跨学科思维视域下地理试题答案的编制策略

曹志宏 曹玲玲

摘 要：地理试题渗透对学生跨学科思维的考查，不仅有利于增进教师跨学科课程教学的能力，也有利于学生跨学科思维的培育。本文以一道高三地理质检试题为例，探索基于跨学科思维的地理试题答案编制策略，即调取必备知识，分析问题设置；融合多学科，解释地理事象；运用专业语言，编写简练答案。

关键词：跨学科思维；试题分析；答案编制

中图分类号：G633.55       文献标识码：A       文章编号：1005-5207（2024）04-0033-03

为加强学科之间的关联性，促进课程综合化实施，发展学生核心素养，教育部颁布的《义务教育课程方案和课程标准（2022年版）》提出设立“跨学科主题”学习活动，且需要占总课时的10%以上［1］。这个变化发出了教育课程改革的强烈信号：即从长久以来各学科课程割裂和独立的形态，转向了不同学科间的融合；从强调学生各学科专业知识的培养，转向了跨学科概念和探索技能的培养［2］。跨学科主题学习可以使学生在不同学科间组建纽带，运用跨学科的探索技能，可以熟练地将不同学科的专业知识应用于复杂的问题中，能够培养学生更具创造性和创新性的问题解决能力，符合新时代高考着意考查的“进行新颖推测和设想并周密论证”等能力要求［3］。地理学科考试凸显学科育人价值，并发挥立德树人核心作用。地理试题作为地理学科考试的重要载体，在地理试题中融入跨学科主题学习，能够促进教师在教学过程中注重与其他学科的融合，快速掌握跨学科教学方法，并促进学生综合思维等核心素养的培育［4］。本文以广东省七校联合体2019届高三冲刺模拟地理试题第13题为例，试从跨学科思维的角度分析设计思路、明确考查目标、探索解题思路以及编制参考答案。

一、原题呈现，了解试题内容

（广东省七校联合体2019届高三冲刺模拟地理试题）阅读图文资料，完成下列要求。

材料一：钙华又称石灰华，其成因是由于岩溶地区的地下水或地表水在适宜的环境下，且往往是在植物作用（光合作用和呼吸作用）影响下，导致碳酸钙过饱和而沉积。钙华沉积的多少要看净光合作用（总光合作用减去总呼吸作用），净光合作用在一定低温（低于20 ℃）达到最大值。

材料二：光合作用与呼吸作用，碳酸钙的溶蚀与沉淀作用：

6CO2+6H2O[叶绿体]C6H12O6+6O2

CO2+CaCO3+H2O[]Ca2++2HCO3-

材料三：在青藏高原东缘横断山区，高原边缘的密集断裂给降水的渗流提供了通道，也使地下水因沟谷的切割，易于溢出形成饱含碳酸钙的喀斯特泉，泉水在山谷中溢出，一旦条件合适，水中的碳酸钙就会沉淀出来，在地表堆积成钙华。因此，横断山区从北到南形成一条钙华景观带。

（1）分析植物作用对钙华的影响。（6分）

（2）说明横断山区钙华景观形成的原因。（8分）

（3）相较于华南地区，探究横断山区不能形成峰丛、峰林的原因。（8分）

二、追本溯源，分析试题知识

1. 試题素材来源

钙华形成需要满足特定的条件，如特定的水温、水流速度、压力以及矿物质含量等。当这些条件得到满足时，含有碳酸氢钙的地下水会接近并出露于地表，由于二氧化碳的大量逸出，促使碳酸钙发生化学沉淀，这种沉淀物大量堆积后形成钙华。与喀斯特地貌相关的知识点在2019人教版地理教材第一册第四章“地貌”第一节“常见的地貌类型”中出现，主要讲述喀斯特地貌中的地表石灰岩在化学溶蚀作用下形成的峰林、残丘等地貌景观，以及地下石灰岩在化学溶蚀、再沉淀作用下形成的石笋、石柱等溶洞地貌景观，对地表钙华地貌景观鲜有涉及。培养学生相关知识点的知识迁移能力，促进对喀斯特地貌这一知识点的完全掌握，授课时就必须要补充钙华景观相关知识点，如钙华的特点、影响因素、形成过程以及发展趋势等。本题材料主要选自范晓2018年在《中国国家地理》上发表的“世界屋脊东缘的‘钙华花环横断山的奇异喀斯特”一文，《中国国家地理》由中国科学院主管，中国科学院地理科学与资源研究所和中国地理学会主办，其刊发的文章以及相关知识内容具有一定的专业性和权威性。试题材料一是摘取文章中钙华形成的相关表述；试题材料二提供了植物光合作用和呼吸作用的化学方程式，以及喀斯特地貌形成过程中石灰岩发生沉淀与溶解的化学方程式；试题材料三摘取文章中喀斯特泉的相关描述，阐释喀斯特泉和钙华景观带的形成过程与地质作用相关。

