从高考谈“天气系统”教学中综合性思维的培养

曹文

摘 要：天气系统是中学自然地理教学的重点和难点。教学中教师既应注重气温、气压、风、锋面等单要素间因果关系的分析，又要注重将它们整合作为一个整体，有意识地让学生建立关于“天气系统”的综合性逻辑推理分析的思维链，并借助于一些实际问题或者习题不断应用之，才能使学生真正理解和把握“天气系统”的教学和考核内容。

关键词：天气系统；综合性；逻辑推理；思维链

一、中学地理“天气系统”内容教学中的短板

中学自然地理的气候问题一直是高考关注的重点，其基础性的大气运动及天气系统等内容又是讲授的难点。课程标准和高考考试大纲对这部分内容的要求表述得较为简单：简要分析锋面、低压、高压等天气系统的特点。要求掌握常见天气系统如低压（包括低压槽）、高压（包括高压脊）、锋面（包括冷锋、暖锋）等，关注影响天气变化最基本的天气系统。

其实，就“天气系统”内涵看，一般是指具有一定的温度、气压或风等气象要素空间结构特征的大气运动系统。它有的以空间气压分布为特征组成高压、低压、高压脊、低压槽等；有的以风的分布特征来分，如气旋、反气旋、切变线等；有的以温度分布特征来确定，如锋等；还有的则以某些天气特征来分，如雷暴、热带云团等。通常构成天气系统的气压、风、温度及气象要素之间都有一定的配置及因果关系，也有特定的空间范围及生命周期等。大大小小的天气系统，相互交织、相互作用、演变，引起一地天气的时空变化。

虽然中学地理对这部分内容要求不高，现行各版本教材均基本从“大气运动”和“几种重要的天气系统”两方面着重编写，但内容涵盖面还是比较全面的。要了解各种天气系统的特点，一般可从气温、气压、湿度、风等方面进行分析，进而综合推理、解释各天气系统控制下的天气变化特征。但从新课改后的高考对这部分内容测评结果看，并不如人所愿。中学地理在该内容的教学上反映出来的问题比较明显，那就是：重分析，轻综合。侧重天气系统中相关要素直接关系的分析，缺乏“天气系统”的系统观念，缺乏有意识地培养学生对“天气系统”各要素内在和外在联系的综合性的逻辑推理和分析的能力。

二、高考对“天气系统”内容的思维考核

我们先来选择几道相关的高考试题，看看高考考核中是怎样测评考生思维的。

例1 （2009年全国乙卷）图1示意某区域某月一条海平面等压线，图中N地气压高于P地。问：

1. N地风向为

A.东北风 B.东南风

C.西北风 D.西南风

2. M、N、P、Q四地中，阴雨天气最有可能出现在

A. M地 B. N地 C. P地 D. Q地

这道题目给出的主要信息是“气压”（一条等压线），考查的是“气压”“风”“天气（降水）”之间的关系。

第1小题要求通过读取图中那“一条等压线”，来判断N地的“风”。“气压”与“风”之间的关系，在平时的教学中，思维是直接的：风由高压吹向低压，只要确定N地的水平气压梯度力方向，问题就迎刃而解。本题的难点在于信息仅给出了一条等压线，所以解题关键是要求考生透过这一条等压线，想象出气压分布状况的基本态势。根据题干给出的N地气压高于P地，以及从图上读取的有关等压线在N、P两地弯曲方向的信息，可判断N地水平气压梯度力方向，进而根据所处纬度、此等压线为海平面等压线等信息，可判断此地在北半球、中纬度、近地面，风向为东北风，选项是A。考生可以根据已知等压线添画出几条辅助等压线，做题会更方便。

第2小题进一步考查“天气（降水）”。给你“气压”，考查“天气”，从思维上看，与天气直接相关的本应是“锋面”环节，但就本题具体分析看，图上左边多半个区域都盛吹东北风，右下方区域吹偏南风，在图示偏右区域形成锋面，P地成为低压中心或低压槽，M、N地可能成为高压脊，Q地位于M、N地一侧，气压高于P地；四地中最有可能出现阴雨天气的是P地，选项为C。

