高考地理试题中的跨学科融合应用策略

吴佑娟

［摘 要］综合思维是地理高考考查的重要学科核心素养和能力。开展跨学科教学、运用跨学科知识与方法综合分析地理试题能培养学生综合运用多学科知识进行学习的意识，有效落实地理学科核心素养的培养。文章举例说明了跨学科知识、方法等在地理试题中的应用，提出了运用跨学科融合培养地理学科核心素养的教学建议。

［关键词］高考地理；跨学科融合；应用策略

［中图分类号］    G633.55            ［文献标识码］    A          ［文章编号］    1674-6058（2023）22-0081-04

一、跨学科融合教学的时代意义

新高考政策下，学生选科打破了原有的非理即文的学科组合方式，可以对学科进行自由组合，这在一定程度上加强了地理学科与物理、生物、化学、数学等学科的联系。新的选科方式也是落实基础教育为社会培养跨学科综合创新人才的重要途径。实践表明，用跨学科知识、思维解决单学科或多学科问题是部分学生欠缺的思维能力。基于新高考评价要求命制的高考试题充分体现“价值引领、素养导向、能力为重、知识为基”［1］的特征，重点考查学生运用知识、思维、方法解决真实复杂情境问题的综合能力和素养。而高考所考查的学生能力与素养主要是通过学生的答题思维反映出来。因此，在教学中运用跨学科融合培养学生答题、解决问题的综合思维和能力是很有必要的。

《义务教育地理课程标准（2022年版）》首次提出“跨学科主题学习”的要求，并指出“地理课程跨学科主题学习是基于学生的基础、体验和兴趣，围绕某一研究主题，以地理课程内容为主干，运用并整合其他课程的相关知识和方法，开展综合学习的一种方式”，要求用跨学科的思维与方法认识世界［2］。本文所指的跨学科融合是指在地理教学或学习中，综合运用其他一个或多个学科的知识、思维与方法辅助分析和解决地理问题的过程。新时代社会对综合性、创新性人才的需求日益增加，跨学科融合教学成为未来一段时期内中学教育的时代背景。根据最新高考评价要求，高中阶段应重视运用跨学科知识、思维与方法培养学生的逻辑思维、抽象思维、辩证思维等综合思维能力。从地理学的角度看，综合思维是指人们运用综合的观点认识地理环境的思维方式和能力［2］，是地理学科核心素养之一。跨学科融合教学对培养地理学科核心素养具有独特的教学价值，尤其是对地理综合思维。高中阶段学习备考任务重，多数学校开展跨学科研学实践或实验的时间和条件有限，在课堂教学中开展跨学科融合教学将成为培养学生跨学科能力的主要途径。基于此，笔者认为，将跨学科知识、思维与方法融合于地理试题解析过程，可以有效培养和提升学生的地理综合思维与跨学科能力。

二、运用数学思维方法培养逻辑思维与地理空间能力

1.运用数学关系式法分析比值或差值类陌生地理概念，培养学生要素综合思维能力

示例1：相对湿度是空气中实际水汽压与同温度条件下饱和水汽压的比值，用百分数表示。图1示意我国某大城市1975～2015年城區和郊区各月平均相对湿度。据此完成下题。

造成城区与郊区相对湿度差异的主要原因是城区较郊区：

A.气温高                B.蒸发（腾）强

C.降水量大            D.绿地面积大

本题中的“相对湿度”是一个比值类概念。首先运用数学等量关系式法构建比值类数学关系式，即相对湿度=（实际水汽压/饱和水汽压）×100%。将实际水汽压、饱和水汽压与相对湿度三者的要素关系转化为分子、分母与比值之间的数量关系，根据数学逻辑可知比值大，则分子大、分母小；比值小则分子小、分母大或分子分母都小（大），故该关系式存在两种推论。此时，就需要运用学科知识进一步分析，读图、类比得出城区相对湿度小于郊区，即关系式中的比值小，这说明分子（城区实际水汽压）小，分母（饱和水汽压）大或二者都小（大）。通过运用地理学科知识，对城区与郊区影响空气湿度的要素，如气温、降水、光照、下垫面含水量、植被、人类活动等要素一一类比分析，推出城区植被较少与硬底化面积大导致空气中实际水汽含量小，且受人类活动影响城区气温高于郊区。再结合物理学知识可知，气温越高，则饱和水汽压越高，说明城区实际水汽压小，饱和水汽压大这一推论是正确的。据此推出影响城区与郊区这一较小尺度范围内相对湿度差异的主要因素是气温差异。