2. 地理景观的形成过程

横断山区钙华景观的形成过程因其特殊的地理位置而显得与众不同，鲜有峰林、石笋等常见的喀斯特地貌景观，大面积的石灰岩被溶蚀后不在地下溶洞沉积，而是出露地表堆积形成钙华滩、钙华池等。在钙华池中，钙华常常附着在植物树干枝条上沉淀，在光照条件下，水生植物的光合作用比呼吸作用更活跃，并通过消耗水中的二氧化碳促进钙华的形成。但在夜间，水生植物只进行呼吸作用，二氧化碳浓度升高，加速了钙华的溶解。而最终钙华的形成，要看净光合作用（总光合作用减去总呼吸作用）的大小。该地区位于青藏高原的东缘，是断层形成和断块抬升最显著的区域之一，由于地质构造极不稳定，断裂与钙华堆积区相互连通，为水体提供了深度循环的地质空间条件。溶解在水中的碳酸钙要重新沉淀，关键在于水中二氧化碳的逸出，来自深处的地下水涌出地表后压力骤然减小、高原高山蒸发量较大、断裂造成的地形陡坎多有跌水瀑布、水的流速加快使水面张力变小，这些因素都导致水中的二氧化碳更容易逸出，促成钙华在地表大量形成。

3. 地理景观的跨学科阐释

据试题材料可知，喀斯特作用就是石灰岩在不同温度和气压下的溶解与再沉淀，它是一个可逆的化学反应过程。首先，要有反应物，即可供溶解的石灰岩、二氧化碳和水，还要有反应的场所，即岩石中的断裂及裂隙；石灰岩被溶解后，在水中形成游离的碳酸氢根离子和钙离子，如果要进一步形成钙华，则需水中游离的碳酸氢根离子转化形成二氧化碳并逸出水体，而水中二氧化碳的浓度往往和植物作用（光合作用和呼吸作用）有着千丝万缕的联系［5］。所以第1小题设问植物作用对钙华形成的影响，需要运用生物学科思维和化学学科思维来解释地理景观（钙华）；第2小题紧随第1小题，设问横断山区钙华景观的形成原因，该题是对第1小题的补充，需要准确地获取与整理，材料一和材料二中的相关知识点才能梳理出相关答案；第3小题设问别出心裁，是一个比较类问题，相较于华南地区而言，横断山区为什么不容易形成峰林等地貌，言外之意就是通过材料三提供的信息，思考横断山区为什么容易出现喀斯特泉或者钙华景观带这一问题。

三、学科融合，编制试题答案

1. 地理、生物、化学跨学科融合，推演地貌形成过程

植物作用主要分为植物的光合作用和植物的呼吸作用，第1小题设问植物作用对钙华的影响，解题关键有两点：一是对钙华生成过程（沉淀）的影响，由材料二提供的第二个化学方程式可知钙华生成需要水中游离的钙离子和碳酸氢根离子沉淀出来，即需要水中二氧化碳的逸出；二是对钙华消失过程（溶解）的影响，由材料二易知钙华溶于水中需要二氧化碳参与。分析易得植物作用对钙华的影响，就是解释植物作用对二氧化碳的影响。由材料二提供的第一个化学方程式易知，植物光合作用需要二氧化碳作为反应物参与，光合作用越强，二氧化碳浓度越小；而植物呼吸作用需要二氧化碳作为生成物参与，呼吸作用越强，二氧化碳浓度越大。在植物作用中，光合作用需要叶绿素、酶和光照的参与，叶绿素和酶都是植物体内自带物质，而光照则需要阳光提供，即植物的光合作用只能在白天进行；呼吸作用的反应条件只需要酶的参与，植物自身即能提供，则植物呼吸作用一直在发生。一般而言，白天植物消耗的二氧化碳量大于生成的二氧化碳量，从材料一中可知，在温度低于20 ℃时，净光合作用达到最大值。二氧化碳在植物作用中是重要的参与者，并相应影响植物光合作用和呼吸作用的化学反应速率，从而间接影响钙华的沉淀与溶解。