例2 （2007年国家命制的宁夏卷）图2为美国某城市某年8月某日22时等温线图。问：

1.若只考虑温度因素，则近地面N点的风向为

A.东北风 B.东南风

C.西北风 D.西南风

2.图3中与M、P、N一线上空等压面的剖面线相符合的示意图为

A. ① B. ② C. ③ D. ④

该题以“气温”等值线为切入信息，第1小题考查“风”，第2小题考查“气压”。主旨是考查考生对“气温”“风”“气压”之间关系的理解。

应该注意的是，第1小题已知信息“气温”与所问问题“风向”，这两个要素之间的因果关系思维是跳跃的。由“气温”可直接推出“氣压”状况，知道了“气压”，才能推出该点附近的“气压梯度力”，进而判断出N点的“风向”。所以，如果考生能想到“气温”与“风”之间有“气压”的思维环节，问题自然就迎刃而解。若想不到“气温”与“风”之间的关系，思维就会阻断。根据所学知识，在近地面，温度高的地方气压低，温度低的地方气压高，分析出N地附近气压分布形式，再由水平方向的风向是由高压吹向低压（风向应垂直于等压线），以及美国位于北半球，地转偏向力是向右偏的，推断出N地的风向是东南风或者偏南风，正确选项是B。

解答该小题的关键是：在由“气温”推断“风向”时，需要考生自己搭桥“气压”要素。“气温”→“气压”→“风向”有一个内在关系的思维链。

第2小题继续考查“气温”和“气压”之间的关系，只是延伸到了对高、低空气压不同的理解。考生可以由“气温”与“气压”的逻辑关系，推出近地面的M、P、N一线的等压面剖面线状态，而高、低空的气压分布状态正好是相反的。所以该小题答案是C。

由此看出，在高考中，“天气系统”各要素间的相互关系常是考查的重点。

三、“天气系统”教学中综合性逻辑思维链的建立与培养

其实，自然地理学中，关于气温、气压、风、气团、锋面、天气（降水）等各要素间着实存在一连串的内在关联，它们之间有着显著的因果逻辑关系，彼此相互联系、相互影响。所以在平时的教学过程中，应注重培养学生逐个分析和理解各要素以及它们之间相互关系的能力，有意识地帮助他们建立起一个系统的、综合性的逻辑推理分析的思维系统，学会有效链接各要素之间的关系。

（一）注重分析，明确“天气系统”各要素彼此间的内在联系

应熟练把握“天气系统”中气温、气压、风、锋面、天气（降水）等各要素之间的关系，学会对它们进行因果分析，切不可死记硬背。这是建立综合性逻辑推理分析思维的第一步。下面是各要素间具体的两两关系。

“气温”与“气压”：虽然理论上说在地表受热均匀情况下，同一水平面上空气密度分布均匀，气压相等。但现实生活中，由于地球表面各地受热状况不同，加上下垫面不均匀等因素影响，会出现各地气温的差异，从而产生空气的上升或下降运动：温度高的地方，空气上升，近地面形成低压，高空形成高压；温度低的地方，空气下沉，近地面形成高压，高空形成低压。

“气压”和“风”：高压区大量“堆积”空气，低压区空气“缺失”，在同一水平方向上，高低不同气压间就会产生气压梯度力，高压区积累到一定程度的空气就会“溢出”流向低压区，从而产生“风”。

“风（气团）”与“锋面”：从不同性质高压中心吹出来的风，可以想象成一团团空气即“气团”，它们在运行过程中，受源地自然环境特征以及所经下垫面等因素影响，性质迥然不同。不同性质的气团一旦相遇，就会形成性质不同的锋面系统。

“锋面”与“天气”：不同性质的锋面（冷锋或暖锋等），可在锋前、锋后或其所经过地区，带来不同的天气状况：或降水，或大风，或晴朗等。冷锋通常致使其锋后地区降水，暖锋则在其前方致雨。

