運用整體性思想指導高中地理課堂教學

廣東省廣州市番禺區洛溪新城中學 （511431） 陳家富

運用整體性思想指導高中地理課堂教學

廣東省廣州市番禺區洛溪新城中學 （511431） 陳家富

在高中地理必修一的教學中，地球運動、天氣氣候等地理概念和規律是對地理現象和信息的一種高度概括，其建立過程，是一種對地理現象中所蘊涵的本質特征的感悟。學生要想掌握相關概念和規律，就需要從全面的整體的角度“調動和運用各種知識”去剖析表面現象，解讀有用信息，理解知識本質。下面以人教版普通高中課程標準實驗教材地理必修一第二章《地球上的大氣》中的“熱力環流”教學為例，說明在建構主義思想指導下，如何運用整體性思想進行相關教學設計和教學實施。

一、前引后聯——從整體性思想角度認識熱力環流的形成過程與所涉及的相關知識內容的聯系。

熱力環流：由于地面冷熱不均而形成的空氣環流，稱為熱力環流。它是大氣運動的一種最簡單的形式。

其形成的根本原因是：太陽輻射的緯度分布不均，造成高低緯度間的溫度差異，從而引起大氣運動。

其形成過程為：受熱地區大氣膨脹上升，近地面形成低氣壓，而高空形成高氣壓；受冷地區相反，從而在近地面和高空的水平面上形成了氣壓差，促使大氣的水平運動，形成高低空的熱力環流。如圖1所示：

圖1 熱力環流示意圖

從熱力環流的概念和形成過程可以看到其涉及的相關內容有：

1. 初中物理所涉及的大氣壓強、大氣密度及熱脹冷縮性質。這是熱力環流教學的基礎，要求老師能深刻理解并在課堂教學中引導學生回顧，打下熱力環流形成的學習基礎。

2. 地球運動中太陽輻射在地球表面各緯度的分布規律。太陽輻射的緯度分布不均導致地面各緯度冷熱不均，導致近地面空氣的受熱不均，這是大氣熱脹冷縮的運動基礎。而低緯熱高緯冷又是后面大氣環流中三圈環流氣壓帶、風帶形成的基礎。

3. 熱力環流形成過程。近地面空氣的受熱不均加上氣體熱脹冷縮，引起近地面空氣受熱上升或冷卻下沉運動，從而引起高低空同一高度大氣密度發生變化。近地面熱的地方空氣受熱膨脹上升，于是上空相同高度處，熱地方單位面積空氣柱重量（即氣壓）大；冷處收縮下沉，相應高空氣壓低。近地面熱處氣流流失后，整個空氣柱減輕，地面形成低壓，冷處則形成高壓。這樣一來，在同一水平面上出現氣壓差。

同一水平面上高氣壓處空氣密度大而低氣壓處空氣密度小，空氣具有流動性，會從高氣壓處流向低氣壓處，所以高空形成熱→冷的氣流，近地面形成冷→熱的氣流。

概括起來：地面冷熱不均→大氣垂直上升或下沉→同一水平面氣壓差異→大氣水平流動。其形成過程到出現環流結果是一個整體，從整體性角度加以教學，學生不難理解和掌握。

4. 在熱力環流教學中要明確指出：水平面上大氣從高壓流向低壓就是我們平常所說的風。這樣既為風向判斷打下基礎，也為大氣環流中氣壓帶、風帶的形成埋下伏筆。

5. 結合等壓面（將氣壓相等的點連成的面）的變化，如下圖所示：高壓向高處拱，低壓向低處凹。這樣的形象示意有助于后面教學中出現的高壓脊、低壓槽的理解。

圖2 高壓（脊）和低壓（槽）剖面示意圖

二、妙解案例——從整體性教學思想出發把握好熱力環流在生活中的案例體現。

熱力環流在現實生活中存在較為廣泛，例如山谷風、海陸風、城市風等都是熱力環流的具體體現。

1. 熱力環流與城市規劃。雖然課本中也點到了城市與郊區之間可能形成熱力環流，但很多老師往往選擇“忽略”或一筆帶過。其實在教學中要加以舉例分析，一方面幫助學生加深熱力環流知識的理解應用，另一方面這一內容和人教版高中地理必修二中城市功能區及城市規劃等相關內容關系密切。城市內部由于人類活動排放大量余熱，與郊區相比呈現“熱島效應”。城市與郊區之間會形成熱力環流，為保護城市大氣環境，在城市規劃時，要研究城市風的下沉距離。一方面將大氣污染嚴重的工業布局在城市風下沉距離之外，以避免工廠排放的污染物流向城區加重城區大氣污染；另一方面，應將工業衛星城建在城市風環流之外，以避免相互污染，從而達到合理規劃城市發展的目的。

2. 海陸風與季風環流。關于海陸風：由于海洋比熱容比陸地大，所以白天陸地升溫快，氣溫高，海洋氣溫低，海陸間形成熱力環流，吹海風，夜晚相反，吹陸風。在此基礎上若加以引申，若將晝夜對比冬夏季，那么冬夏季海陸之間的氣溫、氣壓和風又會怎樣變化？這樣很容易讓學生理解和掌握后面將要學習的重點內容：北半球（亞歐大陸）冬夏季氣壓中心的形成和季風氣候的形成。