第1小题的参考答案可以编制如下：白天，水生植物的光合作用大于呼吸作用，需要消耗水中的二氧化碳，促进水中碳酸氢根离子分解出二氧化碳，引起钙华沉淀。夜间，水生植物呼吸产生溶解于水的二氧化碳，与钙华发生反应，促进钙华的溶解。

2. 生物、地理跨学科融合，解释地理景观成因

地理景观的形成条件包括物质来源和内外营力两个方面。第2小题设问比较常规，想要了解横断山区钙华景观物质来源，需要了解当地水体中有大量游離的碳酸氢根离子，水体主要来源于大气降水和地下泉水补给，碳酸氢根离子需要大量的石灰岩溶解形成。从地理学科的角度，其物质来源主要是水体和游离的碳酸氢根离子释放二氧化碳，使得钙华沉淀；依据水循环和物质循环原理，钙华景观的形成主要是因为横断山区有大面积的石灰岩分布，地处季风的迎风坡，降水丰沛。且植被茂密，森林分布广，地表水体中生长着大量的水生植物，该地地势较高，大部分地区夏季白天气温低于20 ℃［6］，满足材料一中“净光合作用在一定低温（低于20 ℃）达到最大值”的已知条件，并符合第1小题的结论，“植物净光合作用强，可以促使水中的二氧化碳释放，加速钙华沉淀”。

第2小题的参考答案可以编制如下：横断山区石灰岩分布广泛；位于季风的迎风坡，雨量充沛；水体中存在着大量的水生植物；平均海拔较高，气候温凉，净光合作用大，钙华沉积较多。

3. 地理、化学、物理跨学科融合，阐述地质运动影响

在分析第2小题时发现，横断山区钙华形成过程中的水体一部分主要来源于季风带来的降水，另一部分主要来源于地下水，该地拥有大量的高原冷水钙华景观。高山上的冰川融化后，与地表水一同渗入岩层下部，在不断的水循环过程中，这部分水融入了很多来自石灰岩底部的碳酸钙；后来由于地壳运动，再加上地表流水的侵蚀作用，钙华面台出现断裂，这些含有大量碳酸钙的泉水不断涌出，而喷涌出来的泉水中，二氧化碳的分压又远高于外界环境，因此，泉水中的二氧化碳被大量释放，导致碳酸氢钙过度饱和，从而产生大量的钙华沉积物；多年之后，这些沉积物堆积到一定厚度，随着地质变化和水流侵蚀的作用，钙华沉积物顺应地势的变化逐渐呈现出梯田式的堆叠，最终形成不同形状的钙华沉积。

第2小题的参考答案还可以编制如下：横断山区石灰岩分布广泛；地处季风的迎风坡，雨量充沛；地形起伏较大，流速较快，断层和裂缝较多；深层地下水流出后，由于气压骤降，水中的二氧化碳容易逸出，生成钙华。

与华南地区的喀斯特地貌相似，横断山区也广泛分布着大面积的石灰岩。该地区位于青藏高原的东南边缘，地处季风的迎风坡，降水充沛。此外，数量众多的断裂为水循环提供了有利的通道。而石灰岩易被溶解，也证明该地区拥有充足的二氧化碳来源。第3小题提出“相较于华南地区，探究横断山区不能形成峰丛、峰林的原因”，考查学生的思辨能力。青藏高原是一个地壳强烈上升的区域，高原边缘（横断山区）上升幅度最大，山体抬升速度（V横断）快，喀斯特的溶蚀作用速度（V溶蚀）慢，水蚀作用对地表的塑造没有充足的时间，而在华南那样地壳相对平稳的区域，地壳隆升速度（V华南）慢，喀斯特溶蚀作用才能在峰丛、峰林、石林等地貌上体现出来，即V横断>V溶蚀>V华南。

