“理”“地”結合學習對生活有用的地理

張樹宏

地理是一門與生產生活實踐緊密結合的學科。地理教師在課堂教學的設計與實施中要努力創建真實的或盡可能接近真實的地理情境，引導學生生發出有真實學習需要的地理問題，驅動學生自主學習探究，自主構建知識原理體系，并將原理運用于日常生產和生活。以高中地理“大氣的垂直分層”教學為例。

一、教學流程

【環節一】 以喜聞樂見生活“小”事例創設引人入勝學科“大”情境，激發探究學習興趣

師：大家都喜歡旅行，請說說你旅行中去過的最遠的地方是哪里。

生：我國的新疆、西藏，美國的洛杉磯，非洲的利比里亞，歐洲的英國……

師：大家走過了很多地方，今天想不想進行一次脫離地表的研學之旅呢？我們今天研學的交通工具與以往不同，是熱氣球，它的球囊特別結實，承受極大的壓力也不破裂，內充氫氣、氦氣等比空氣密度低的氣體以便升空，下面的加熱器也可以加熱氣體使氣球升空，我們坐在下面的密封艙里。假如我們乘坐熱氣球從溫暖的海灘起飛，隨著一聲呼嘯，氣球開始上升，離地面越來越遠……你將有哪些奇特的經歷？看到哪些奇妙的景觀？又將面臨哪些危險呢？按照我們學校以往的研學慣例，出發前先要做“垂直大氣層的探空之旅”的旅行攻略。

設計意圖：旅行幾乎是課堂中每位學生都有過的愉快經歷，以分享旅游地點切入，可以創設輕松愉悅的課堂氛圍;將旅行的形式轉變為“垂直大氣層的探空之旅”，巧妙地將欲學知識與學生喜歡的旅行結合在一起;熱氣球的描述，情境代入感極強，極大地激發了學生對大氣層展開區域認知的熱情。

【環節二】以真實的學習需要為先導，聚焦區域認知能力培養，引領課堂深度學習

師：出發前你需要了解大氣哪些方面的知識呢？

生1：密度、溫度、壓強、氣流運動、構造、輻射、含氧量、下不下雨……

師：老師準備了一些資料，如果你覺得不全面的話，可以自己再上網搜索。（出示“大氣物理性質垂直變化示意圖”，見圖1）大氣性質在垂直方向上變化還是很大的，為便于研究，我們首先嘗試對大氣進行一下分層，怎樣劃分比較合適呢？

圖1 大氣物理性質垂直變化示意圖

生2：我認為分五層比較合適，從溫度曲線的拐點分正好分為五層。

生3：我認為根據大氣成分分四層比較合適，最下面是氮氣氧氣層，向上是臭氧層、電離層、原子氧層。

師：區域劃分的原則是：同一區域多種要素趨同，不同區域要素特征相異。

生4： 我認為應該根據溫度變化的拐點分四層，因為溫度影響空氣運動、密度等其他因素。

生5：支持，劃分為四層，氣壓變化也比較符合。

師：綜合多種因素看，劃分為四層比較合適，但因為我們今天是三個小組，所以把上面兩層合并，劃分為三層，以便于任務分配。

設計意圖：大氣在垂直方向的層次劃分原本是教材直接給出的結論，教師在教學設計中做了適當的調整：不直接告訴學生結論，而是將分層可能涉及的要素材料呈現給學生，請學生自己觀察、分析、確定劃分的層次，這樣的轉化給學生創造了從圖表中觀察獲取信息、整合信息并進行要素綜合的機會，鍛煉了學生對大氣這個特殊區域的空間定位與空間覺察能力，將區域認知能力的培養提升到了較高水平。

【環節三】以指向應用的實踐體驗為載體，解鎖綜合思維和地理實踐力，實現原理構建深化

教師提供“垂直大氣層的探空之旅”研學旅行攻略制作要求。

（1）參考內容

①冷暖變化（定性與定量結合描述）;②飛行平穩度;③聽覺變化;④視覺變化（可能看到的景觀—迅速拉升的飛機、千姿百態的云朵、萬里晴空、大氣渾濁度增加、平穩飛行的民航飛機、一閃即逝的流星、高速運行的人造衛星、飛翔的小鳥、白雪皚皚的山頂、絢麗的極光）;⑤嗅覺變化;⑥可能的風險。

