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        時空尺度變化中的過程性思維

        2016-10-12 03:52:06
        地理教學 2016年17期
        關鍵詞:卡拉奇喀布爾時間尺度

        陳 林

        (武漢市常青第一中學, 湖北 武漢 430024)

        時空尺度變化中的過程性思維

        陳 林

        (武漢市常青第一中學, 湖北 武漢 430024)

        一、時空尺度慨念的意義

        時間尺度和空間尺度的劃分是科學研究的基礎。流星、地震過程以秒計時,滑坡、泥石流過程以分鐘計時,天氣現(xiàn)象以小時、天計時,植物生長以年、數(shù)十年計時,地質活動以十萬年、億年計時(見圖1),時間尺度因研究對象而變化。面對浩瀚的宇宙我們用光年度量,對地球的空間我們用千米度量。地理學在空間尺度上劃分了全球、大洲、國家、區(qū)域四個層次,隨著研究水平的提高,地理學對區(qū)域、小尺度空間研究更深入。

        圖1 地質時期的氣候變化

        時間尺度反應地理事物具有發(fā)生、發(fā)展的順序性、持續(xù)性??臻g尺度表達了地理事物的空間位置、與其他事物的組織關系或排列順序。在時間尺度和空間尺度的交互變化中,正確認識地理事物發(fā)生、發(fā)展的過程,可以幫助我們厘清不同空間尺度地理環(huán)境各組成要素間相互影響關系;地理環(huán)境各要素又是如何與整體環(huán)境協(xié)調(diào)一致。從特定的區(qū)域入手,以時間尺度為序,認識人類如何干預地理環(huán)境,發(fā)展特色產(chǎn)業(yè)或產(chǎn)業(yè)鏈,又是如何保護、修復地理環(huán)境,實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。以時空尺度變化的視角審視地理事物發(fā)生、發(fā)展的過程可以幫助我們分析地理環(huán)境的形成過程,養(yǎng)成探究地理問題的興趣,形成科學研究素養(yǎng)。

        二、透過地理原理,解析地理事物空間尺度變化的過程、環(huán)節(jié)

        熱力環(huán)流是生活中常見的的現(xiàn)象,其發(fā)生的過程、環(huán)節(jié),既有水平尺度又有空間尺度的變化,也有時間上的順序。分析此類問題也可以培養(yǎng)學生關注生活、熱愛地理學習的情操。

        例11 圖2為某地1000百帕和700百帕的等壓面等高線圖(單位:m)。讀圖回答1~ 3題。

        圖2 

        1.若該地等壓面的彎曲是由熱力環(huán)流引起的,則該地可能是

        A.夏季的湖泊 B.冬季的湖泊

        C.白天的城郊 D.夜晚的城郊

        2.若該地是北半球的中緯度某氣壓中心,則可能是

        A.中心氣流上升

        B.中心氣流下沉

        C.3300米高空氣流呈順時針流動輻合

        D.近地面氣流呈逆時針輻散

        3.若該地是南半球某地,則近地面風力最大的風向是

        A.東風 B.西風 C.南風 D.北風

        【過程性思維】

        ⑴分析材料明確空間尺度的差異

        海拔越高氣壓越低(空間尺度)→1000百帕→近地面(見圖3)→700百帕→高空(見圖4)

        ⑵將平面圖轉化為立體圖(見圖5)

        圖3 近地面

        圖4 高空

        圖5 剖面圖

        ⑶運用地理原理理順現(xiàn)象發(fā)生、發(fā)展的因果關系及過程

        冷熱不均→空氣垂直運動→近地面低壓→空氣上升→受熱

        夏季水體熱容量大,升溫慢→T湖<T岸→近湖面為高壓

        冬季水體熱容量大,降溫慢→T湖>T岸→近湖面為低壓

        城市熱島效應→T城>T郊→城郊近地面高壓

        ⑷近地面風向、風力

        空氣的水平運動為風→由高壓吹向低壓,南半球左偏→等壓面壓力差大,水平氣壓梯度力大→風力大

        參考答案:1.B 2.A 3.A

        三、切入點是解決時空尺度變化問題的鑰匙

        找到好的切入點猶如柳暗花明、撥云見日讓人豁然開朗,增強學生學習的愉悅感。在示意圖、統(tǒng)計表、分布曲線圖中,時常會看到極值點、平衡點、對稱點、轉折點,這些點往往就是好的切入點。

