例談運用理科知識闡釋地理問題

汪新平

【摘要】綜合性是地理的學科特點之一，這既是地理學科的魅力所在，一定程度上也增加了地理教學的難度。運用理科知識闡釋地理問題既能體現出地理學科的綜合性特點，又能有效降低教學難度，提高地理教學效果的有效性，有利于不同學科的交叉，促進方法借鑒、文理滲透和學生綜合能力的培養，加快地理學科的融合。

【關鍵詞】跨學科;地理問題;綜合性

綜合性是地理的學科特點之一。地理學科橫跨自然科學與社會科學，研究對象上至大氣圈，下至水圈、巖石圈和生物圈;學科知識既涵蓋自然地理：如地球運動、海洋和陸地、自然環境各要素等，又包括人文地理：如資源、人口、城市、工農業、交通等;學科方法上通過比較、綜合、歸納等思維來研究地理現象和問題。綜合性既是地理學科的魅力所在，一定程度上也增加了地理教學的難度。運用理科知識闡釋地理問題既能體現出地理學科的綜合性特點，又能有效降低教學難度，提高地理教學效果的有效性。

一、運用數學知識闡釋地理問題—正午太陽高度角的計算

正午太陽高度H=90°-緯度差=90°-▕直射點緯度±所求點緯度▏

①如圖1所示，直射點與所求點a處在同一半球，∠1為直射點緯度，∠2為所求點a的緯度。由于同位角相等，則∠4=∠3=∠2-∠1。則a點的正午太陽高度Ha=90°-∠4=90°-∠3=90°-（∠2-∠1），即當直射點與所求點處在同一半球時，二者緯度相減為緯度差。

②如圖2所示，直射點與所求點b處在不同半球，其中∠1為直射點緯度，∠2為所求點b的緯度。由于同位角相等，則∠3=∠1+∠2。則b點的正午太陽高度Hb=90°-∠3=90°-（∠1+∠2），即當直射點與所求點處在不同半球時，二者緯度相加為緯度差。

二、運用物理知識闡釋地理問題—自流井的原理

自流井的原理可以運用液體壓強理論解釋。液體內部存在壓強，根據液體壓強理論公式p =ρgh（ρ為液體密度，h為液體深度，g=9.8m/s2是常量），同一液體內部壓強大小只與液體深度有關，不同深度處的壓強并不相等，液體越深，壓強越大。如圖10所示，A處壓強等于ρgh1，B處壓強為ρgh2，由于h2大于h1，B處壓強大于A處壓強。當在A處掘井，在水的壓力作用下水自A處自流而出，形成自流井。

三、運用化學知識闡釋地理問題—喀斯特地貌的形成

喀斯特地貌形成是石灰巖地區地下水長期溶蝕的結果。石灰巖的主要成分是碳酸鈣（CaCO3），在有水（H2O）和二氧化碳（CO2）時發生化學反應生成可溶于水的碳酸氫鈣[Ca（HCO3）2]，化學反應式為：

CaCO3+H2O +CO2 =Ca（HCO3）2

由于碳酸氫鈣[Ca（HCO3）2]可溶于水，巖石形成空洞并逐步擴大。這種現象在南歐亞得里亞海岸的喀斯特高原上最為典型，所以常把這種地形統稱為喀斯特地貌?？λ固匮芯吭谏a實踐上具有重要意義：在水庫大壩選址時應盡量避免喀斯特地貌，防止塌方、漏水;喀斯特景觀是很好的旅游資源，如張家界武陵源、廣西桂林山水、云南路南石林等。

由于巖溶地區的地下水或地表水在適宜的環境下，且往往是在植物作用影響下，導致碳酸鈣過飽和而沉積。一些地區的地下熱水以溫泉的形式出露地表后，由于壓力和溫度等環境條件的改變，溶解在熱水中的某些化學物質沉淀物常在泉口附近形成泉華，其中以CaCO3沉淀物形成的鈣華最為常見。沉淀時地熱流體的化學成分、溫度、流量，水熱活動強弱、活動持續時間，以及沉積環境（如地形、地貌、氣侯，植被發育程度等）諸多因素的影響，導致溶蝕作用的速率存在較大差異。

四、運用生物知識闡釋地理問題—土壤肥力差異的原因

土壤肥力高低受土壤母質、氣候、生物、地形等自然因素和耕作、施肥、灌溉、土壤改良等人為因素的共同作用，其中微生物的分解作用對土壤肥力有重要影響：植物的枯枝落葉和人工施入土壤中的有機肥料只有經過微生物的分解，才能形成腐殖質改善土壤肥力，但氣候條件會影響微生物活動。例如：熱帶雨林地區終年高溫多雨，微生物分解作用旺盛，營養物質迅速釋放，但土壤吸收緩慢，大部分進入植物體內，加之淋溶作用強烈，雨林地區土壤十分貧瘠;而在植被繁茂、氣候溫涼的地區，由于氣溫較低，微生物分解作用微弱，土壤對營養物質的吸收十分充分，所以土壤一般比較肥沃，如我國東北平原地區。

隨著社會經濟的發展和地理信息技術的進步，尤其是新高考選課走班的背景下，自然地理和人文地理的滲透融合日益明顯，社會生產實踐對地理綜合性的理論和技術支撐的需求逐漸增強。但是長期以來，自然地理和人文地理的割裂對立阻礙了地理學科的綜合研究發展。運用理科知識闡釋地理問題有利于不同學科的交叉，促進方法借鑒、文理滲透和學生綜合能力的培養，加快地理學科的融合。