（2）攻略形式

①請以示意符號的形式表現行程中的經歷感受及景觀;②請將示意符號填繪在“大氣物理性質垂直變化示意圖”上，符號標注位置須對應與其成因相關的大氣性質。

（3）準備時間

將學生分成三組，每組分別負責一個大氣層的旅行攻略制作，同時對其他小組提出問題。制作過程中可以使用iPad上網收集資料。教師巡視各組，回答學生在研究過程中所遇到的問題。

設計意圖：制作旅行攻略是現實生活中旅行愛好者行前的必備環節。本節課將知識的探究過程轉化為制作旅行攻略的探究形式，助推學生以“大氣物理性質垂直變化示意圖”為思維載體，運用空間推理的方法，由原因、條件探尋結果或由結果追究原因、條件，有助于學生深刻理解大氣各要素之間的內在聯系，領悟自然環境對人類活動的影響，提升綜合思維素養。以示意符號表達的方式，有助于培養學生運用地圖符號進行分析表達的習慣，同時也增加科學探究的趣味性，有助于提升地理實踐力素養。

【環節四】搭建成果交流應用平臺，促人地協調觀念落地，凸顯學科育人價值

教師明確展示要求：①對本組繪制的示意圖進行展示說明，簡要分析成因;②每組展示時間2～4分鐘，答疑時間3～5分鐘;③教師密切關注課堂問題生成，注重對疑難問題的點撥引領。

學生分組展示，交流分享，質疑答疑。

小組1 ：對流層組

生1：對流層溫度上冷下暖，因為地面是大氣的主要熱源。

生2：該層飛行極不平穩，原因是空氣以垂直運動為主。

生3：耳朵會有不適的感覺。

師：我們在較高山區乘車上行，耳朵有什么感覺？為什么會有這種現象？

生3：耳朵會有鼓脹的感覺，因為氣壓降低、密度減少。打個哈欠就好了，這樣可以平衡身體內外的氣壓差。

生4：水汽多和塵埃多導致這一層大氣渾濁，下雨等復雜天氣現象都發生在這一層。

師：這一層天氣現象復雜多變的原因除了水汽多和塵埃多之外還有什么原因？

生4：氣流上升運動導致空氣降溫。

師：現實生活中有沒有現象能夠反映對流運動？比如，夏季的空調和冬季的暖氣安裝位置有什么不同？

生5：夏季空調安裝在房間較高位置，冬季暖氣安裝在房間較低位置，用的就是熱對流原理。

小組2：高層大氣組

生1：我們把這一層分成兩個小段，界線就在溫度的拐點處。第一段海拔上升溫度下降;第二段海拔上升溫度上升，原因是氧原子吸收紫外線，從上到下照射，上面吸收得多，因此上面溫度高。

生2：這一層的底層氣流運動以對流為主，但不劇烈。所以，雖然飛行不平穩，但因為空氣稀薄，所以顛簸不太劇烈。

生3：在這一層可以看到流星，但不知道流星是怎么形成的。

生4：我們認為這一層還可以看到云，但很少，出現在拐點之下。因為云出現的條件之一是水汽，這一層應該還有很少的水汽，因此會出現少量的云。

生5：我們的問題是，在這一層的高處能否看到人造衛星。

生6：我認為看到人造衛星的可能性不大，這一層空氣雖然稀薄但運動速度很大，如果有人造衛星的話會像流星一樣與氣體摩擦被燒掉。

師：流星是星際空間的石塊或金屬塊與氣體摩擦產生的燃燒現象。高層大氣層空氣密度比較大，流星現象比較多;人造衛星從海拔200千米到高層大氣層都有分布，但在高層大氣層偏多，因為高層大氣空氣稀薄，即使運動速度快，也不可能像流星那樣被燒掉。