        (3) 人類對于日常一直看到的東西,有一種將其自然忽略與屏蔽的慣性,所以在突發(fā)事件發(fā)生時,燈光指示往往被忽略而達不到應有的指示作用。

        全球晝夜長短和正午太陽高度變化規(guī)律是時間尺度和空間尺度變化的典型問題,直射點在全球運動軌跡圖中,有春分、秋分平衡點,也有夏至、冬至轉折點,可以很好的利用這樣的切入點突破難點。

        【過程性思維】

        ⑴找切入點:從夏至、冬至、春分、秋分四個特殊節(jié)氣直射點位置入手(見圖6)

        圖6 

        ⑵夏至、冬至、春分、秋分四個特殊節(jié)氣正午太陽高度和晝夜長短變化圖(見圖7)

        圖7 

        從夏至、冬至、春分三個特殊節(jié)氣直射點位置入手,講清全球晝夜長短隨時間變化規(guī)律和正午太陽高度隨空間變化規(guī)律,是非常直觀的手段。

        圖7a中太陽直射23°26′N,①赤道以北,晝弧大于夜弧,緯度越高晝越長,北極圈內(nèi)極晝;②赤道以南,晝弧小于夜弧,緯度越高晝越短,南極圈內(nèi)極夜;③赤道晝夜平分;④北回歸線上正午太陽高度90°,向南北兩側遞減,直到晨昏圈太陽高度為0°。

        圖7 b中太陽直射2 3°2 6′S,與太陽直射23°26′N時相反。

        圖7c中太陽直射赤道,全球各地晝夜平分;正午太陽高度角由赤道向兩側遞減。

        圖8 

        把7a、7b、7c三圖組合在一起可觀察到,當直射點由南回歸線向北回歸線移動,即直射點向北移動的時空變化時,①赤道上晝夜始終平分;②同緯度值的北半球和南半球兩地晝長相加為24小時;③北半球各地晝變長,夜變短;④當直射點位于北半球時,北半球各地晝長夜短。

        例22 據(jù)圖9,歸納某國家交通運輸線路分布的特點。

        圖9 

        【過程性思維(以交通樞紐——莫斯科為切入點)】

        (1)觀察交通運輸線的類型→鐵路、管道、內(nèi)河航運;

        (2)分別描述各交通運輸線的分布特點→分布的疏密、分布的位置、走向、等級、長短等;

        (3)綜合歸納各交通運輸線分布的整體特點→是否相互連接,是否形成網(wǎng)絡等。

        參考答案:內(nèi)河航運南北向,運輸價值小;鐵路、管道東西向分布長,南北向短;油氣管道向西輸向鄰國。鐵路線多平行向西延伸,相互連接的樞紐站點少。

        四、按時間、空間尺度變化,分析地理事物影響因素

        從空間事物組織關系上找出影響地理事物區(qū)位因素是基礎,從時間順序上理順影響地理事物因素的因果關系是關鍵,有邏輯的表達地理事物發(fā)生、發(fā)展過程是能力。

        例3 3 閱讀圖文材料,回答下列各題。

        圖10A為世界某區(qū)域等高線示意圖,圖10B為區(qū)域圖中喀布爾和卡拉奇兩地的降水季節(jié)分配圖,圖10C為甲地河流流量的時間變化曲線。

        圖10 

        (1)分析說明喀布爾和卡拉奇的年降水量的差異。

        (2)描述喀布爾和卡拉奇兩地降水季節(jié)分配的差異,并分析其原因。

        (3)從河水的補給角度解釋圖10A中甲地河流流量兩晝夜的變化特點。

        【過程性思維】

        ⑴空間位置不同與對應降水量差異及成因

        空間位置:

