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成丽 | 空间尺度思想在高中地理教学中的渗透——以湘教版选择性必修1“地表形态与人类活动”为例
学科思想是学科核心素养最重要的源泉和基础。“学科专家思维”是学科核心素养培养的要点之一。让学生像地理学家一样认识地理问题的关键在于把学科专家的研究方式转化为学生的学习方式。尺度思想是地理学重要的思想之一。
目前,大多数地理学家都已认识到科学研究中尺度问题的重要性,并且在研究过程中自觉或不自觉地使用了尺度转换方法或技术。因此,在高中地理教学中需重视培养学生的尺度观。
有学者对地理教育中空间尺度思想的基本内容做了系统的梳理,其要点见表1。

表1 空间尺度思想的基本内容
空间尺度思想的五点内容之间相互联系、相互影响。因“尺度划分”形成了不同尺度的区域,从而有了“尺度关联”“尺度效应”等;因存在“尺度效应”和“尺度推绎”,所以在分析问题时需要进行“尺度选择”。在理解空间尺度思想时不能将上述五点割裂,在应用空间尺度思想分析问题时应多角度综合考虑。
笔者在调研听课中发现,大部分教师在教学设计及课堂教学时存在尺度思想意识淡薄、内涵模糊的问题。
因此,本文以湘教版选择性必修1“地表形态与人类活动”一课为例,探讨如何在地理课堂教学中渗透空间尺度思想。
空间尺度思想并不是地理学科的具体知识,它是内隐在教学内容中的;作为学科的观念、方法,需要学生在学习的过程中体悟和内化。因此,深度挖掘课标和教材,创设真实情境,生成阶梯式问题链,让学生在解决问题的过程中感悟空间尺度思想是将其落实到地理课堂的具体路径。
(一)解读课标,明晰其蕴含的空间尺度思想
课标解读能帮助教师厘清“学什么内容”“学到什么程度”“用什么方式去学习”等教学设计的基本问题,这些问题将成为教学设计的“明线”。除此之外,部分课标内容也蕴含地理学思想方法,如尺度思想、时空关联思想、人地协调思想等,教师需深入理解课标内容中的核心概念,明晰其中隐含的地理学思想方法,形成教学设计的“暗线”。
本课对应的课标内容为“结合实例,说明人类活动与地表形态的关系”。其核心概念包括“人类活动”“地表形态”“人类活动与地表形态的关系”。
“人类活动”包括农业、工业、商业、交通和工程建设等。
“地表形态”简称地形,指的是固体地球表面形态特征。
以外部形态为指标可分为平原、丘陵、高原、山地和盆地,这也是从较大空间尺度认识区域地形的方法。一个大地形区可能包含不同的次级地形区,如青藏高原内部包括柴达木盆地、冈底斯山脉、拉萨河谷地等。从较小空间尺度来看,山地的内部又可分为山峰、山脊、鞍部、陡崖、山谷等不同地形部位;从微观空间尺度来看,山体还存在海拔、坡度、坡向的差异,河谷中有阶地、河漫滩、河床之分。
“人类活动与地表形态的关系”中,“关系”强调的是双向作用。
地表形态对人类活动具有限制性、条件性的影响,如山区和平原地区聚落、农业生产、交通、商业网点等呈现出不同的特点。从大尺度来看,不同地形类型如平原、山区影响聚落的分布格局(数量、密度、规模、空间组合等)和交通线的类型与密度;从小尺度来看,山区不同地形部位如山脊、山谷及坡度等影响聚落和交通线的选址(线)和形态。
人类通过改变植被覆盖率、拦河筑坝、修筑梯田等活动影响地表的物质流动和能量分配,已成为地球上另一种“地质营力”,迅速而剧烈地改变地表形态,而这种影响的结果会产生反馈机制反作用于人类,不仅影响当地,还会在更大尺度空间上产生影响。
通过对核心概念的解读可以看出该课标关联人地协调思想和空间尺度思想。
蕴含空间尺度思想的课标内容中还有许多。例如:地域分异规律包含大尺度的全球性分异、全大陆分异,中尺度的垂直带性分异及小尺度的地方性分异。农业的区位分析中,在大尺度上决定农作物地区分布的主要因素是气候;在小尺度区域内,如江南丘陵内部,影响农业布局的主要因素为地形;在城市的郊区,影响农业类型和规模的主要因素是市场……
对这些课标内容的准确理解,一方面需要深入解读其指向的教学内容,另一方面需要关联学科思想方法,明晰其内隐的学科思维路径。
(二)研读教材,领悟其渗透的空间尺度思想
教材的许多章节中渗透着空间尺度思想,教师在研读教材的过程中,要领悟编者的编写意图。
湘教版选择性必修1“地表形态与人类活动”的内容渗透了“尺度效应”和“尺度选择”。
“地形对交通线路分布影响”包括:从较大尺度来看,我国地势西高东低、呈三级阶梯状分布,交通线的分布也呈现出东密西疏的格局;从中尺度来看,四川省内分为川西高原和四川盆地两个主要地形区,四川盆地交通线呈网状,川西高原的公路多呈“之”字形;从较小尺度来看,兰州位于河谷地带,因地形限制,兰州城内的主干道沿河谷分布,呈东西走向,南北走向的交通线均较短。