生7：那極光現象是怎么回事呢？

師：極光現象是宇宙空間的高能帶電粒子與電離層中的高能帶電粒子碰撞激發產生的發光現象。

生8：極光一般發生在高緯度，因為兩極磁場強，對帶電粒子吸引力大。那么高層大氣層有云嗎？

師：云的形成條件一是要有水汽，二是水汽要有降溫條件，在高層大氣層雖然水汽少，但溫度極低，還是可以形成云的。這大概是海拔最高的云了，叫作夜光云，藍色，很漂亮。

生9：這一層有氧原子，為什么不是氧原子所在的高度溫度最高？

生10：因為太陽輻射來自上層，上層的太陽輻射被吸收得多，到了下層，雖然有氧原子，但已經沒有多少太陽輻射可供吸收了。

師：看來，對于高層大氣，同學們的問題很多，大家可以把問題發到班級微信群里繼續討論。

小組3：平流層組

生1：這一層空氣上暖下冷，空氣運動以水平運動為主，因此不顛簸，飛行很平穩。

生2：這一層水汽很少，天氣很晴朗。

生3：為什么最高溫度不出現在臭氧所在的層次？

生4：與前面討論的道理一樣，太陽輻射的紫外線從上面射下來，上面可供吸收的紫外線多;下面雖然臭氧多，但可供吸收的紫外線很少了。

生5：這一層的底部適合飛機飛行，原因是又平穩又節省燃料。

師：飛機適合在這一層飛行的原因還有哪些？

生6：氣流平穩、天氣晴朗、能見度高、小鳥等飛行生物和飛行物少。

師：截至目前，載人熱氣球的最高探空高度是由瑞士物理學家Auguste于1931年創造的，飛行高度為15787千米，Auguste險些為之付出生命的代價。人類的科學史總是伴隨著風險與犧牲。雖然宇宙飛船、航天飛機早已穿越大氣層，但從旅行感受的角度看，目前最佳的交通工具還是熱氣球。今天同學們雖然對探空旅游的風險有一定的預測并提出了一些應對，但由于目前我們學科知識有限，可能還或多或少有些紙上談兵的意味，在此方面有興趣的同學可以課下繼續探究或將來從事航天事業。

設計意圖：通過展示交流、生生互問、師生互問，促進思維碰撞，有助于疑點澄清、難點突破，實現思考的深化、思維的活化、知識的拓展。討論最多的內容是在不同大氣層環境中人的感受，并由此推及大氣狀況對人類活動的影響，有助于培養學生的人地協調觀念。教師在最后環節的總結提升呼應了課堂初始情境，還原真實研究現狀，以科學家不畏艱難、求知求真的探索精神感召學生，鼓勵學生樹立獻身科學、造福人類的宏偉目標，實現學科育人價值。

二、教學反思

本節課創設了極具代入感的“太空研學”情境以激發學生的探究興趣，以分組制作旅行攻略的活動貫穿始終，引導學生積極動腦、動手開展合作探究，實現了由“地”到“理”的知識構建和由“理”到“地”的知識遷移應用。

本節課的亮點表現在三個方面：一是在活動過程中以身邊事例為切入點激發學習興趣，有效培養了學生區域認知和綜合思維能力。例如，在大氣的垂直分層環節，學生結合“大氣物理性質垂直變化示意圖”嘗試對大氣進行垂直方向的分層，分別發表了自己的見解，由開始的僅根據單一要素進行分層到最后的多種要素綜合考慮，在思維的轉變過程中初步樹立了從空間視角認識地理事物和現象的意識以及培養了對地理事物和現象的空間格局的觀察力，初步學會從綜合角度進行垂直方向上的區域比較和區域劃分，提高了學生的區域認知和綜合思維能力。二是以真實的生活需要為活動形式，引導學生自主合作構建知識原理，實現了綜合思維以及地理實踐力的提升。例如，在制作攻略的環節，學生要根據大氣各個要素的特征推理出可能發生在大氣中的現象、氣流運動特征以及對人類活動的影響，必然要通過自主學習深入理解大氣環境各個要素之間的聯系以及自然環境與人類活動的影響，運用綜合的觀點和方法認識地理環境的思維品質和能力便在潛移默化中得以生成。學生在研學旅行的任務驅動下生成了很多問題，通過思考討論、網上搜索、課堂思維碰撞也解決了很多問題，充分說明學生在學習過程中進行了非常深入的思考，實現了課堂的深度學習，這是本節課最大的亮點。三是有助于學生樹立“生活處處皆地理”的意識，學會從地理視角、用地理原理觀察分析人類的生產生活活動，將人地協調觀念根植于心。

參考文獻

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（作者系北京中學地理教師，中學高級教師，特級教師）

責任編輯：孫昕