在情境中出现多学科关联的陌生概念或名词是高考命题创新性、综合性的表现之一，正确解读陌生概念或名词是解答此类试题设问的关键。对于类似“a（地理概念）是b与c（a、b、c指代某种地理事物或现象或数值等）的比值/差值/距平/之和”等数值类地理概念，在解题时可根据地理概念中要素的数量或数值关系建立相应的数学等量关系式，如a=b/c或者a=b-c等，将要素关系转化为数量关系，综合运用与该陌生概念相关的多学科知识建立陌生概念与其他要素或地理事象之间的关联，在始终保持等量平衡关系的基础上综合分析即可得出答案。数学等量关系式思维方法除用于上述数值类陌生地理概念情境类试题外，还可以广泛用于人口统计分析、城市化水平变化分析、水量平衡关系应用、增长率与数量变化关系分析等与数量关系变化相关的内容。如2022年普通高等学校招生全国统一考试（乙卷）文科综合地理试题第1题（试题详见当年高考真题）是分析人口的变化特点，需要根据材料信息建立两个等量关系：人口总量=中心城区人口数量+中心城区以外地区人口数量、中心城区人口比重=中心城区人口数量/总人口数量，进而根据表格数据分析出结论。这类型的题目具有要素关系复杂、数量动态变化、结果分析多维等特征。运用数学等量关系式、类比思维等思维方法能快速理清要素关系，顺利扫除解题障碍，帮助学生在高效解题的同时，培养学生运用跨学科思维方法构建要素关联、进行要素综合的思维能力。

2.运用数形结合法提升学生空间感知与分析能力，培养时空综合思维

示例2：2021年10月16日，神舟十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，将我国3名航天员顺利送入距离地表约400千米的中国空间站。2022年4月16日，航天员安全返回地球。据此完成下题。

驻留期间，酒泉卫星发射中心发射塔与广州市区广州塔两地每天正午太阳高度的差值：

A.先变大后变小         B.先变小后变大

C.持续不断变大         D.始终保持不变

此题考查正午太阳高度角的年变化幅度，涉及时间变化、数值变化、空间类比等复杂关系。可运用数形结合法辅助解题。首先，画出太阳直射点移动轨迹示意图，标出航天员驻留期间太阳直射点的移动轨迹及广州与酒泉的相对纬度位置关系图（见图2），并以冬至日为例， 用数形结合法将酒泉、广州两地冬至日的正午太阳高度角计算公式转化为图中的a和b并标示出来。然后借助图2，运用正午太阳高度角相关知识分析，可以将设问问点“两地每天正午太阳高度的差值”这一数值转化为直观的图形，即图中的（b-a）部分，实际上就是广州与酒泉两地之间的纬度之差，而两地之间的纬度之差是不会随时间变化的，由此顺利解答本题。

数形结合法是将试题中的数量（或要素）关系转化为图形呈现的思维方法。这种方法能将抽象思维转化为具象思维，能使复杂的地理问题得以简化。“数”可用来描述或反应地理要素，“形”能反应地理空间、时间的变化或相互关系，数形结合能更直观地表示地理要素、时间、空间的变化或相互关系。运用数形结合法进行地理教学能有效培养学生的时空综合思维能力。尤其对于地球运动、大气运动、地理环境的整体性与差异性等时空综合性强、学习难度较大的内容，运用数形结合法可有效降低学习难度，提高学生的空间感知能力。如地形剖面图、等值线图、坐标统计图等都是典型的数形结合在地理学科中的体现。以高考试题中出现频率较高的坐标统计图为例，获取和解读信息时要注意数值与地理信息的融合理解：一是地理要素（图例）绝对数值大小的地理含义，即图中任意某点横、纵坐标数值所表示的地理信息，特别关注最值对应的相关信息；二是关注数值变化的地理含义，包括坐标中出现正负数值变化、數值横向或纵向变化趋势与起伏大小等所隐含的地理信息；三是运用类比思维进行数值或要素比较，如同一要素在不同时空的对比或同一时空条件下不同要素特征的对比等。

不同类型图表可反映要素与要素、要素与时间、要素与空间、时间与空间的相互关系，解读地理图表的过程就是运用跨学科的知识与思维方法对地理图表中的要素与时空进行比较与分类、归纳与演绎、分析与综合、抽象与概括的过程，能有效培养学生的要素综合与时空综合思维能力。

