張樹宏

地理是一門與生產(chǎn)生活實踐緊密結(jié)合的學(xué)科。地理教師在課堂教學(xué)的設(shè)計與實施中要努力創(chuàng)建真實的或盡可能接近真實的地理情境，引導(dǎo)學(xué)生生發(fā)出有真實學(xué)習(xí)需要的地理問題，驅(qū)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)探究，自主構(gòu)建知識原理體系，并將原理運用于日常生產(chǎn)和生活。以高中地理“大氣的垂直分層”教學(xué)為例。

一、教學(xué)流程

【環(huán)節(jié)一】 以喜聞樂見生活“小”事例創(chuàng)設(shè)引人入勝學(xué)科“大”情境，激發(fā)探究學(xué)習(xí)興趣

師：大家都喜歡旅行，請說說你旅行中去過的最遠的地方是哪里。

生：我國的新疆、西藏，美國的洛杉磯，非洲的利比里亞，歐洲的英國……

師：大家走過了很多地方，今天想不想進行一次脫離地表的研學(xué)之旅呢？我們今天研學(xué)的交通工具與以往不同，是熱氣球，它的球囊特別結(jié)實，承受極大的壓力也不破裂，內(nèi)充氫氣、氦氣等比空氣密度低的氣體以便升空，下面的加熱器也可以加熱氣體使氣球升空，我們坐在下面的密封艙里。假如我們乘坐熱氣球從溫暖的海灘起飛，隨著一聲呼嘯，氣球開始上升，離地面越來越遠……你將有哪些奇特的經(jīng)歷？看到哪些奇妙的景觀？又將面臨哪些危險呢？按照我們學(xué)校以往的研學(xué)慣例，出發(fā)前先要做“垂直大氣層的探空之旅”的旅行攻略。

設(shè)計意圖：旅行幾乎是課堂中每位學(xué)生都有過的愉快經(jīng)歷，以分享旅游地點切入，可以創(chuàng)設(shè)輕松愉悅的課堂氛圍;將旅行的形式轉(zhuǎn)變?yōu)椤按怪贝髿鈱拥奶娇罩谩保擅畹貙⒂麑W(xué)知識與學(xué)生喜歡的旅行結(jié)合在一起;熱氣球的描述，情境代入感極強，極大地激發(fā)了學(xué)生對大氣層展開區(qū)域認知的熱情。

【環(huán)節(jié)二】以真實的學(xué)習(xí)需要為先導(dǎo)，聚焦區(qū)域認知能力培養(yǎng)，引領(lǐng)課堂深度學(xué)習(xí)

師：出發(fā)前你需要了解大氣哪些方面的知識呢？

生1：密度、溫度、壓強、氣流運動、構(gòu)造、輻射、含氧量、下不下雨……

師：老師準備了一些資料，如果你覺得不全面的話，可以自己再上網(wǎng)搜索。（出示“大氣物理性質(zhì)垂直變化示意圖”，見圖1）大氣性質(zhì)在垂直方向上變化還是很大的，為便于研究，我們首先嘗試對大氣進行一下分層，怎樣劃分比較合適呢？

圖1 大氣物理性質(zhì)垂直變化示意圖

生2：我認為分五層比較合適，從溫度曲線的拐點分正好分為五層。

生3：我認為根據(jù)大氣成分分四層比較合適，最下面是氮氣氧氣層，向上是臭氧層、電離層、原子氧層。

師：區(qū)域劃分的原則是：同一區(qū)域多種要素趨同，不同區(qū)域要素特征相異。

生4： 我認為應(yīng)該根據(jù)溫度變化的拐點分四層，因為溫度影響空氣運動、密度等其他因素。

生5：支持，劃分為四層，氣壓變化也比較符合。

師：綜合多種因素看，劃分為四層比較合適，但因為我們今天是三個小組，所以把上面兩層合并，劃分為三層，以便于任務(wù)分配。

設(shè)計意圖：大氣在垂直方向的層次劃分原本是教材直接給出的結(jié)論，教師在教學(xué)設(shè)計中做了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整：不直接告訴學(xué)生結(jié)論，而是將分層可能涉及的要素材料呈現(xiàn)給學(xué)生，請學(xué)生自己觀察、分析、確定劃分的層次，這樣的轉(zhuǎn)化給學(xué)生創(chuàng)造了從圖表中觀察獲取信息、整合信息并進行要素綜合的機會，鍛煉了學(xué)生對大氣這個特殊區(qū)域的空間定位與空間覺察能力，將區(qū)域認知能力的培養(yǎng)提升到了較高水平。

