张北无限“风光”让北京绿色冬奥风光无限——“绿色能源与国家安全”专题教学设计

●安徽省宣城市第三中学 许万阳

2022年北京冬奥会,三大赛区26个场馆全部实现绿色供电,这不仅是人类能源史上的一次重要突破,也是多年来我国大力发展可再生能源的一个缩影。北京绿色冬奥为世界各国书写了一个可复制、可推广、有智慧的中国范本,真可谓是风光无限。北京绿色奥运的成功举办得益于张北无限“风光”,因为这些“绿电”主要是指河北张家口的光伏发电和风力发电通过张北柔性直流电网工程输入北京电网。如何依托这一大情境来对地理教材进行统筹安排,形成整体化、系统化、结构化的教学内容,从而达成学生地理学科核心素养的落地?笔者在研读相关教材的逻辑和内容结构、厘清课程标准的相关要求、分析学生的认知准备与心理准备的基础上,依据核心素养的相关要求确立了“树立绿色能源和国家安全理念”的大观念来统率本单元,将大单元主题凝练为“张北无限‘风光’让北京绿色冬奥风光无限”。

一、教学分析

能源问题是一个国家或地区国民经济持续发展和社会进步的重要保障,能源资源安全是国家安全体系的重要组成部分,通过资源的跨区域调配来保障能源安全和区域协调发展是一重大措施。基于此,本专题整合了人教版地理选择性必修2和选择性必修3教材的相关章节知识,分析如下。

1.课标分析。

选择性必修2,2.7“以某区域为例,说明产业转移和资源跨区域调配对区域发展的影响”;选择性必修3,3.1“结合实例,说明自然资源的数量、质量、空间分布与人类活动的关系”和3.2“以某种战略性矿产资源为例,分析其分布特点及开发利用现状”。课标要求中要么是以某区域或某种战略矿产资源为例,要么是结合实例,足可以看出要想落实这部分知识必须依托真实情境进行教学;课标中使用的行为动词为“说明”和“分析”,这就要求学生通过学习达到理解认知水平;课标中核心要求是对区域发展的影响以及与人类活动的关系,这是中学地理核心素养中人地协调观的中心地位体现,因而在具体教学中要突出对学生人地协调观的培养。

2.教材分析。

本专题是整合选择性必修3第二章《资源安全与国家安全》与选择性必修2第四章《区际联系与区域协调发展》相关内容而确定的复习专题。教材通过能源安全对国家安全的影响和保障能源安全的途径等方面进行分析,旨在增进学生理解自然环境对人类活动的影响,为培养人地协调观奠定基础。同时,也提升了学生利用所掌握的地理专业知识认识和评价现实问题的能力。教学中通过渗透绿色能源的开发和应用,目的为学生树立绿色发展理念,提升学生地理学科方面的品格和关键能力,培养学生家国情怀和可持续发展的意识。

3.学情分析。

此专题教学对象为高三学生,在新课学习的基础上进行教材整合。学生有一定的知识储备,具备一定的获取和处理地理信息、分析和探讨地理问题的能力,对学习和解答本专题有正向推动作用。

二、教学目标

通过对教材的整合可以将本专题教学目标确定为:了解绿色能源的优点并分析绿色能源的开发条件;认识我国能源现状和理解能源问题对国家安全的重要性;理解保障能源安全的主要途径,形成保护和节约能源的意识;辩证认识资源跨区域调配分别对调入区、调出区经济、环境、社会的影响。

三、教学过程

1.走进张北看“风光”。

(播放张北县荒漠化的视频、展示张北及周边地区图片和文字材料)张北县位于河北省西北部,内蒙古高原南缘的坝上地区,地处41°N,115°E。地质条件复杂,平均海拔1600米,大致分为东南坝头区、西部丘陵区、中部平原区三个类型区;属中温带大陆性季风气候,年平均气温3.2℃,夏季最高气温一般不超过28℃,年降水量300毫米左右,年平均日照时数2897.8小时,年平均7级以上大风日数30天左右。“坝上一场风,从春刮到冬,冬天白毛风,春天大黄风,立夏不起尘,起尘埋死人。”风,曾经造成张北盐碱、荒漠化等恶劣的自然环境,而太阳光也因强烈的紫外线照射令人头疼。

设问:①分析张北县“风”“光”丰富的自然原因。

②分析张北县荒漠化的自然原因。

设计意图 学生能根据问题情境的需求,合理地组织、调动各种相关知识与能力,培养获取和处理地理信息、分析地理问题的能力,能够采用正确的方法与工具认识区域,落实区域认知的核心素养培养。

