高中“地理+生物”學(xué)科融合教學(xué)設(shè)計研究
——以“植被”一節(jié)為例

韓雅茹，趙繼敏，高梅香

(1.寧波大學(xué)教師教育學(xué)院，浙江寧波，315211；2. 寧波大學(xué)地理科學(xué)與旅游文化學(xué)院，浙江寧波，315211)

一、引言

學(xué)科融合是指在承認(rèn)學(xué)科差異的基礎(chǔ)上不斷打破學(xué)科邊界，促進(jìn)學(xué)科間相互滲透、交叉的活動。學(xué)科融合既是學(xué)科發(fā)展的趨勢，也是產(chǎn)生創(chuàng)新性成果的重要途徑。學(xué)科融合與我國新時代的教育理念相適配，對提高高中地理教學(xué)質(zhì)量、培養(yǎng)學(xué)生地理學(xué)科核心素養(yǎng)、實現(xiàn)立德樹人根本任務(wù)具有積極意義。

當(dāng)前，高中地理學(xué)科融合正處于快速發(fā)展階段，相關(guān)研究主要分為兩個方面。一是地理學(xué)科與多學(xué)科的融合研究，例如，以地理學(xué)科為核心，融合物理、化學(xué)、生物等學(xué)科，在校園環(huán)境中開展綜合性項目化實踐活動。[1]二是地理學(xué)科與某單一學(xué)科的融合研究，例如，地理與語文的學(xué)科融合——學(xué)生通過閱讀優(yōu)秀文學(xué)作品，形成正確的人地協(xié)調(diào)觀等。[2]然而，已有研究雖認(rèn)為地理與生物學(xué)科之間存在關(guān)聯(lián)性，但較少涉及高中地理與生物學(xué)科的融合教學(xué)。“地理+生物”學(xué)科融合研究，可以在補充高中地理學(xué)科融合研究的同時，為高中地理教學(xué)提供新的思路與方式。

二、背景

(一)學(xué)科融合的教育理念

《教育部關(guān)于全面深化課程改革 落實立德樹人根本任務(wù)的意見》提出，要增強整體性，強化各學(xué)段、相關(guān)學(xué)科縱向有效銜接和橫向協(xié)調(diào)配合。[3]《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》(以下簡稱高中地理課標(biāo))提出，要注重地理學(xué)科與其他學(xué)科的交融，做好地理課程的頂層設(shè)計。[4]《中國教育現(xiàn)代化2035》提到，推進(jìn)教育現(xiàn)代化的基本理念之一是注重融合發(fā)展。[5]因此，地理學(xué)科的發(fā)展要重視相鄰學(xué)科的交叉、融合與借鑒，如引入化學(xué)、物理、生物等學(xué)科的先進(jìn)現(xiàn)代技術(shù)。

(二)地理學(xué)科的綜合性

地理學(xué)科兼有自然科學(xué)和人文社會科學(xué)的性質(zhì)，在現(xiàn)代科學(xué)系統(tǒng)中具有重要地位，對解決人口、資源、環(huán)境和發(fā)展問題具有重要作用。地理學(xué)科有著與生態(tài)學(xué)、環(huán)境科學(xué)、資源科學(xué)等學(xué)科相同的研究對象，高中地理課程內(nèi)容涉及以上各個學(xué)科的知識。高中地理課程重視對學(xué)生環(huán)境修復(fù)、生態(tài)治理、污染防治等觀念的培養(yǎng)，以幫助學(xué)生形成地理學(xué)科核心素養(yǎng)，使學(xué)生能夠從地理的角度正確認(rèn)識人地關(guān)系，從而實現(xiàn)立德樹人的根本任務(wù)。高中地理可以融合多種學(xué)科進(jìn)行教學(xué)，例如，地理1的知識內(nèi)容與化學(xué)、物理、生物等理科類學(xué)科有明顯的關(guān)聯(lián)性，地理2的知識內(nèi)容與歷史、政治等文科類學(xué)科有明顯的關(guān)聯(lián)性。

