团队通过布设红外相机网络，对西黑冠长臂猿等大中型兽类及林下活动鸟类进行系统性观测。该技术旨在无人值守状态下，通过感应野生动物体温或动作触发拍摄自动获取动物活动影像，实现24小时全天候监测，为生态研究提供直观的物种分布与行为数据，为评估物种分布、揭示栖息地需求提供科学影像证据，直接支撑生物多样性保护决策。

问题：分析哀牢山地区中山湿性常绿阔叶林中红外相机监测结果，探讨哪些生态和地理因素共同影响着大中型兽类和林下活动鸟类的分布，并评估人类活动对这些物种分布的可能影响。

设计意图：本设计旨在让学生结合生物多样性及其价值的知识点，深入理解生态因素如食物资源、温度、光照、降雨和湿度等对野生动物分布的影响。同时，通过地理学视角，学生将探讨地形、海拔和植被等地理特征如何与生态因素相互作用，共同塑造动物的栖息地和活动模式。此外，红外相机技术的应用，促进学生理解科学技术在生态研究中的应用。通过这种跨学科的实践，学生将学习如何综合运用生物学、地理学以及STEM（科学、技术、工程和数学）领域的知识，设计解决方案以应对野生动物保护中的现实挑战，从而培养他们的创新思维和问题解决能力。这样的学习体验有助于学生认识到保护生物多样性的重要性，激发他们对生态保护和可持续发展的兴趣。

四、基于多维度实施跨学科教学评价

跨学科融合教学要突破传统纸笔测试的局限，构建“知识应用 + 实践创新”的双维评价体系，不仅考查学生对地理和生物学基础知识的理解，还重点评估他们在解决跨学科问题、创新思维和团队合作等方面的表现（见表1）。

表1 跨学科融合教学评价体系

综上所述，跨学科教学对学生的全面发展至关重要，将生物学教学与地理情境相结合，能够充分发挥学生的学习主动性，达成生命科学学科核心素养中的“社会责任”和地理学科课程标准中的“综合思维”理念等核心素养培养目标，符合新时代背景下教育改革与发展的要求。

参考文献

［1］中华人民共和国教育部.义务教育生物学课程标准（2022 年版）［M］. 北京：北京师范大学出版社，2022.

［2］徐迪，倪娟. 基于生态文明教育的初中生物和地理跨学科教学设计：以“人体中的微塑料”为例［J］.中学教学参考，2022（35）.

［3］中华人民共和国教育部.义务教育地理课程标准（2022 年版）［M］. 北京：北京师范大学出版社，2022.

［4］李国松，杨显明，张宏雨，等. 云南新平哀牢山西黑冠长臂猿分布与群体数量［J］. 动物学研究，2011（6）.

（责编 罗汝君）