        喀布爾,內(nèi)陸山區(qū),多地形雨。

        卡拉奇,沿海,夏季風不易到達,降水少。

        時間分布:

        喀布爾,冬季降水較多,年降水量多。

        卡拉奇,夏季風不易到達,年降水量少。

        ⑵降水季節(jié)差異及成因

        空間位置:

        喀布爾,地處西風南支支流,山地迎風坡。

        卡拉奇,終年基本受副熱帶高氣壓帶控制。

        時間分布:

        喀布爾,11月~次年5月份西風帶南移,降水較多。

        卡拉奇,夏季偶爾受西南季風影響,降水稍多。

        ⑶河水補給與流量變化

        空間位置:河流發(fā)源于內(nèi)陸高山→冰雪融水補給→流量與氣溫呈正相關。

        時間尺度:兩晝夜。按時間順序性推理:第一天流量變化幅度大,第二天變化幅度小。

        參考答案:(1)喀布爾年降水量大于卡拉奇??Σ紶柕靥巸?nèi)陸山區(qū),多地形雨;卡拉奇雖處沿海,但夏季風不易到達,降水少。

        (2)喀布爾降水集中在冬春季節(jié),冬、春季節(jié)受西風影響帶來降水;卡拉奇降水集中在夏季,夏季受西南季風影響帶來降水。

        (3)特點:流量第一天變化幅度大,第二天變化幅度?。ɑ虻谝惶熳兓却笥诘诙欤?。原因:河水以冰雪融水補給為主,流量隨氣溫而變化;第一天天氣晴朗,晝夜溫差大,流量晝夜變化大;第二天為陰天,晝夜溫差小,流量徑流晝夜變化小。

        五、從微觀入手、由點到面,厘清地理事物發(fā)生、發(fā)展過程

        改變分析的空間尺度能提供深入了解地理過程和現(xiàn)象的洞察力,能了解地理過程和現(xiàn)象在不同尺度上是如何相互聯(lián)系的。從微觀入手更容易發(fā)現(xiàn)問題,由點到面,轉換分析空間尺度,使學生深入理解地理過程。以時間尺度為序,認識人類如何干預地理環(huán)境過程,達到保護和修復地理環(huán)境,規(guī)劃區(qū)域可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。

        例44 圖11為R河流域及周邊地區(qū)圖。結合材料回答問題。

        R河塑造了世界著名的大峽谷,峽谷平均深度達1600m,R河中上游地區(qū)年降水量約為250~500mm,下游地區(qū)年降水量一般不足100mm。甲國在R河干支流上修建了近百座水庫和大型引水工程,促進了該國西部的城市和工農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

        R河大峽谷呈現(xiàn)出谷底荒漠、北壁林木蒼翠、南壁植物稀少的景觀,分別說明其成因。

        圖11 

        【過程性思維】

        ⑴微觀入手:北壁和南壁植被差異是微地貌產(chǎn)生的小氣候差異,由此處入手容易找到解決問題的突破口(見圖12)。

        ⑵由點到面,空間轉換:根據(jù)R河、大峽谷的緯度位置、海陸位置,進一步推知,該區(qū)域位于30°~40°大陸西岸偏內(nèi)陸。R河上游冬季受西南風影響稍長降水偏多,下游受副熱帶高壓影響稍長降水偏少。

        ⑶脆弱的生態(tài):因本區(qū)域降水較少,在R河干支流上修建了近百座水庫和大型引水工程,發(fā)展該國西部的城市和工農(nóng)業(yè),勢必引起新的生態(tài)問題,不利于可持續(xù)發(fā)展。

        圖12 

        參考答案:大峽谷深居內(nèi)陸,谷底受下沉氣流控制,降水稀少,形成荒漠景觀; 北壁為濕潤氣流的迎風坡,降水多,林木蒼翠;南壁為背風坡,降水少,植物稀少。

        宇宙是時間和空間的總和,時間和空間本身就是事物存在的基本形式,在時空交互變化中,弄清地理事物發(fā)生、發(fā)展過程,有助于感悟自然之美,也有助于引導同學終身欣賞和認識這個世界。

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