(三)地理學(xué)科與生物學(xué)科的契合點

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》(以下簡稱高中生物課標(biāo))提出要注意學(xué)科間的聯(lián)系，指出生物學(xué)與人文社會學(xué)學(xué)科是相互影響、相互促進(jìn)的，并鼓勵教師充分利用學(xué)生的生活經(jīng)驗作為課程資源引入教學(xué)活動；而生物學(xué)科核心素養(yǎng)則強調(diào)樹立和踐行“綠水青山就是金山銀山”的理念，形成生態(tài)意識，參與環(huán)境保護實踐。[6]生物學(xué)科和地理學(xué)科在生物多樣性、環(huán)境問題、物質(zhì)遷移等概念上有重合之處，在學(xué)習(xí)方式上都重視以實驗、實踐的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，在核心素養(yǎng)培養(yǎng)方面都涉及生態(tài)意識、創(chuàng)新精神以及人地關(guān)系等關(guān)鍵詞。因此，無論是課程還是方法，地理學(xué)科與生物學(xué)科之間都有著密切聯(lián)系，二者的融合對學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)具有重要意義。

三、策略與原則

(一)策略

高中“地理+生物”學(xué)科融合要基于二者的學(xué)科特點，采取緊扣教材、把握課標(biāo)、選取案例等策略，如圖1所示。

1.緊扣教材

教材是學(xué)生知識獲取最直接的資源，也是知識最直接的呈現(xiàn)方式，對學(xué)生知識構(gòu)建起重要作用，也是教師進(jìn)行教學(xué)設(shè)計的直接依據(jù)，因此，高中“地理+生物”的學(xué)科融合離不開教材的再開發(fā)。[7]地理教材中有許多片段都直接或間接反映了生物現(xiàn)象或原理，生物教材中又對這部分知識進(jìn)行了較全面的講解，二者體現(xiàn)出相輔相成的關(guān)系。因此，“地理+生物”的學(xué)科融合要緊扣教材內(nèi)容，充分發(fā)揮教材輔助課堂的作用。

2.把握課標(biāo)

高中地理課標(biāo)是教師進(jìn)行教學(xué)設(shè)計的直接依據(jù)，是確保教學(xué)過程符合教學(xué)目標(biāo)的前提。[8]在選取相關(guān)生物知識點的片段后，教師應(yīng)結(jié)合高中地理課標(biāo)對生物教材的知識點進(jìn)一步加工處理，以符合培養(yǎng)學(xué)生地理學(xué)科核心素養(yǎng)的要求。之后，教師再結(jié)合案例對該部分知識進(jìn)行“地理+生物”的有機融合，服務(wù)于高中地理教學(xué)。

3.選取案例

在緊扣教材和把握課標(biāo)的基礎(chǔ)上，教師還應(yīng)結(jié)合恰當(dāng)?shù)陌咐M(jìn)行“地理+生物”的學(xué)科融合。案例應(yīng)能夠呈現(xiàn)地理與生物兩個學(xué)科的共同性，能夠在呈現(xiàn)生物學(xué)科知識背景的同時反映某地理思想或地理相關(guān)知識，從而做到打破學(xué)科之間的界限，做到真正的學(xué)科融合。

(二)原則

1.主體性原則

“地理+生物”學(xué)科融合要體現(xiàn)地理學(xué)科的主體地位。教師在截取生物教材的相關(guān)知識點片段后，要根據(jù)地理課標(biāo)對教材片段進(jìn)行再加工，目的是利用該部分內(nèi)容使學(xué)生對地理知識有更好的理解，培養(yǎng)學(xué)生的地理學(xué)科核心素養(yǎng)。

2.普適性原則

“地理+生物”學(xué)科融合的受眾群體應(yīng)盡可能為全體學(xué)生?！暗乩?生物”學(xué)科融合的目的是促進(jìn)全體學(xué)生利用生物知識更好地理解地理知識、解決地理問題，而不是僅限于一部分擅長地理學(xué)科和生物學(xué)科的學(xué)生進(jìn)行知識拓展。因此，教師不能一味尋求材料的新穎而忽視學(xué)生的接受能力，應(yīng)選擇適用于多數(shù)學(xué)生的材料。

