基于互為因果關系的“自然環(huán)境的整體性”教學設計

趙慧璇,邵志豪

(1.東北師范大學地理科學學院,吉林 長春 130024; 2.東北師范大學教育學部,吉林 長春 130024)

1 教材分析

從宏觀角度來看,人教版地理選擇性必修一包括三個模塊的內容,分別是地球運動、自然環(huán)境的物質運動和能量交換、自然環(huán)境的整體性和差異性。“自然環(huán)境的整體性”位于選擇性必修一最后一章第一節(jié),可以說是地理學習的階段性總結,也是涉及地理學本質的內容。自然要素將各模塊的內容聯(lián)系起來,地球運動對自然環(huán)境產生影響,是自然環(huán)境各要素運動變化的基礎;自然環(huán)境的物質運動和能量交換表現(xiàn)在“現(xiàn)象”和“過程”上,“現(xiàn)象”和“過程”與氣候、水文等自然要素緊密相連[1];各自然要素之間相互作用、相互聯(lián)系形成了自然環(huán)境的整體性,其在空間上的分布差異又形成了自然環(huán)境的差異性。因此,對地理現(xiàn)象的分析可以從自然要素互為因果的關系入手。

從微觀角度來看,各自然要素通過地球表層的巖石圈物質循環(huán)、生物循環(huán)、大氣循環(huán)、水循環(huán)等一系列循環(huán)和自然地理過程聯(lián)系起來,形成與其他要素間互為因果的關系。例如氣候和水文互為因果,氣候常常會影響河流的水文特征,溫帶海洋氣候影響下的河流水位季節(jié)變化小,季風氣候影響下的區(qū)域降水量季節(jié)變化較大,區(qū)域內河流水位季節(jié)變化也相應變大。反過來,水文對氣候也有影響,湖泊、水庫具有儲蓄作用,能夠調節(jié)區(qū)域氣候,其周圍空氣濕度較大,晝夜溫差較小。除了上述例子中,氣候與水文之間互為因果,它們與其他自然要素以及這些自然要素間也存在這樣互為因果的關系,這種關系進一步引發(fā)自然環(huán)境的整體功能、自然環(huán)境的統(tǒng)一演化、自然環(huán)境對干擾的整體響應等“自然環(huán)境整體性”的表現(xiàn)。

從地理模型角度來看,邦奇認為因果分析的邏輯對解決復雜的地理問題極其有用,在大多數情況下,都可以將“因果”看成是分析真實世界相互作用的簡便模型[2]。哈維在《地理學中的解釋》中提出直接原因、因果鏈、多重原因、多重結果等因果模型的基本形式。其中,互逆因果系統(tǒng)對研究隨著時間而演變的空間系統(tǒng)有重要作用,互逆因果系統(tǒng)分析的形式之一為遞歸因果系統(tǒng),該模型設計的意義在于結合若干時間周期考察各因素之間的相互作用。自然要素間互為因果形成了自然環(huán)境的整體性,在時間作用下自然要素在演變中互為因果引起自然環(huán)境的演變,此所謂“牽一發(fā)而動全身”。外界干擾下自然要素發(fā)生變化的同時互為因果,引發(fā)自然環(huán)境的整體響應。因此,各自然要素之間互為因果的關系符合該模型的研究要求。本文的教學設計基于互為因果關系模型的分析方法,從自然環(huán)境各要素互為因果的角度深刻理解自然環(huán)境的整體性。

2 學情分析

2.1 實然分析

在知識基礎方面,“自然環(huán)境的整體性”這一節(jié)內容位于地理選擇性必修一的最后一章,屬于全書的總結和概括部分。在此之前學生學習了地球的運動、巖石圈、大氣圈、水圈的相關內容,對自然界的物質循環(huán)和能量流動已經有了充分的認識,初步了解五大自然要素之間的相互作用、相互影響的關系,具有一定的知識儲備,為分析自然要素間互為因果的關系和學習“自然環(huán)境的整體性”打下了堅實的基礎。

在能力基礎方面,經過高一一年的地理學習,學生初步養(yǎng)成了從地理角度思考問題、解決問題的習慣,基本能夠獨立分析某一地理事象形成的原因,學生的地理核心素養(yǎng)和地理思維得到發(fā)展,但其思維的深度和廣度還有所欠缺。

2.2 應然分析

本節(jié)內容從自然要素之間互為因果的關系出發(fā),并將其貫穿課堂教學始終。在教學中向學生滲透互為因果的思想,結合案例引導學生將理論和實際聯(lián)系起來,提高學生從地理視角出發(fā)解決地理問題的能力,強化地理思維,落實學生地理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標。

