大概念統整視角下的地理單元教學設計
——以“大氣的運動”為例

高光輝

（浙江省杭州第二中學, 浙江 杭州 310053）

學科核心素養體現學科本質特征。“雙新”背景下，一線高中地理教師應不斷深化學科理解，聚集學科大概念，在不斷的教學實踐中提高對學科視角和培養過程的關注度，從而統籌推進課程改革與教學創新。高中地理選擇性必修1《自然地理基礎》（以下簡稱“選必1”）中的一個重要概念是“物質運動與能量交換”，而“物質運動與能量交換”是研究自然地理基礎知識中的一個大概念視角，可在地理教學中深度挖掘并應用。

一、單元大概念的理論基礎與系統構建

單元大概念的理論基礎和系統構建建立在五個基本問題之上：一是地理學科與教學包括哪些理論基礎；二是某一單元或章節的大概念是什么；三是大概念蘊含了什么樣的地理學科視角；四是如何運用大概念視角增進學生對地理基礎知識的理解和剖析；五是如何運用理論基礎及大概念系統指引地理教學。

文章以選必1中的“大氣的運動”為例，從“物質運動與能量交換”這一大概念視角，嘗試說明地理學科與教學理論基礎，闡釋“物質運動與能量交換”蘊含了怎樣的地理學科視角，剖析運用“物質運動與能量交換”視角增進學生對自然地理基礎知識理解的方法，說明如何運用大概念理論基礎指導自然地理單元教學設計。

1.單元理論基礎

地理“流”空間、地理過程空間、地理環境差異性、地理環境整體性、人地關系等理論是地理學科與地理教學主要的理論基礎，這些理論基礎尤其體現在自然地理的學習中。理論基礎是理解地理思想、闡釋學科視角、明確考查核心和論證題目設問的前提，蘊含了大概念體系構建中的核心觀點，在整個大概念系統中居于基礎地位，是學科大概念的來源。

2.單元大概念

大概念具有一定的層級結構，從基本概念、目標、知識到單元大概念，進而提升至學科大概念，其層級越高，闡述的知識范圍和包含的知識體系就越豐富，反之則越小。選必1的第二、三、四章對應的課標內容為“自然地理環境中的物質運動與能量交換”，文章選取“物質運動與能量交換”作為統整相關章節內容的大概念基礎。

3.大概念視角—物質運動與能量交換

依據單元理論基礎，“物質運動與能量交換”可轉換為以下視角：物質運動與能量交換“流”的空間視角、物質運動與能量交換的傳輸視角、物質運動與能量交換的地域差異視角、物質運動與能量交換的功能表現視角。經過大概念的統整學習，若學生能夠通過“物質運動與能量交換”的視角來看待地理問題，則達到了大概念教學的應有目的。

(1)物質運動與能量交換“流”的空間視角

其理論基礎是“流”空間理論，要求要以“流”的空間視角看物質運動和能量交換。在選必1中，巖石圈物質的運動、大氣的運動、水的運動和生物圈物質的運動均是以物質運動為基礎，突出“流”的空間視角，在“流”的空間過程中產生能量交換與能量傳輸。同時，通過識別物質要素所構成的地理空間結構，能夠發現物質運動的空間聯系特征，進而分析地理空間過程、影響及其未來發展趨勢等。“流”的空間視角要求教師在地理教學中強調地理過程。

(2)物質運動與能量交換的傳輸視角

地理過程是高中自然地理課程重要的內容，具體包含大氣圈物質運動過程、水圈物質運動過程、巖石圈物質運動過程和生物圈物質運動過程，這些均體現物質運動與能量交換的傳入與輸出視角。物質運動與能量交換的傳輸過程中地理事物運動的發生條件、影響因素，過程的具體環節和特征、結果表現和地理意義等均已成為教學的重點內容。

(3)物質運動與能量交換的地域差異視角

其理論依據是地理環境差異性理論。在地理學科的研究范式和主題中，區域差異是核心內容。運動的能量來源有差異，運動的過程能量交換的結果也有差異，主要表現在兩個方面：一是能量的輸入和交換在空間分布上具有差異性，其運動過程具有差異性，運動的結果具有差異性；二是物質交換結果和運動結果具有差異性，表現為緯度地帶分異規律、干濕度地帶分異規律、垂直地域分異規律和地方性分異規律，前兩者屬于較大空間尺度分異規律，地方性分異規律屬于小尺度分異規律。