【環(huán)節(jié)三】以指向應(yīng)用的實踐體驗為載體，解鎖綜合思維和地理實踐力，實現(xiàn)原理構(gòu)建深化

教師提供“垂直大氣層的探空之旅”研學(xué)旅行攻略制作要求。

（1）參考內(nèi)容

①冷暖變化（定性與定量結(jié)合描述）;②飛行平穩(wěn)度;③聽覺變化;④視覺變化（可能看到的景觀—迅速拉升的飛機、千姿百態(tài)的云朵、萬里晴空、大氣渾濁度增加、平穩(wěn)飛行的民航飛機、一閃即逝的流星、高速運行的人造衛(wèi)星、飛翔的小鳥、白雪皚皚的山頂、絢麗的極光）;⑤嗅覺變化;⑥可能的風(fēng)險。

（2）攻略形式

①請以示意符號的形式表現(xiàn)行程中的經(jīng)歷感受及景觀;②請將示意符號填繪在“大氣物理性質(zhì)垂直變化示意圖”上，符號標(biāo)注位置須對應(yīng)與其成因相關(guān)的大氣性質(zhì)。

（3）準備時間

將學(xué)生分成三組，每組分別負責(zé)一個大氣層的旅行攻略制作，同時對其他小組提出問題。制作過程中可以使用iPad上網(wǎng)收集資料。教師巡視各組，回答學(xué)生在研究過程中所遇到的問題。

設(shè)計意圖：制作旅行攻略是現(xiàn)實生活中旅行愛好者行前的必備環(huán)節(jié)。本節(jié)課將知識的探究過程轉(zhuǎn)化為制作旅行攻略的探究形式，助推學(xué)生以“大氣物理性質(zhì)垂直變化示意圖”為思維載體，運用空間推理的方法，由原因、條件探尋結(jié)果或由結(jié)果追究原因、條件，有助于學(xué)生深刻理解大氣各要素之間的內(nèi)在聯(lián)系，領(lǐng)悟自然環(huán)境對人類活動的影響，提升綜合思維素養(yǎng)。以示意符號表達的方式，有助于培養(yǎng)學(xué)生運用地圖符號進行分析表達的習(xí)慣，同時也增加科學(xué)探究的趣味性，有助于提升地理實踐力素養(yǎng)。

【環(huán)節(jié)四】搭建成果交流應(yīng)用平臺，促人地協(xié)調(diào)觀念落地，凸顯學(xué)科育人價值

教師明確展示要求：①對本組繪制的示意圖進行展示說明，簡要分析成因;②每組展示時間2～4分鐘，答疑時間3～5分鐘;③教師密切關(guān)注課堂問題生成，注重對疑難問題的點撥引領(lǐng)。