三、运用跨学科知识解读跨学科名词或概念，培养地方综合思维

示例3：溶解氧是指溶解在水体中的分子态氧，其含量变化与水温、盐度、有机质分解和生物活动等有关。自20世纪50年代以来，长江口外海域水体溶解氧低值区的面积不断增大，强度不断增加，夏季尤其显著，这对海洋生态环境产生了许多现实和潜在的影响。请分析长江口外海域水体溶解氧低值区在夏季强度显著增加的原因。

试题中的“溶解氧”是一个跨地理、化学、生物、物理等多学科的名词。解答时需关注材料中的概念描述，并借助其他学科的知识理解溶解氧与水温、盐度、有机质分解及生物活动的关系。结合生物、化学、物理、地理知识可获取以下信息：水中的氧气主要来源于大气压力作用下氧气向水中渗透溶解以及水生生物光合作用释放出的氧气；气体的溶解度随温度升高而减小，故温度越高，水中溶解氧越少；水生植物多，光合作用强会增加溶解氧；生物活动活跃时生物呼吸作用强，有机质分解快，这会加快溶解氧的消耗；表层水体盐度低，密度小，与深层水体垂直交换少，使得深层水体含氧量减少。综合以上信息构建要素关联，再针对“长江口外海域”这一特定区域在“夏季”这一特定时段的水温、盐度、生物活动等要素特征进行综合分析，推导答案。

地理学科的综合性特征及高考创新性、综合性的考查要求使得跨学科陌生名词或概念在高考试题中出现的频率呈现上升趋势，如2021年广东高考地理卷中出现了溶解氧、热融湖等6个陌生概念。解读陌生概念可按照以下思维路径获取信息：找出概念的定性描述——是什么（关联相关学科知识）；从概念描述中找出其在哪里（关注区域特征），其产生、形成或分布、发展变化等与哪些要素相关（建立要素、时空关联）；其有何作用、意义或影响（因果关联）等。之后，再结合试题中的具体区域、时间等信息进行区域综合分析。一些陌生概念的解读还需要借助其他学科的知识，例如2022年普通高等学校招生全国统一考试（甲卷）地理试题中的第44题（具体题目详见当年高考真题）中的“多氯联苯”。材料没有说明多氯联苯是什么，只说明“曾被广泛使用”，题目要求“分析该湖鱼类体内多氯联苯的来源，列出应采集的样品种类及采样点的位置，并说明理由”。解题时需要运用化学知识了解多氯联苯的化学成分是什么，从而理解它可能会在生产生活的哪些领域使用？运用生物和地理知识分析多氯联苯在自然界中的循环过程，这有助于理解它可能会在哪些地方残留或带来什么危害，进而辅助解答此题。地理试题中的陌生名词或概念的出现，加大了考生审读情境材料的心理难度，灵活运用跨学科知识准确理解陌生名词或概念，能提高学生解读或获取地理信息的效率，培养学生的地方综合思维能力。

四、地理跨学科融合教学建议

（一）提升教师的跨学科融合教学意识与跨学科能力素养

跨学科融合教学既是一种教学方式，又是一种教学理念。随着跨学科主题学习被写入义务教育课程标准，跨学科融合教学将会受到重视。教师要逐步提高跨学科融合教学的意识，有意识地在教学中引导学生养成运用跨学科知识、思维与方法分析和解决地理问题的意识与习惯。而教师自身的跨学科能力也会影响跨学科融合教学的效果。这要求教师既需要具备多学科的本体性知识，又需要具备整合跨学科资源并实施跨学科教学的能力［3］。跨学科融合教学对多数教师而言都是一个全新的挑战。面对这一挑战，教师首先要加强理论学习，熟悉跨学科融合教学的概念、理论基础与实施原则等相关理论知识，还要加强对跨学科通识性知识的融会贯通，不断提高自身的跨学科知识储备。其次，要积极开展跨学科融合教学实践，包括跨学科实验、研学实践、跨学科融合的课堂教学等。教师可先从一些典型且易操作的课题，如正午太阳高度角变化、模拟大气温室效应、热力环流等做起，设计并实施跨学科融合教学方案，在实践中反思改进。最后，发挥团队力量，与本学科或其他学科教师一起开展跨学科教学实践与研究。