(4)物質運動與能量交換的功能表現視角

其理論依據是地理環境整體性理論。選必1通過設置單獨章節來體現整體性，又在“大氣圈”“巖石圈”“水圈”等內容的教學中滲透整體性，給予教師兩個方面的啟示：關注物質運動與能量交換所形成的空間結構，如氣候影響下的自然植被特征與土壤特征；關注物質運動與能量交換所形成的整體功能。整體功能能夠突出單一要素或單一區域所不具有的功能，是一種整體性的、新產生的功能樣態。

4.內容剖析

形式結構上，選必1各單元采取“探究—知識點—閱讀（活動）—知識點—大活動”的形式結構，知識點較少，探究和活動較多；內容結構上，選必1“大氣的運動”這一章增加了氣壓帶、風帶與氣候的相關知識，增加了世界氣候類型分布圖及各類型代表地的氣候直方圖。其形式結構和內容結構上的調整變化更為強調地理理念、地理視角、地理整體性、地理過程、空間尺度、區域差異、地理思維與方法。

5.教學指引

基于“物質運動與能量交換”這一單元學科視角，研究者能夠得出高中地理教學的理論基礎、本質內涵和學科大概念，為教師在大概念統整視角下解決具體地理問題予以教法學法支撐。地理學科側重對地理位置、地理特征、地理成因、地理過程、地理關系、人地關系等方面的考查，而物質運動與能量交換作為大概念視角是回答上述考查問題的底層邏輯。由此，本研究搭建出“理論基礎—單元大概念—大概念視角—內容剖析—教學指引”的大概念教學脈絡框架（見圖1）。

圖1 大概念教學脈絡框架圖

二、大概念單元教學設計

1.以課程標準為導向確定單元教學目標

單元學習目標旨在讓學生通過單元學習來實現核心素養的落實，考查的內容包括必備的知識、獲得的技能、遷移的能力及在真實情境下分析問題、解決問題的能力。本章單元教學目標可分為以下3個：目標一是通過繪制示意圖、制作模型或應用地理信息技術等方法，分析氣壓帶、風帶的成因并演示說明氣壓帶、風帶的分布（地理實踐力）；目標二是運用示意圖或結合真實情境，準確描述不同類型氣候特征及其分布，并分析氣壓帶、風帶對氣候形成的作用，進而分析氣候對自然地理景觀形成的影響（綜合思維、區域認知）；目標三是通過感知生活情境、運用地理信息技術以及示意圖，分析鋒、低壓（氣旋）、高壓（反氣旋）等天氣系統，并解釋常見天氣現象的成因及其對人類活動的影響（綜合思維、人地協調觀）。每一個目標對應四個水平層級，其在知識層面、行為要求和過程與方法層面的要求各有不同，如目標三的不同水平層級具有不同表現（見表1）。

表1 目標三不同水平層級的具體表現

2.以單元大概念為核心重構學習單元

(1)以大概念為基礎組織單元

以“物質運動與能量交換”為大概念視角，初步搭建起“大氣的運動”這一章的大概念組織單元（見圖2）。能量傳輸具有時間和空間差異，奠定了“大氣”這一要素運動的能量基礎。大氣運動在時間和空間尺度上的運動形式和運動組織方式不同，其運動的結果具有差異性，表現為多種類型的氣候分布。在其運動結果的影響下，其對應的自然地理景觀具有差異性，同時也具有整體性。

圖2 能量傳輸視角下的大氣運動

(2)大概念統整下的單元知識內容重構

物質運動與能量交換“流”的空間視角下，大氣作為某一物質要素始終是運動的，這是單元知識內容重構的前提。能量交換與能量傳輸視角下，其輸入狀態是大氣運動差異的基礎，其輸入變化是大氣運動差異的過程性表現，其輸出狀態是大氣運動結果的差異。物質運動與能量交換的地域差異視角下，氣壓帶、風帶的空間與時間分布具有差異性，季風的空間與時間分布具有差異性，大氣活動中心的空間與時間分布具有差異性，由此大氣運動的結果——全球氣候表現為13種類型。物質運動與能量交換的功能表現視角下，植被、土壤等要素與大氣運動的結果表現為一致性。