學(xué)生分組展示，交流分享，質(zhì)疑答疑。

小組1 ：對流層組

生1：對流層溫度上冷下暖，因為地面是大氣的主要熱源。

生2：該層飛行極不平穩(wěn)，原因是空氣以垂直運動為主。

生3：耳朵會有不適的感覺。

師：我們在較高山區(qū)乘車上行，耳朵有什么感覺？為什么會有這種現(xiàn)象？

生3：耳朵會有鼓脹的感覺，因為氣壓降低、密度減少。打個哈欠就好了，這樣可以平衡身體內(nèi)外的氣壓差。

生4：水汽多和塵埃多導(dǎo)致這一層大氣渾濁，下雨等復(fù)雜天氣現(xiàn)象都發(fā)生在這一層。

師：這一層天氣現(xiàn)象復(fù)雜多變的原因除了水汽多和塵埃多之外還有什么原因？

生4：氣流上升運動導(dǎo)致空氣降溫。

師：現(xiàn)實生活中有沒有現(xiàn)象能夠反映對流運動？比如，夏季的空調(diào)和冬季的暖氣安裝位置有什么不同？

生5：夏季空調(diào)安裝在房間較高位置，冬季暖氣安裝在房間較低位置，用的就是熱對流原理。

小組2：高層大氣組

生1：我們把這一層分成兩個小段，界線就在溫度的拐點處。第一段海拔上升溫度下降;第二段海拔上升溫度上升，原因是氧原子吸收紫外線，從上到下照射，上面吸收得多，因此上面溫度高。

生2：這一層的底層氣流運動以對流為主，但不劇烈。所以，雖然飛行不平穩(wěn)，但因為空氣稀薄，所以顛簸不太劇烈。

生3：在這一層可以看到流星，但不知道流星是怎么形成的。

生4：我們認為這一層還可以看到云，但很少，出現(xiàn)在拐點之下。因為云出現(xiàn)的條件之一是水汽，這一層應(yīng)該還有很少的水汽，因此會出現(xiàn)少量的云。

生5：我們的問題是，在這一層的高處能否看到人造衛(wèi)星。

生6：我認為看到人造衛(wèi)星的可能性不大，這一層空氣雖然稀薄但運動速度很大，如果有人造衛(wèi)星的話會像流星一樣與氣體摩擦被燒掉。

師：流星是星際空間的石塊或金屬塊與氣體摩擦產(chǎn)生的燃燒現(xiàn)象。高層大氣層空氣密度比較大，流星現(xiàn)象比較多;人造衛(wèi)星從海拔200千米到高層大氣層都有分布，但在高層大氣層偏多，因為高層大氣空氣稀薄，即使運動速度快，也不可能像流星那樣被燒掉。

生7：那極光現(xiàn)象是怎么回事呢？

師：極光現(xiàn)象是宇宙空間的高能帶電粒子與電離層中的高能帶電粒子碰撞激發(fā)產(chǎn)生的發(fā)光現(xiàn)象。

生8：極光一般發(fā)生在高緯度，因為兩極磁場強，對帶電粒子吸引力大。那么高層大氣層有云嗎？

師：云的形成條件一是要有水汽，二是水汽要有降溫條件，在高層大氣層雖然水汽少，但溫度極低，還是可以形成云的。這大概是海拔最高的云了，叫作夜光云，藍色，很漂亮。

生9：這一層有氧原子，為什么不是氧原子所在的高度溫度最高？

生10：因為太陽輻射來自上層，上層的太陽輻射被吸收得多，到了下層，雖然有氧原子，但已經(jīng)沒有多少太陽輻射可供吸收了。

師：看來，對于高層大氣，同學(xué)們的問題很多，大家可以把問題發(fā)到班級微信群里繼續(xù)討論。

小組3：平流層組

生1：這一層空氣上暖下冷，空氣運動以水平運動為主，因此不顛簸，飛行很平穩(wěn)。

生2：這一層水汽很少，天氣很晴朗。

生3：為什么最高溫度不出現(xiàn)在臭氧所在的層次？

生4：與前面討論的道理一樣，太陽輻射的紫外線從上面射下來，上面可供吸收的紫外線多;下面雖然臭氧多，但可供吸收的紫外線很少了。

生5：這一層的底部適合飛機飛行，原因是又平穩(wěn)又節(jié)省燃料。

師：飛機適合在這一層飛行的原因還有哪些？

生6：氣流平穩(wěn)、天氣晴朗、能見度高、小鳥等飛行生物和飛行物少。

師：截至目前，載人熱氣球的最高探空高度是由瑞士物理學(xué)家Auguste于1931年創(chuàng)造的，飛行高度為15787千米，Auguste險些為之付出生命的代價。人類的科學(xué)史總是伴隨著風(fēng)險與犧牲。雖然宇宙飛船、航天飛機早已穿越大氣層，但從旅行感受的角度看，目前最佳的交通工具還是熱氣球。今天同學(xué)們雖然對探空旅游的風(fēng)險有一定的預(yù)測并提出了一些應(yīng)對，但由于目前我們學(xué)科知識有限，可能還或多或少有些紙上談兵的意味，在此方面有興趣的同學(xué)可以課下繼續(xù)探究或?qū)韽氖潞教焓聵I(yè)。