3.豐富性原則

“地理+生物”學(xué)科融合作為一種新的教學(xué)模式，應(yīng)具備豐富的教學(xué)方式和教學(xué)內(nèi)容。[9]教師可將生物學(xué)科的教學(xué)方式引入地理課堂，例如，在地理課堂上引入“觀察土壤中的小動物”的生物實驗，讓學(xué)生通過實驗體會生物因素對成土過程的影響，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。教師還可將生物學(xué)科的教學(xué)內(nèi)容引入地理課堂，例如，讓學(xué)生觀看鰻鱺洄游路徑的相關(guān)視頻，使學(xué)生了解鰻鱺對水溫的感知能力，進(jìn)而直觀地理解洋流對生物資源的影響。

四、教學(xué)設(shè)計

(一) 關(guān)鍵路徑

本研究結(jié)合生物學(xué)科實驗研究的特點，充分發(fā)揮生物知識輔助地理教學(xué)的可能性，以人教版(2019年版)高中地理教材“植被”一節(jié)中的活動部分為例，按照上述“地理+生物”學(xué)科融合策略，在突出學(xué)生主體地位的前提下，對該部分知識進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，探索“地理+生物”學(xué)科融合的關(guān)鍵路徑，如圖2所示。

(二)教學(xué)目標(biāo)分析

高中地理課標(biāo)中對本節(jié)教學(xué)目標(biāo)的描述為：通過野外觀察或運用視頻、圖像，識別主要植被，描述其與自然環(huán)境的關(guān)系。[5]識別植被及其特征的目的是說明植被與環(huán)境的關(guān)系。由于植被類型復(fù)雜多樣，因此，教師在課堂教學(xué)中應(yīng)緊扣植被對自然環(huán)境的適應(yīng)和改造，選取學(xué)生相對熟悉的典型植被，并呈現(xiàn)相應(yīng)的圖片或視頻，幫助學(xué)生直觀感知，引導(dǎo)學(xué)生舉一反三，提高學(xué)習(xí)效率。

本研究選取板栗樹與茶樹兩種植物進(jìn)行案例分析。一方面，板栗樹與茶樹兩種植物比較貼近學(xué)生的生活，是學(xué)生相對熟悉的植被；另一方面，在真實情境中分析具體案例對培養(yǎng)學(xué)生的綜合思維、人地協(xié)調(diào)觀等地理學(xué)科核心素養(yǎng)有著重要作用。

(三)教學(xué)要點

1.以立體農(nóng)業(yè)為案例，導(dǎo)入貼近生活的地理

本案例選自人教版(2019年版)高中生物教材“活動窗”，以貼近學(xué)生生活的“板栗樹—茶樹結(jié)構(gòu)”為情境，引發(fā)學(xué)生對原理性問題進(jìn)行思考，同時將該案例作為鋪墊，更自然地引出“植被的垂直分層現(xiàn)象”這一知識點。

2.以生物概念為依托，講解科學(xué)直觀的地理

一方面，教師借助“原生演替”和“次生演替”兩個生物概念進(jìn)行講解，使學(xué)生從植被演化的角度直觀生動地體會植被的發(fā)展演化給自然地理環(huán)境帶來的翻天覆地的變化，從而理解植被對環(huán)境的改造作用；另一方面，教師以圖片或視頻的形式向?qū)W生展示火災(zāi)、洪水、人類活動破壞等因素對植被造成的破壞，以及漫長而艱難的森林次生演替過程，使學(xué)生明白自然植被恢復(fù)過程的難度，體會到自然環(huán)境的脆弱性，從而樹立正確的人地協(xié)調(diào)觀。