3 教學目標與重難點

3.1 教學目標

第一,在綜合思維方面,通過結合亞馬孫熱帶雨林的真實情境,學生能夠舉例說明自然環(huán)境各要素之間互為因果的關系,理解自然環(huán)境整體性的內涵。

第二,在區(qū)域認知方面,通過分析亞馬孫河流域自然環(huán)境特征,學生能夠說出該區(qū)域在自然環(huán)境各要素互為因果的作用下表現(xiàn)出來的整體特征和自然環(huán)境的整體功能。

第三,在地理實踐力方面,通過閱讀亞馬孫熱帶雨林的相關圖文材料,學生能夠提升小組合作探究分析和處理地理信息的能力,以及運用互為因果關系的思想解決地理問題的能力。

第四,在人地協(xié)調觀方面,通過熱帶雨林遭遇人類過度砍伐的真實案例,學生能夠理解人類活動干擾下自然要素互為因果引起的自然環(huán)境的整體響應,意識到人地協(xié)調發(fā)展的重要性。

3.2 教學重點

理解自然環(huán)境各要素之間互為因果的關系以及這種關系形成的自然環(huán)境整體性的內涵;理解各要素互為因果作用下引發(fā)的自然環(huán)境的整體功能、統(tǒng)一演化以及對干擾的整體響應。

3.3 教學難點

理解各自然要素互為因果作用下引發(fā)的自然環(huán)境的整體功能,互為因果關系下某一自然要素的演化引起其他要素的演化,最終引起自然環(huán)境的統(tǒng)一演化以及對干擾的整體響應。

4 教學策略

4.1 選取“亞馬孫熱帶雨林”的真實案例,在分析中滲透自然要素互為因果的關系

地理案例教學法是指在課堂教學中利用真實案例,指導學生對案例中的要素進行分析和綜合,在對案例的探索和研討中引導學生對地理原理等知識進行深層次的學習,從而提高學生從地理視角出發(fā)解決問題的能力。本文選取“亞馬孫熱帶雨林”為教學案例,采用“一境到底”的方式,將教材知識融入熱帶雨林綠色屏障的真實情境中,學生自主探究組成熱帶雨林自然環(huán)境的各自然要素之間互為因果的關系。設置環(huán)環(huán)相扣的問題鏈,引導學生認識到要素間互為因果形成了自然環(huán)境的整體性及各種表現(xiàn)。

案例教學法是地理課堂中常用的方法,在指導學生學習的過程中具有其獨特的亮點。第一,在亞馬孫熱帶雨林的案例中滲透教材知識,結合圖片和視頻使得課堂變得生動有趣,擺脫枯燥的機械記憶式的教學模式,激發(fā)學生的探究興趣。第二,真實的案例在新知和學生已有的知識之間架設一座橋梁,教師在課堂教學中抽絲剝繭,利用真實的熱帶雨林的自然環(huán)境設置問題,學生在解決問題的過程中逐步深入地學習地理知識,將理論和實踐結合[3]。可以說,選取的案例為學生提供了運用地理知識解決實際問題的范例,這種教學方法有利于落實學生綜合思維等核心素養(yǎng)的培養(yǎng)和教學目標的實現(xiàn)。

4.2 巧設前后銜接的學生活動,引導學生理解自然要素互為因果形成自然環(huán)境的整體性

學生活動法是指在課堂教學中為達成教學目標而設置的以學生為主體的探究活動。本文在教學過程中根據教學主線設置了三個學生活動,采用小組合作探究的形式開展教學,在活動中學生充分發(fā)揮小組的優(yōu)勢,共同捋清問題中的因果鏈。

這種探究活動的形式區(qū)別于傳統(tǒng)教師主講的課堂教學,不僅能夠活躍課堂氣氛,而且具有其自身的價值。第一,營造積極的學習氛圍,把學生置于課堂主人的位置,充分發(fā)揮學生的主體能動性并提高其課堂參與度。第二,學生以所學的地理知識為基礎,在小組討論中根據案例提供的信息探尋問題的答案而非單純記憶知識。第三,以小組合作的形式進行探究,使學生明白合作在地理學習中的重要作用,有效培養(yǎng)學生的合作精神。

5 教學過程

5.1 新課導入

教師播放“野性的世界1”地球之肺——亞馬孫熱帶雨林部分視頻。

教師問:同學們,觀看完視頻,你們對亞馬孫河流域的整體印象是什么呢?能用一句話描述一下它的自然環(huán)境特征嗎?

學生觀看視頻,感受亞馬孫河流域的地理環(huán)境,初步形成對亞馬孫流域的整體認識,回答老師提出的問題。

5.2 新課講授

(1)學生活動一:回溯熱帶雨林的“前世”——各自然要素之間互為因果形成自然環(huán)境的整體

教師對播放的視頻進行總結:通過觀看視頻,我們深刻地感知到亞馬孫熱帶雨林陽光充足、雨量充沛,河邊筆直高大的樹木錯落有致,攀附其上的藤蔓垂下,讓人感覺進入了綠色的屏障,給人一種神秘幽深的感覺。鱷魚在水中埋伏,猴群在林間嘶吼,這一切構成了充滿野性的亞馬孫河流域。

教師問:亞馬孫熱帶雨林是由哪些自然要素組成的?這些自然要素之間有什么關系?