第3小题的参考答案可以编制如下：由于横断山区位于地壳运动活跃地带，喀斯特溶蚀作用还未充分塑造地表，山体就已迅速抬升。与此相反，华南地区地壳相对稳定，长期受到流水的溶蚀作用，逐渐形成峰丛、峰林等景观。

四、明确思路，提炼试题编制策略

高考综合题的设问方式一般由三部分组成，即行为动词、地理事象和限定条件。行为动词是确定答题语言的具体要求；地理事象是设问的核心，对其进行解读时，需要根据其组成的要素、属性、过程等进行拆分，来拓展解题思路；限定条件是限定答题的方向、范围和角度［7］。解答地理综合题需要认真阅读设问，明确答题角度和框架，收集和整合相关信息，清晰准确地书写答案，并进行检查和修改。

1.调取必备知识，分析问题设置

在地理综合题的解题过程中，需要充分理解试题材料所提供的关键地理信息，结合所学知识，调取与试题相关的模块，运用地理图文信息的获取能力和理解整理能力［8］，对材料信息进行全面的解读，获取关键地理信息。再对试题问题设置进行解读，根据设问的行为动词，可以将设问分为列举类、描述类、分析类、论证类；依据设问的限制条件差异，可分为对比类、过程类。不同类型的设问，其答题的要求不同，需要区分并把握其特点，才能提升答题效率。

2.融合学科背景，解释地理事象

地理事象是问题设置的核心，设问往往围绕地理事象的形成原因、形成过程、演化方向和影响（意义）进行。解决这类问题，就需要围绕问题中地理事象的属性（时间、数量、空间）和组成要素进行分析，在分析过程中需要运用其他相关学科的背景知识。地理事象形成原因或形成过程，包括自然和人为两个方面，自然因素一般从自然环境要素间的相互影响、相互制约的角度分析；人为因素一般从人类活动对地理环境影响的角度切入分析。地理影响的分析需要从自然和人文两个角度进行。对于自然地理事物的地理影响，答案可以从地理环境的各个要素进行整理；人文地理的地理影响力应从经济效益、社会效益和生态环境效益3个方面进行分析，并结合具体试题的要求进行探讨。

3.运用专业语言，编写简练答案

在答案编写过程中，需要运用简练的地理专业语言。大部分学生在地理综合题的解答过程中都存在答案编写过于口语化、无法熟练并准确地运用地理专业术语等问题，因此，对学生进行答案编写语言的规范训练十分必要。（培养学生在获取、整理综合题中的图文信息之后，分析问题设置类型，运用必备地理知识和地理专业术语简练地编写出答案的能力）。答案的内容和逻辑思路可以反映出学生在学习过程中核心价值和学科素养的培养与渗透、学生在析题过程中对关键能力的掌握以及学生在答题过程中对必备知识的运用。

参考文献：

［1］ 中华人民共和国教育部.义务教育地理课程标准（2022年版）［M］.北京：北京师范大学出版社，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］ 于涵.新时代的高考定位与内容改革实施路徑［J］.中国考试，2019（1）：1-9.

［4］ 郭迎霞.高中地理跨学科整合教学的探索实践［J］.地理教育，2017（9）：6-8.

［5］ 范晓.世界屋脊东缘的“钙华花环” 横断山的奇异喀斯特［J］.中国国家地理，2018（12）：152-165.

［6］ 姚永慧，张百平，韩芳.基于Modis地表温度的横断山区气温估算及其时空规律分析［J］.地理学报，2011，66（07）：917-927.

［7］ 李永全.一道地理学术情境试题命制的路径解读［J］.地理教育，2020（11）：36-38.

［8］ 曹志宏.高考试题对关键能力的考查分析与解题思路构建——以2022年高考地理福建卷第17题为例［J］.地理教学，2023（8）：35-38.