利用自然地理学基本概念提高解题能力的探索
2021-10-25许纪泉
摘 要:高中自然地理学逻辑性强,理解起来比较困难,是高考中出题难度比较大的内容,区分度较高。本文从自然地理学的基本概念出发,通过对自然地理学概念的详细剖析,提高读者对自然地理学的基本概念认知和解决自然地理现象的问题分析能力。
关键词:自然地理学;基本概念;解题能力
自然地理现象的认知理解困难的背后是对基本概念的把握不到位,在考试中很多概念不是直接考查的,而是隐含在对原理的理解中。解题技巧过度使用掩盖了对基本概念、基本原理的运用和掌握,所以高考解题过程中失分较多。自然地理原理具有客观性,一旦掌握基本原理、基本概念,很多难题自然迎刃而解。因此学生对于概念的学习不应停留在表面的记忆层面,而应该达到理解、分析、评价的深层要求。维果斯基提出概念学习不只是概念获得,也包含着概念转变[1]。地理概念是对地理现象、地理规律和原理的抽象概括和总结,是地理教与学的基础,也是培养学生地理思维的关键。
一、地球运动中的基本概念
地球自转运动,我们不能简单地想象成一个球体的转动。要想解决高中地理问题,应该有三种形式:一是经线在转动,半个圆绕着地轴在转;二是某地沿着纬线在转;三是某地所在的地平面在转。如下图(极地俯视地球自转图)所示:
地球自转一周,从此图中,可以获得这样的空间概念:
P点所在的经线PN以N为定点,扫过一圈;P点沿所在纬线(实线圈)跑过一周,Q点沿所在纬线(虚线圈)跑过一周。地平面转过一周。太阳入射光线与地平面的夹角在不断地变化,正是由于这个角度的不断变化,才引起了太阳高度的日变化。图中即为太阳直射赤道时,太阳入射光线与赤道某地地平面的夹角变化。掌握地平面、地轴、经线、纬线、经度、纬度这些基本概念以及它们之间的关系才能搞清楚类似的问题。它们之间的联系需要和自转运动相结合,建立起一种动态的概念。
(一)利用经线运动来建立时间量度问题
如上图所示(不考虑公转),地球总有半个球是夜、半个球是昼,从宇宙中的视角来看,太阳光总是从一个方向照射过来,所以这昼、夜两个半球的位置不变;当地球自转的时候,便产生了昼夜的更替。
1.时间的规定(静态的)。如图所示把白天对分的那些点为12时,把夜对分的点为0时(或24时);于是有了6时、18时,进一步分,我们可以在外圈上“刻”上24个时刻,就像宇宙中悬挂着一口24小时的“钟”,地球就套在这口“钟”里面。
2.地球上某一点总能正对着这口“钟”的某一刻度,对着几点该地时间就是几点。例如:图中P点正对着14时的刻度,P点就是14时。当地球自转时,该点就会离开这一刻度,而指向另一刻度;这就体现地球上某一点会随着地球的自转而产生时间的变动。
3.地球上“同一经线上的点,地方时相同”。从图中可以发现,同一条经线上的点,随着地球的运动,总是同时指对某一时刻或同时离开某一时刻;所以“同一经线上的点,地方时相同”。
(二)利用沿纬线运动思考昼夜长短和昼夜时数的问题。
甲图中P点该日的昼长为多少小时?
有一种做法是计算法,P点在晨线上,通过昼夜图,先读出P点的时刻为3点,半天为(12-3)9小时,昼长为18小时。结果出来了,但绕了一个大圈。如果从地球运动的角度去思考,更接近昼夜长短的本质。地球自转一周(一个昼夜),P点在其所在的纬线上跑了一周,晨昏线将这纬线分为昼弧和夜弧两部分,如果知道昼弧的长度就能知道昼长的时间。因此,过P点做一纬线圈(如图虚线所示),一共8份,6份为昼弧,所以(6/8)×24=18小时。
二、外力作用中的基本概念
地理学的研究对象处于不断变化的过程之中。地理学家看问题的方式之一就是要解释所观察的地理现象的空间变化。如果离开了地理学事件随时间演化的过程分析,就只能把地理學变成一门静态的、表象的甚至是僵死的学科[2]。自然地理学的地理过程包括气候演变过程、地貌演变过程、水文演变过程等。高中地理课程内容中含有大量的地理过程类内容,也是高考试题的热点考查角度。
(一)外力作用中力的大小与侵蚀、搬运、沉积现象
外力的来源有多方面的,如风力、流水、海浪、冰川等。所有这些外力的大小是在变化的,如果没有变化,都以大小恒定的力作用,那就只有侵蚀没有沉积了。侵蚀、搬运能力的大小与它们的速度有关,速度越大,侵蚀、搬运能力就越强;速度越小,侵蚀、搬运能力就越小。
以流水作用为例。流水速度在增大的过程中,侵蚀、搬运能力都在增强,但当流速开始变小时,侵蚀、搬运能力都明显变小;于是流水携带的物质就沉淀下来,表现为沉积作用。动力越大,能搬运的质量越大,颗粒也就越大;当动力变小时,质量大、颗粒大的物质首先沉积。
1.河流上游的沉积物颗粒粗,越往下游颗粒越细