3.以生物知識為背景，探究豐富多面的地理

在分析板栗樹與茶樹的生物習(xí)性的基礎(chǔ)上，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步分析植被對地理環(huán)境中的土壤水分、無機鹽以及光照條件的適應(yīng)，即植被對地理環(huán)境的適應(yīng)性；同時，引導(dǎo)學(xué)生通過觀察地理環(huán)境分析植物的生長習(xí)性，即植被對地理環(huán)境的指示作用。

從生物習(xí)性來看，板栗樹是一種深根性樹種，根系發(fā)達(dá)且多集中在40—60厘米以內(nèi)的深度，呈水平分布，因此，板栗樹可以較好地利用較深層土壤的空氣、水分及無機鹽。茶樹作為一種灌木，其根系埋藏較淺，最深不超過35厘米。因此，在地下空間中，板栗樹與茶樹能夠在垂直方向上合理利用不同深度土壤中的空氣、水分、無機鹽等物質(zhì)。而從地上部分來看，成年板栗樹的高度較高，有3—4米，是一種喜光類植物，而成年茶樹只有一米左右的高度，屬于耐陰類植物。二者對光照的需求恰好互補，板栗樹在較高的高度接受充足的光照，其樹冠恰好可以為茶樹攔截一部分光照，使到達(dá)茶樹的光照減弱，保證茶樹較為蔭蔽的生長環(huán)境。也就是說，在地面以上，板栗樹與茶樹在垂直方向上合理利用不同高度的光照。

在講解“植被的垂直分層”后，教師可以適當(dāng)增加“植被的水平結(jié)構(gòu)”這一生物知識點，豐富“植被的空間結(jié)構(gòu)”這一知識點，一方面使學(xué)生形成完整的知識結(jié)構(gòu)，另一方面豐富學(xué)生描述地理問題的角度，如引導(dǎo)學(xué)生在綜合分析地形、土壤、光照等自然地理因素基礎(chǔ)上，從生物自身的生長特點以及人類活動的影響等生物角度進(jìn)行分析，從而培養(yǎng)綜合思維。

4.以生物拓展為延伸，探尋生動有趣的地理

課后探究環(huán)節(jié)可以將課堂延續(xù)到課后，是學(xué)生主動獲取知識的過程。在獨立收集資料的過程中，學(xué)生可以拓寬知識面；完成資料收集后，學(xué)生需要進(jìn)一步加工處理資料，并小組合作制作多媒體課件或視頻，這有利于培養(yǎng)提取信息、整理信息、分工合作的能力。

(四)教學(xué)過程

“植被”一節(jié)涉及“植被”“植被的垂直分層”“植被對環(huán)境的適應(yīng)性”等知識點，而生物教材中也對該部分知識進(jìn)行了說明，并涉及“群落”“群落的空間結(jié)構(gòu)”“原生演替”“次生演替”等概念與知識點，充分體現(xiàn)了地理與生物兩個學(xué)科的關(guān)聯(lián)性。以“立體農(nóng)業(yè)：板栗樹—茶樹結(jié)構(gòu)”為案例，結(jié)合生物教材中涉及的知識點，“植被”一節(jié)的教學(xué)設(shè)計如表1所示。

表1 “植被”一節(jié)的教學(xué)設(shè)計

五、結(jié)語

學(xué)科融合不僅是新時代人才發(fā)展的需要，也是未來人才培養(yǎng)的方向。本研究以“植被”一節(jié)為例探討高中“地理+生物”學(xué)科融合，提出了高中“地理+生物”學(xué)科融合的策略與原則，并以“立體農(nóng)業(yè)：板栗樹—茶樹結(jié)構(gòu)”為例進(jìn)行了教學(xué)設(shè)計。該教學(xué)設(shè)計可以引導(dǎo)學(xué)生從生物學(xué)科的角度進(jìn)行地理思考，在知識融合的同時強調(diào)不恰當(dāng)?shù)娜祟惢顒訉ψ匀画h(huán)境造成不利影響的危害性，對學(xué)生樹立正確的人地協(xié)調(diào)觀有著重要作用。