要素的綜合作用體現在氣壓帶與氣候、風帶與氣候、季節性移動與氣候、季風環流與氣候及氣旋、反氣旋等知識內容。大氣運動的結果體現在氣候、天氣等知識內容中，大氣運動的影響體現在典型的植被與土壤、人類生產與生活和自然災害等相關知識中（見圖3）。

圖3 單元大概念知識結構

3.圍繞大概念創設單元情境、確立學習任務

依據大概念視角和學科核心素養，本研究設計了如下真實情境和學習任務：一是制作氣壓帶、風帶模型；二是利用地理教學應用軟件分析氣壓帶、風帶對氣候的影響；三是模擬高壓（氣旋）、低壓（反氣旋）等天氣系統；四是利用“全球天氣可視化模擬網”模擬季風環流；五是利用中央氣象臺網站模擬鋒面氣旋。

任務1：制作氣壓帶、風帶模型。借助橡皮泥、細鐵絲、彩筆、膠帶、雙面膠等工具進行氣壓帶、風帶模型的簡單制作。

任務2：模擬真實情境中氣壓帶和風帶對氣候的影響。借助MeteoEarth依次查看新加坡、倫敦、開普敦、上海、烏魯木齊等城市的各月平均最低氣溫、平均最高氣溫折線圖和各月平均降水日數柱狀圖，對以上城市進行氣候分析，并思考影響氣候的因素。

任務3：模擬氣旋與反氣旋。打開MeteoEarth的“天氣模式”，利用“定點查看”功能，查詢氣旋與反氣旋由中心到四周的氣壓狀況和氣流運動狀況。

任務4：模擬季風環流。利用“全球天氣可視化模擬網”，描述一年中夏季七月份和冬季一月份南亞地區氣流運動狀況。

任務5：模擬鋒面氣旋。打開中央氣象臺網站，在真實情境中，判斷冷、暖鋒所處位置，并描述云量、風向、風速、雨區等主要氣象要素的特征。

4.設計評價作業

下圖（見圖4）為世界某區域3月份某日海平面氣壓分布示意圖，該區域該日在較大范圍內發生了沙塵暴災害。

圖4 世界某區域3月份某日海平面氣壓分布意圖

（1）下列關于甲、乙兩氣壓中心描述正確的是（ ）

A.甲氣壓中心以氣流上升為主

B.乙氣壓中心以氣流下沉為主

C.甲氣壓中心與副熱帶高壓的成因相同

D.乙氣流以順時針輻散為主

（2）畫出A、B兩點氣壓、氣溫隨鋒面系統過境前后的變化情況（見圖5）。

圖5 A、B兩點氣壓、氣溫隨鋒面系統過境前后的變化情況

（3）說明甲、乙天氣系統的運動特點，指出這些運動特征可能給途經地區帶來的災害性天氣。

三、大概念統整下的單元建構及教學意義

文章以選必1為例，聚焦第二、三、四章主題，以第三章“大氣的運動”為例，從五個基本問題出發，對該章內容進行了理論闡釋與大概念系統構建，并進行了單元教學設計。

大概念統整單元教學，使教學直指學科本質，體現學科思想，將課程知識與學科核心素養兩個不同范疇有效地聯系起來。一方面，構建大概念統整下的知識結構并組織單元教學，有助于學生形成合理的認知結構，使學科核心素養得以落實。大概念統整下的單元知識構建將具體的地理事實、地理概念在學科中置于中心地位，使學習更具持久性和遷移性，進而使學生理解知識背后的規律。另一方面，構建大概念統整下的知識結構有利于教師從整體把握學科教學內容的本質。教師通過整合具體知識內容能夠清楚把握每個具體知識內容與學科大概念的對應關系，梳理單元知識層級結構，在教學中根據學生的認知邏輯規律統籌考慮教學內容的先后關系及內在邏輯，引導學生以結構化的方式進行學習與思考，讓零散、具體的學習內容變得更加系統化、結構化。