設(shè)計意圖：通過展示交流、生生互問、師生互問，促進思維碰撞，有助于疑點澄清、難點突破，實現(xiàn)思考的深化、思維的活化、知識的拓展。討論最多的內(nèi)容是在不同大氣層環(huán)境中人的感受，并由此推及大氣狀況對人類活動的影響，有助于培養(yǎng)學(xué)生的人地協(xié)調(diào)觀念。教師在最后環(huán)節(jié)的總結(jié)提升呼應(yīng)了課堂初始情境，還原真實研究現(xiàn)狀，以科學(xué)家不畏艱難、求知求真的探索精神感召學(xué)生，鼓勵學(xué)生樹立獻身科學(xué)、造福人類的宏偉目標(biāo)，實現(xiàn)學(xué)科育人價值。

二、教學(xué)反思

本節(jié)課創(chuàng)設(shè)了極具代入感的“太空研學(xué)”情境以激發(fā)學(xué)生的探究興趣，以分組制作旅行攻略的活動貫穿始終，引導(dǎo)學(xué)生積極動腦、動手開展合作探究，實現(xiàn)了由“地”到“理”的知識構(gòu)建和由“理”到“地”的知識遷移應(yīng)用。

本節(jié)課的亮點表現(xiàn)在三個方面：一是在活動過程中以身邊事例為切入點激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，有效培養(yǎng)了學(xué)生區(qū)域認知和綜合思維能力。例如，在大氣的垂直分層環(huán)節(jié)，學(xué)生結(jié)合“大氣物理性質(zhì)垂直變化示意圖”嘗試對大氣進行垂直方向的分層，分別發(fā)表了自己的見解，由開始的僅根據(jù)單一要素進行分層到最后的多種要素綜合考慮，在思維的轉(zhuǎn)變過程中初步樹立了從空間視角認識地理事物和現(xiàn)象的意識以及培養(yǎng)了對地理事物和現(xiàn)象的空間格局的觀察力，初步學(xué)會從綜合角度進行垂直方向上的區(qū)域比較和區(qū)域劃分，提高了學(xué)生的區(qū)域認知和綜合思維能力。二是以真實的生活需要為活動形式，引導(dǎo)學(xué)生自主合作構(gòu)建知識原理，實現(xiàn)了綜合思維以及地理實踐力的提升。例如，在制作攻略的環(huán)節(jié)，學(xué)生要根據(jù)大氣各個要素的特征推理出可能發(fā)生在大氣中的現(xiàn)象、氣流運動特征以及對人類活動的影響，必然要通過自主學(xué)習(xí)深入理解大氣環(huán)境各個要素之間的聯(lián)系以及自然環(huán)境與人類活動的影響，運用綜合的觀點和方法認識地理環(huán)境的思維品質(zhì)和能力便在潛移默化中得以生成。學(xué)生在研學(xué)旅行的任務(wù)驅(qū)動下生成了很多問題，通過思考討論、網(wǎng)上搜索、課堂思維碰撞也解決了很多問題，充分說明學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中進行了非常深入的思考，實現(xiàn)了課堂的深度學(xué)習(xí)，這是本節(jié)課最大的亮點。三是有助于學(xué)生樹立“生活處處皆地理”的意識，學(xué)會從地理視角、用地理原理觀察分析人類的生產(chǎn)生活活動，將人地協(xié)調(diào)觀念根植于心。

參考文獻

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（作者系北京中學(xué)地理教師，中學(xué)高級教師，特級教師）

責(zé)任編輯：孫昕