（二）打破学科局限，强化学科关联与融合

部分教师的学科本位思想较为严重，这既制约了教师的专业发展，又不利于培养综合创新人才。开展跨学科融合教学要求教师打破学科本位的局限，更新教学理念，弱化学科界限，强化学科关联。地理学是典型的多学科交叉的综合性学科，与其他学科存在大量共通的跨学科知识，兼具科学思维与人文素养。教师在教学时应充分挖掘教材中的跨学科内容，分析其所涉及的跨学科知识、思想方法并进行有机融合；同时与其他学科教师开展跨学科备课与交流，构建跨学科融合教学实践方案，提升教师跨学科融合教学能力。

（三）跨学科融合教学要以核心素养的培养为目标导向

跨学科融合教学应培养学生的创新素养和实践能力，而不是单纯地为了强化对主体学科知识的理解与掌握。教师首先要明确学生发展核心素养与学科核心素养的基本内容与内涵，深入研读课程标准，围绕核心素养和教学内容，准确理解并设计素养目标。其次，围绕目标分析是否需要借助其他学科的知识或思维方法，探索达成素养目标的跨学科融合方式、手段，如课堂理论学习、模拟实验、户外实践、课后作业等。最后，通过思考达成素养目标的教学路径来确定如何构建跨学科融合的整体教学框架。

（四）跨学科融合教学的实施要适度

一是教学内容的选择要适度。虽然很多研究都列出了地理教材中几乎所有章节的跨学科内容，但不是所有的跨学科内容都适合或需要开展跨学科融合教学。二是跨学科知识、思维方法的选择要适度。由于不同学科对跨学科共通知识与思维方法研究的侧重点不同，在专业术语的表述上也存在較大区别。跨学科融合教学要注意相同的思维方法在不同学科中的应用方式不同。三是跨学科融合的深度要适度。基于高中学生的认知水平与思维能力，高考试题中的跨学科知识都是以基础的跨学科共通知识或者学科常识性知识为主，因此跨学科融合教学涉及的跨学科知识不能太难、太复杂，应侧重于多学科共通性知识的综合应用，而不是分开单独讲解某些学科知识。四是跨学科融合的时机选择要适度。如果是独立实施的跨学科融合教学课时或实践活动，融合的其他学科知识必须是学生已经学过的；若是在一节课的某个时段融合，则应该根据课堂教学需要和学生实际情况选择恰当时机，这样才能起到画龙点睛的作用。

（五）适当布置跨学科融合的课后作业，提高学生的跨学科学习意识与能力

布置跨学科融合的课后作业既是对课堂教学的延伸与拓展，又能考查学生迁移应用能力、综合思维与实践能力。有些模拟实验、户外观察、调查考察或模型道具的制作等活动无法在课堂上完成，而学校又不具备统一组织实施的条件时，可在教师的指导下设计成课后作业，由个人或以小组合作的形式完成；教师也可布置一些跨学科的综合性书面作业让学生独立完成，但教师对作业的完成过程要全程跟踪、适当指导。学生通过完成跨学科作业，能增强自身综合运用跨学科知识学习的意识，培养自身的整体观念和综合思维，提高自身的创新能力。

五、结语

以核心素养培养为主要目标、以核心素养评价为导向的新课程改革为跨学科融合教学的开展提供了实践平台，社会对综合性、创新性人才的需求为跨学科融合教学提供了广阔的前景，未来会有更多的学校、教师和学生关注并参与到跨学科融合教学的实践当中，共同推动跨学科融合教学理论与实践应用的完善与发展。

［   参   考   文   献   ］

［1］  中国高考报告学术委员会.高考评价体系解读（2023）［M］.北京：现代教育出版社，2022.

［2］  朱雪梅，王敏萱.跨学科主题学习：初中地理课程改革的新挑战［J］.地理教育，2022（7）：3-7.

［3］  中华人民共和国教育部.普通高中地理课程标准：2017年版2020 年修订［M］.北京：人民教育出版社，2020.

［4］  教师跨学科能力发展项目组，胡庆芳，朱远妃.教师跨学科能力的理想、现实与实现［J］.上海教育科研，2020（2）：76-78，46.

（责任编辑    陈    明）

［基金项目］本文系广东省教育科学“十四五”规划课题“基于STEAM教育理念的地理作业跨学科设计研究”（立项编号：2022YQJK275）的阶段性研究成果。