2.瞄准“风光”定方向。

(展示张北县风能和太阳能开发的景观图和文字材料)风大光强这些曾经的劣势,如今成为张北发展新能源的坚实基础。张北全县10米高年平均风速6.2米/秒以上,70米高年平均风速达8米/秒以上,年平均可利用小时数为2300—2400小时,属于国家二类优质风能区,县域内风能资源可开发潜力达500万千瓦以上,为国家八大千万千瓦级风电基地之一;张北县年平均日照时数达2897.8小时,是河北省太阳能总辐射量最高区域之一,全县可开发光伏资源达1000万千瓦。张北转变思路,充分分析劣势,挖掘自身优势,高唱风光歌,先后引进中节能、国电集团、中广核集团等30余家大型新能源企业。

设问:①判断风力发电的最佳季节,并说明原因。

②分析张北县开发绿色能源的主要区位优势。

设计意图 通过进阶式问题的设置,引导学生对材料进行分析,深化对地理问题的思考,培养逻辑思维能力,渗透绿色发展理念,实现地理思维和人地协调观核心素养的落地。

3.携手发展。

(展示张北可再生能源柔性直流电网图和文字材料)风起风止,日升日落,新能源的随机性、波动性特征使得新能源大规模并网消纳成为世界性难题。张北柔直工程实现了柔性直流输电技术与新型装备技术的有效融合,通过构建世界首个具有网络特性的直流电网,使张北和康保新能源基地、丰宁抽水蓄能电站(由上水库和下水库组成)与北京负荷中心隔空“牵手”,将张家口地区风能、光能发出的绿色电能稳定地输往京津冀地区,助力北京冬奥会场馆实现奥运史上首次100%清洁能源供电。近年来张家口地区吸引高耗能的大数据产业纷纷落户。

设问:①说明丰宁抽水蓄能电站在图示电网中的作用。

②说明张北电网工程与该地大数据产业的相互促进作用。

③分别从北京和张北两地说明该输电工程建成后对其产生的影响。

设计意图 运用辩证思维评析开发利用决策中的得失,培养学生辩证思维能力;落实区域认知、地理思维和人地协调观核心素养的培养。

4.高瞻远瞩促兴邦。

(展示中国能源生产量和消费量的变化柱状图,中国能源消费结构图和中国石油、天然气的产量、进口量和对外依存度图,中国煤炭和石油的生产和消费的空间格局图和文字材料)党的十八大以来,我国能源绿色低碳转型取得重要进展。我国可再生能源装机规模突破10亿千瓦,水电、风电、太阳能发电、生物质发电装机均居世界第一,清洁能源消费占比从14.5%提升到25.5%,煤炭的清洁高效利用成效显著,煤电超低排放机组规模超过10亿千瓦,能效和排放水平全球领先。这十年,节能减排成效显著。我国以年均3%的能源消费增速支撑了年均6.5%的经济增长,能耗强度累计下降26.2%,相当于少用14亿吨标准煤,少排放29.4亿吨的二氧化碳,单位GDP二氧化碳排放强度的下降超额完成了自主贡献目标。

设问:①说出我国能源消费结构现状和存在的问题。

②说出保障我国未来能源安全可以采取的主要措施。

设计意图 引导学生树立正确的世界观和方法论,一切从实际出发,实事求是,尊重客观规律。通过对我国能源消费结构现状的分析,培养学生忧患意识、节约意识;通过对十年来我国能源绿色低碳转型取得成就的了解,增强学生中国特色社会主义“四个自信”和树立高远志向、认同奋斗成就幸福的观念,立志肩负起实现中华民族伟大复兴中国梦的时代重任。

四、教学反思

《普通高中地理课程标准(2017年版2020年修订)》中明确提出地理学对于解决当代人口、资源、环境和发展问题,建设美丽中国,维护全球生态安全具有重要作用。这就要求地理教育工作者从地理学科教学入手,渗透绿色发展理念,培养学生用地理眼光和地理思维为社会经济发展出谋划策,立志肩负时代发展的重任。本专题通过分析张北绿色能源的开发和调配,以及展示我国近十年来能源绿色低碳转型所取得的成就,潜移默化地渗透绿色发展理念,为学生理清了绿色能源安全与国家安全的关系,在学生心中根植了实现中华民族伟大复兴的中国梦。

高考评价体系中的“四层”考查内容和“四翼”考查要求,是通过情境与情境活动两类载体来实现的。本专题为高三复习课,为对接高考评价体系的要求,特意选取了绿色冬奥大背景,以张北绿色、清洁的可再生能源工程建设为情境。通过子情境的展示、进阶式问题的设置,带领学生立足绿色发展理念、聚焦能源安全与国家安全问题,引导学生关注国家经济社会发展和科技进步,培养学生家国情怀,形成关注地方、国家和全球地理问题及可持续发展问题的意识。通过带领学生从图、文材料中解读和处理信息,从单个区域到区域合作、区际联系的分析,体现了高考评价体系中基础性、综合性和应用性的考查,落实了人地协调观、综合思维、区域认知和地理实践力的地理学科核心素养。