學生閱讀教材相關部分并進行思考,回答問題。

教師對學生的回答進行整理:組成地理環(huán)境的自然要素有氣候、水文、生物、土壤、地貌等,它們相互聯(lián)系、相互影響,自然要素之間互為因果組成了自然環(huán)境的整體性。

教師展示“南美洲位置圖”,設置小組活動:根據先前所學的知識,我們知道氣候是自然環(huán)境的基本要素之一。請學生以四人為一個小組,討論亞馬孫河流域的氣候要素是如何影響其他要素的。

學生小組討論氣候要素對其他要素的影響以及為何會形成這樣的影響,并進行回答。

教師在學生回答的基礎上繪制板書。(圖1)。

圖1 “氣候”要素對其他要素的影響

教師展示“南美洲地形圖”,繼續(xù)引導學生討論:正如我們剛才提到的,自然要素之間是互為因果的關系,現(xiàn)在請同學們討論熱帶雨林中其他自然要素對氣候要素的影響,同時舉例說明其他地理要素之間的相互聯(lián)系,畫出示意圖。

學生小組討論,回答老師提出的問題。

教師對學生的回答進行補充:水文影響氣候,豐富的地表水增加了大氣濕度,增加區(qū)域降水;生物影響氣候,亞馬孫河流域植被茂密,蒸騰作用增強,從而增加空氣濕度,區(qū)域內降水量增加,氣溫降低,局部小氣候發(fā)生改變;土壤影響氣候,磚紅壤黏粒含量高,土壤持水力較強,使得局地氣候更加濕潤;地貌影響氣候,從地形圖上可以看出,亞馬孫河流域地形平坦,西部沒有高大山脈阻擋,東南信風帶來的水汽可以長驅直入,增加大氣濕度。其他要素之間同樣具有互為因果的關系。

教師在解釋的過程中對圖1的板書進行豐富,見圖2。

圖2 各要素之間互為因果

教師提出問題:通過剛才的分析,相信同學們已經深刻了解了自然要素之間互為因果的關系,現(xiàn)在請同學們閱讀教材80～81頁內容,思考自然要素互為因果的關系是如何形成的。

學生閱讀教材,思考問題。

教師對學生的回答進行總結:各自然要素之間通過水循環(huán)、生物循環(huán)、巖石圈物質循環(huán)等過程進行物質遷移和能量交換,形成了要素之間互為因果的關系,從而形成“自然環(huán)境的整體性”。

教師問:本課伊始播放的視頻提到了亞馬孫主宰南美洲北部,與澳大利亞一半的國土面積相等。數據顯示亞馬孫雨林每年可以將約20億噸的二氧化碳轉化為氧氣,因而被人們稱為“地球之肺”和“綠色心臟”。請同學們閱讀教材81頁的內容并思考亞馬孫河流域自然環(huán)境的整體功能及其被稱為“地球之肺”的原因。

學生閱讀教材,回答問題。

教師邊總結邊寫板書:自然環(huán)境在各自然要素互為因果的作用下具有了整體功能,包括生產功能和穩(wěn)定功能(圖3)。

圖3 要素互為因果產生自然環(huán)境的整體功能

(2)學生活動二:探索熱帶雨林的“今生”——要素演化互為因果導致自然環(huán)境整體的演化

教師展示“亞馬孫平原沼澤景觀圖”,并向學生解釋亞馬孫熱帶雨林中并非只有高大的木本植物,還分布著大大小小的沼澤。教師問:現(xiàn)在請同學們結合在活動一中了解到的自然要素間互為因果的關系,小組合作推演熱帶雨林中沼澤的形成過程。

學生小組討論,回答問題。

教師對學生的回答進行總結:在熱帶雨林氣候的主導下,亞馬孫河流域空氣濕潤,加上熱帶雨林本身的森林云霧成雨,河流流量大,從而導致該區(qū)域的土壤保持濕潤的狀態(tài)(水文-土壤);熱帶雨林區(qū)枯枝落葉不斷堆積,不僅對降水有停蓄作用,同時也減少了土壤水分的蒸發(fā),使土壤保持過度濕潤(生物-土壤);土壤中的礦物質養(yǎng)分逐漸流失,熱帶雨林下草木死亡,苔蘚植物逐漸生長(土壤-生物)……在自然要素互為因果的作用下,沼澤逐漸形成。