3. 利用山谷風解釋“巴山夜雨”，解讀諸如《三國演義》中“火燒上方谷”等故事中的降水的形成。這樣的教學既能吸引學生，更能加深學生對上升氣流易成云致雨的理解。

三、乘勝追擊——從整體性思想角度拓展對熱力環流的深層次理解運用。

1. 抽取熱力環流中高低氣壓形成的實質：地面氣流垂直上升的地方形成低氣壓，氣流下沉的地方形成高氣壓。這既方便學生簡潔掌握高低氣壓形成的本質，更有助于后面氣壓帶、風帶中動力型氣壓帶形成的理解和教學：副熱帶高氣壓帶是因為高空西風導致空氣堆積下沉形成，而副極地低氣壓帶是因為冷、暖氣流相遇抬升而成。否則學生對為什么較熱的副熱帶形成高氣壓帶而較冷的副極地形成低氣壓帶總會迷惑不解，越想越糊涂。

2. 熱力環流與天氣狀況。《地球上的大氣》一章的知識最終落腳點是天氣和氣候，熱力環流的學習是為天氣和氣候學習做知識和理解的鋪墊，所以在熱力環流教學過程中最好引伸到對天氣的影響。結合飽和空氣最大能容納的水汽含量示意圖（如圖3所示），可以發現隨著氣溫的降低，空氣中能容納的水汽逐漸減少。而氣溫是隨海拔高度升高而逐漸降低的。所以在熱力環流中，低壓處隨海拔升高，上升氣流中的水汽可能成云致雨，而高壓下沉氣溫則增溫而不易成云致雨。

圖3 空氣最大可能容納的水汽含量示意圖

在此基礎上將熱力環流圖轉化成如圖4所示的環流與天氣示意圖。

圖4 熱力環流與天氣狀況示意圖

若能在熱力環流教學中拓展到與天氣的關系，那么在后面天氣系統及其對天氣的影響教學中，特別是氣旋、反氣旋與天氣教學中就能很好地利用相關內容，得出氣旋因中心氣流上升常形成降水天氣而反氣旋因氣流下沉常形成晴朗天氣。從而使教學前引后聯，加深理解，相得益彰。

3. 熱力環流與降水的關系。熱力環流中因上升氣流而形成降水的原理對于理解地形雨和鋒面雨都大有幫助。如下所示：地形雨（圖5）因氣流受地形抬升而降溫成云致雨，鋒面雨（圖6）則因暖氣團沿鋒面上升而成云致雨。這樣的拓展對后面的教學乃至高考復習都大有幫助。

圖5 地形雨示意圖

圖6 鋒面雨示意圖

此外，熱力環流與水循環、洋流（厄爾尼諾）現象等的相互關系也可以作為拓展對象進行分析。

整體性思想在教學設計和教學過程中運用符合地理教學思想，因為地理環境本身就具有整體性特征。地理學的研究對象是自然環境以及人類活動與自然環境的關系。自然環境包括相互聯系、相互影響、相互制約的地形、氣候、水文、植被、土壤等要素（主要在必修一中教學），人類活動包括農業生產、工業生產、居住、旅游、地域聯系等很多方面（主要在必修二中教學——整體性思想教學設計和教學的核心是區位理論），人類活動與自然環境的關系本身就是一個相互聯系、相互滲透、相互影響、相互制約的整體演變過程。所以在分析一個自然要素時，要從多個方面分析其它自然要素，以及人類活動對它的影響。在分析一項人類活動時，要考慮多種自然要素的制約以及其它人類活動的影響，還要考慮這項人類活動對環境的有利和不利的影響。這就是整體性思想在教學設計和教學過程中要求的。而在這種思想指導下的教學活動，可以讓學生在學習過程中產生并形成許多新知識、新概念和新方法，而這些正是我們地理教學要達到的目標。

當然，在整體性教學思想指引下，也需要我們老師根據教學內容要求適當調整教學順序，選用最有利于教學設計的教學手段和教學材料，進行有利用學生學習和掌握知識的練習和訓練。比如選用有利于學生形象思維的地圖、地理模型、多媒體課件；設計由淺入深的系列探究問題，引用生活當中對新事物、新現象和新問題能迅速理解并作出判斷的直覺思維案例等。愛因斯坦在回憶他的學生生活時曾這樣感慨道：“現代的教學方法，竟然還沒有把研究問題的神圣好奇心完全扼殺掉，真可以說是一個奇跡；因為這株脆弱的幼苗除了需要鼓勵以外，還需要自由，要是沒有自由，它不可避免地會夭折。”所以，在整體性教學思想指導下，我們還需要注意更多地激發學生思想碰撞的火花，讓學生完成學習方法、思維方式方面的轉變與成長。

當學生在學習過程中形成了整體性思想，將相關知識內容前引后聯就會提升他們學習興趣，促進學習效率的提高，這樣到最后形成自覺的思維習慣，從而保證用最少的時間學到最多的知識，這樣也可以最大程度解決必修一乃至整個高中地理教學課時緊，教學難度大的教學矛盾。