（二）强调综合，建立系统性的逻辑推理分析的思维链

只有分析，没有综合，只会把事情搞得越来越复杂，形成不了系统的整体认识。要在分析的基础上，看到“天气系统”各要素两两间的因果关系是一环扣一环的，产生的内在逻辑关系组成思维上的一个整体认识链环，要培养学生建立这样一个系统的、综合性的逻辑推理分析思维链，才能使考生自如应对各种“天气系统”的考核内容。

这个思维链，可简单图示如下：

气温→气压（水平气压梯度力）→风（气团）→锋面→天气（降水）。

也就是只要知道了一地气温，就可以推出一地的气压状况；知道了一地的气压状况，就可以推出当地的水平气压梯度力，进而判断出风向；知道了一地的风向，其间出来的气团（冷气团或暖气团）在运行过程中，可能和其他气团交绥，产生不同的锋面系统；不同性质的锋面系统，给所经过地区带来不同的天气状况。

学生在头脑中牢牢建立起这样一个清晰的综合性逻辑分析推理思维链，不管试题所呈现的信息是哪个环节上的要素（或气温，或气压，或风，或锋面），都不用担心思维上的“断裂”；可以依据思维链，找出中间缺失的环节要素，自己搭桥把思维引过去，建立顺畅的推理分析过程，再也不用惧怕“天气系统”试题的任何考核内容。

（三）强化训练，将理论认识上的“思维链”付诸实践与应用

每一个环节分析讲解完毕，教师都应精心选择、准备一些思维考核清晰、有代表性的高质量习题反复让学生训练；在实践过程中，可能会发现原来理解上存在的不足，再进一步反促学习和探究。只有不断训练、应用，才会熟能生巧真正掌握，而不是机械化地记忆。

应用这个思维链，再来分析一道高考试题。

例3 （2012年山东文综卷）某科考队结束了两个月的海上考察，于4月21日返回到P地。图4为P地所在区域当日某时地面形势图。

设问：此时可能出现连续性降水的地方是

A. ① B. ② C. ③ D. ④

该题所给地面形势图上的主要信息是“风”，“气压（等压线）”是辅助信息（没有气压值），主旨是考查“风”与“天气（降水）”之间的关系。

如果考生头脑中有上边的思维链，就会清楚：与“天气”状况直接相关的是“锋面”，而不是已知信息“风”，所以需要在思维上搭桥“锋面”；根据不同风向的“风”（具有不同性质的风）形成不同性质的“锋面”，并在风向图上想象出锋面位置，然后判断各地的降水可能性。

其实，题目最初的设计是只给一个“风向”分布图（图5），图上没有等压线，需要考生单纯由“风”的信息，去分析、推理各地的天气状况。但后经审题教师商议，认为由“风”到“天气”的分析，思维有较大跳跃性，平时很少或者基本没有这样练过（言外之意，缺少一个综合性的完整的逻辑思维过程），担心考生无从下手思考问題。在图上呈现出等压线，其实有助于考生想象锋面的位置及判断各地到底位于锋前还是锋后。也可以使不知道怎样将“风”和“天气”进行思维链接的考生，借助等压线去猜测，试题考核难度降低了。

正确的解题思路：不同风向的风可带来不同性质的气团，不同性质的气团相遇会产生不同性质的锋面系统，不同性质的锋面系统可给各地带来不同的天气。“风”“气团”“锋面”“天气”各环节紧紧相扣，有一个系统、严密的自然地理逻辑推理过程。①地和④地均为单一冷气团控制，大气稳定，天气晴朗；②地、③地附近风向则均有突变现象，说明有冷暖气流的交绥；②地附近冷气团占主导地位，冷气团推动暖气团移动，产生冷锋，冷锋是后方出现阵性降水，而②地位于冷锋前方；③地附近南来的暖气团占主导地位，暖气团推动冷气团移动，产生暖锋，暖锋前方会出现连续性降水。因此正确选项为C。

关于“天气系统”平时的教学，教师既应注重气温、气压、风、锋面等单要素间因果关系的分析，又要注重将它们整合作为一个整体，有意识地让学生建立关于“天气系统”的综合性逻辑推理分析的思维链，并借助于一些实际问题或者习题不断应用之，才能使学生真正理解和把握“天气系统”的教学和考核内容。