通過教師的講解,學生能夠明白自然環(huán)境要素每時每刻都在發(fā)生演變,一個要素的演化必然會伴隨其他各個要素的演變,自然環(huán)境因此具有統(tǒng)一的演化過程,并形成階段性的要素組合。

教師對板書內容進行豐富,如圖4所示。

圖4 要素互為因果引起的自然環(huán)境的統(tǒng)一演化

(3)學生活動三:追尋熱帶雨林的“未來”——外界干擾下各要素互為因果引起自然環(huán)境整體響應

教師總結:同學們,通過上述的學習,我們清楚地知道熱帶雨林對全球的生態(tài)安全具有重要作用。但現(xiàn)今亞馬孫熱帶雨林的情況不容樂觀,到目前為止,熱帶雨林已經被砍伐了總面積的三分之二。加上森林火災和氣候變化的影響,亞馬孫熱帶雨林的未來該何去何從?

教師提出問題:請同學們思考該區(qū)域的自然要素在遭遇人為砍伐和森林大火之后發(fā)生了何種變化?要素之間互為因果使得自然環(huán)境整體做出了怎樣的響應?

學生思考并回答問題。

教師進行點撥:經歷過度砍伐和森林大火之后,熱帶雨林面積銳減,使得土壤缺乏了樹木枯枝落葉的補給,土層變得干燥(生物-土壤),土壤肥力下降,植物更難以存活(土壤-生物)……當生物(熱帶雨林)這一自然要素受到干擾,由于各要素之間互為因果的關系,其他要素發(fā)生連鎖反應,最終使得自然環(huán)境整體發(fā)生變化(干旱、土地荒漠化)。自然環(huán)境自身的演化速度是非常緩慢的,正如亞馬孫熱帶雨林的形成經歷了6 550萬年的時間,但是干擾下的自然環(huán)境變化是迅速的,森林大火和人為過度的砍伐使熱帶雨林的自然環(huán)境變得干旱只需要幾十年,而這種快速的變化對自然和人類都是一種危害。

教師對教學內容進行升華:亞馬孫熱帶雨林的現(xiàn)狀不容樂觀,拯救“地球之肺”迫在眉睫。如果熱帶雨林繼續(xù)遭受無止境的砍伐,那么終有一天“綠色的屏障”會在地球消失,亞馬孫地區(qū)會變成一片荒漠,地球的氣候也會因此發(fā)生重大的變化。因而從長遠利益出發(fā),人類需要對熱帶雨林進行保護。

教師進一步對板書內容進行完善,形成完整的板書設計,如圖5所示。

圖5 “自然環(huán)境的整體性”板書設計

5.3 小結與作業(yè)

(1)課堂小結

本節(jié)課巧用“亞馬孫熱帶雨林的前世、今生、未來”的案例,滲透各要素之間互為因果的思想。各要素之間互為因果作為全節(jié)內容的出發(fā)點,形成了自然環(huán)境的整體性。要素演化之間互為因果導致整個自然環(huán)境的演化,同時使自然環(huán)境在面對干擾時產生整體響應。

(2)遷移運用

堤壩在防洪的同時也可以帶來經濟效益,但是從人地協(xié)調的角度來看,修筑堤壩會對自然環(huán)境產生諸多影響,請同學們從自然要素互為因果的角度出發(fā)說明修筑堤壩對自然環(huán)境的不利影響。

6 教學反思

“互為因果”不僅是重要的地理聯(lián)系知識,還是解決地理問題的模型。哈維認為互逆因果系統(tǒng)對探究隨時間變化的空間系統(tǒng)具有關鍵作用。本文將“各自然因素之間互為因果”作為教學主線,從互為因果關系出發(fā),引申出自然環(huán)境的整體功能、演化和對干擾的整體響應,引導學生理解其中的因果關系,教學內容邏輯性加強,落實學生地理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)。

本文將“亞馬孫熱帶雨林”的案例貫穿整個課堂教學,貫徹“用教材教”的教學思想,在課堂中聚焦熱帶雨林中各自然要素之間互為因果的關系,引導學生逐漸明晰自然環(huán)境整體性的內涵等抽象概念,加深對教材知識的理解;設置探索雨林前世、今生、未來的三個學生活動,鼓勵學生自主學習和合作探究,活化學生思維,擺脫單純機械記憶的低效課堂模式,有助于培養(yǎng)學生的綜合思維和區(qū)域認知,樹立人地協(xié)調觀;通過案例教學和學生活動,訓練學生基于“互為因果”這一思想方法解決實際的地理問題的能力,落實學生地理實踐力的培養(yǎng)。

總之,本文以“各自然要素之間互為因果”為教學主線引發(fā)出一系列的問題,選取適當的案例,安排學生活動,不僅符合現(xiàn)代教學理念,還能提高學生的學習興趣,有助于課堂教學高效進行。