河流上游的落差大、流速快,被搬运的颗粒越大;越到下游,流速越小,能搬运到下游的物质质量就越小、颗粒就越细。大颗粒的物质都在上游先沉积了。
2.沉积物的层理构造反映了流水速度的变化
层理是沉积岩的一个特征之一。沉积岩的物质来源是由外力(比如:流水)带来的,这些物质我们称为沉积物,它的颗粒有大有小,混杂一起;当流水速度变小时,搬运能力就减小,大颗粒、密度大的物质先沉积下来;当流水速度继续变小时,更小颗粒的物质依次沉积,于是出现了沉积物由粗到细的沉积排序;当下次洪水发生时,将会有一个新的由粗到细排序的沉积物沉积,这样就出现了分层的构造。
(二)在重力的作用下,一般地,总是由高处往低处搬,所以高处侵蚀,低处沉积。某地被侵蚀时期总是先要隆起,被沉积时期总是先要下沉。
下图所示,甲、乙、丙、丁为四个不同的地质时期。甲时期:A上升、B下沉,A高B低;乙时期:A侵蚀、变低,B沉积、变高;丙时期:A下沉、变低,B上升、变高;丁时期:A沉积、变高,B侵蚀、变低。
如果对A、B的地质过程分别进行描述,就是:A——抬升隆起、侵蚀,下沉凹陷、沉积;B——下沉凹陷、沉积,抬升隆起、侵蚀。上述过程中,如果产生新的断层,那么又怎么判断年代的先后?先有沉积岩石等,然后才有断层;岩层被断层切断并错位,可以得出一个结论:被破坏的岩层形成得早。而沉积岩一般总是“老的在下,新的在上”,喷出岩总是覆盖在上面。
三、气候中的基本概念。
自然界的降水过程,一定是空气的冷却过程;因为对流层中的气温高层高于底层,所以大幅度冷却的过程一定有上升气流的存在。基本的概念就是:有气流的上升,就有可能“成云、致雨”。按上升的原因不同,降水可以分为四种类型:台风雨、对流雨、锋面雨和地形雨。
(一)“迎风坡就会产生降水”一个误区
空气上升,必定导致空气冷却,但必须冷却到一定程度,大气中的水汽才能达到过饱和状态,才可能出现降水。迎风坡与降水关系,其实是跟山坡的高度有关:高山区,降水在半山腰;足够高,降水在山顶;不够高,就不产生降水。再一个,就是必须是抬升温暖湿润的风,才可能带来降水;寒冷干燥的冬季风的迎风坡就很少降水。在高山的植被分布中,森林带以上或以下部位会见到草甸、草场,比如:横断山区、天山等。天山的夏季牧场和冬季牧场,既有气温的因素作用,也有降水的因素作用。
(二)气候的分布与成因分析
1.气候分布是有规律可循的,但仅仅掌握一般规律是远远不够的。从高考要求来看,必须具体到某个小区域气候的特殊性,要对这一小区域的气候的分布和特点进行分析。气候主要是由气温和降水两个要素构成的,我们描述气候特征主要也是从这个要素去展开的,而且要考虑到水热的组合状况,而这一组合通常又是以年为单位来反映到时间上的变化。
气候特征通常是由气温和降水的年变化(也叫气温的年变化和降水直方图)来表现,这是一种数学统计,容易产生误解的是:会把某种气候定格在某个代表城市的统计图上,一说到亚热带季风气候以为都是跟上海一样。其实每一种气候的降水和气温都是一个范围(如上图所示),而且从统计图中我们还可以看出,相邻两种气候有一个交集,可以认为是气候的过渡区。
2.掌握气候必须要理解地理尺度。气候比较难掌握,是因为影响的因素多而且相互叠加,相似但又有差别,容易混淆。但如果我们有地理尺度的概念,可以帮助梳理一个顺序。首先,要想到的是热量。每一个热量带体现了最大尺度的气候差别,热带气候、亚热带气候、温带气候、寒带(极地)气候。其次,是降水。它跟大气环流密切相关,在前面热量带的基础上叠加上了降水的变化,有了不同的组合。最后,是更小尺度的因素影响。地形(迎风坡、背风坡),洋流等因素,都是在前面两个因素的基础上进一步叠加细化的。
结束语
2017年,我国教育部新制订了《普通高中地理课程标准》,其中最重要的变化是凝练了学科核心素养,即学生在学习地理课程后应达成的正确价值观念、必备品格和关键能力[3]。地理基本概念是高中地理学科知识架构的基础,是帮助学生形成科学地理概念的关键,系统准确的科学地理概念的形成又是学生形成完整、科学的高中地理学科体系的基础,所以高中地理教学中提升地理基本概念教学非常重要。
参考文献
[1]皋万莉.基于探究性學习的高中地理概念教学研究[P].上海:上海师范大学,2013.
[2]牛文元.理论地理学[M].北京:商务印书馆,1992:3-4.
[3]中华人民共和国教育部.普通高中地理课程标准[s].北京:人民教育出版社.2017.
作者简介:许纪泉(1981—),男,汉族,籍贯:山东济南,中学一级教师,硕士研究生。主要从事高中地理教学与科研工作。
基金项目:东营市胜利教育管理中心课题“高中地理教学中核心素养的培养”,No.2019xb036。