“地形对聚落分布的影响”包括:从较大尺度来看,我国北方平原地区和南方丘陵地区村落的规模、空间组合差异较大;从中尺度来看,云贵高原内部有山区和高原平坝,城镇(以丽江古城为例)分布在地形相对平坦的坝子中;从较小尺度来看,河谷是山区聚落的理想选择地,河谷里可分为谷坡、河流阶地、谷底等不同地形部位,半坡村落的先民在聚落选址时优先选择的是河流阶地。
教材编写的逻辑中蕴含着改变空间尺度观察地理事象的方法,分别阐释不同空间尺度视域下地形对交通线路、聚落的分布产生了不一致的影响。但其呈现方式较为内隐,部分教师在教学中仅重视对具体知识结论的归纳而忽略了对空间尺度思想的渗透和培育。
(三)设置情境,有序呈现空间尺度思想问题
《普通高中地理课程标准(2017年版)》指出:问题的设计需要依托情境,应创设真实情境,让学生在一个贯穿全过程情境中,发现并探究基于情境的问题链条,通过解决真实问题发展地理思维。
因此,对教材进行“二次开发”、重新设置情境就显得尤为必要。教师在选择教学情境时除了兼顾情境的真实性、复杂性、探究性、贯穿性之外,还可基于空间尺度思想来选择相应情境,并按空间尺度的大小或有序或“变焦”呈现相关地理信息,将空间尺度思想予以外显。
教材“阅读”部分以元阳梯田为例来阐述人类活动对地理环境的影响。元阳梯田是世界文化遗产,该景观体现了优秀的地域文化,其蕴含的价值观有利于培养学生人地共生、协调相处的理念,有较高的育人价值,因此保留使用。
除此之外,增补了关联空间尺度思想的相关教学资源。教学的线索按空间尺度由大到小依次呈现,具体为:我国不同地形类型对城市分布格局的影响;南通和红河哈尼族彝族自治州地形对城镇规模、形态的影响;红河哈尼族彝族自治州元阳县不同地形部位对县城选址的影响;元阳县攀枝花乡(元阳梯田区)海拔、坡度、坡向对村寨选址的影响。
最后以元阳梯田及当地水电开发为例说明人类活动对地形的影响及其对人类的反馈作用。
(四)问题引领,思维操练内化空间尺度思想
在设置与空间尺度思想相关情境的同时,教师要基于情境设计阶梯式问题,围绕问题解决开展相关学习活动,让学生在活动任务中经历思维操练,增强其对空间尺度的敏感性,逐步形成尺度转换思维及尺度关联视角,内化空间尺度思想。以下,笔者结合教学中的一些片断来阐述该问题。
1.形成尺度划分观念
尺度划分是区域认知的基础,将复杂的地理事象按相似性和差异性拆分为容易观察的各个部分,便于认识区域的特征及区域间的差异,从而实现对地理环境的认识。
课堂教学中,学生可通过学习活动感悟“划分不同尺度空间”这一思维方式,逐步形成尺度划分的观念,提升区域认知能力。
教学片断1:呈现“中国城市分布图”(图略),归纳我国城市的分布格局。
生1:东部城市数量多,大城市多;西部城市数量少,中小城市较多。
生2:季风气候区城市多,非季风气候区城市少。
教师点拨:我国城市的分布存在明显的地区差异,同学们在描述这种差异时很自然地对中国进行了“划区”。把空间尺度较大的区域划分空间尺度较小的区域能帮助我们认识、描述地理事象的空间差异。如果结合“中国地形图”(略),你又会如何描述我国城市的分布格局?
学生小结(略)
2.提高尺度选择能力
尺度是认识世界的重要“工具”。尺度选择的适切性关联到分析问题的准确性。空间尺度越大,观察的范围越广,但内部的差异被缩略,具体细节无法判断。空间尺度越小,观察得越详尽,但视域较小,只能“窥见一斑”而非全貌。
在课堂教学中,学生可通过学习活动体会尺度选择的重要性,并能根据具体问题选择适切的空间尺度。
教学片断2:对比“江苏南通和云南红河哈尼族彝族自治州所辖的部分县(市、区)城镇的遥感图”(图略),分析两者的差异及其原因。
师生小结:平原地区的南通,城镇面积大,城市扩展时所受限制少,可以向四面扩展,多呈面状;主城区与邻近区县有连片发展的趋势;部分城镇沿江分布,向南拓展受限,呈条带状。地处云贵高原的红河哈尼族彝族自治州,地表崎岖,城镇多布局在谷地或盆地中,呈条带状;若地形较为开阔,带宽较大;如为盆地,也呈现为面状。
教师提问:读“中国城市分布图”与“地区城镇遥感图”,你的观察结果一样吗?
学生小结:在“中国城市分布图”中,城市表现为一个点;在区域遥感地图中,可以观察到城市的形态,城市与周围地形、河流、交通线等地理事物的关系。空间尺度越大,视角越宏观;空间尺度越小,呈现的细节就越多。因此,空间尺度的差异会影响到地理观察的结果。
3.增强尺度转换意识
空间尺度不同,地理事象的因果关系也会发生相应的转变。教师可通过真实情境设置认知冲突,激发学生探究热情,完善其认知结构,促进批判性思维的发展。
同时学生领会到若观察的空间尺度发生转换,在一种尺度上得到的结论并不一定适用于更大或者更小的尺度。在分析局地“特殊地理现象”时,要灵活通过“尺度放大或缩小”的方式来进行思维操练。
教学片断3:元阳县地处哀牢山区,1951年设县,原址位于新街镇,后因滑坡影响,于20世纪90年代搬迁至南沙镇。该县共有133个行政村,其中89个行政村位于海拔1050~2000米的中高山地区,海拔1050米以下的低山及河谷地区聚落较少,海拔2000米以上无聚落。图1为“元阳县城新址、旧址及其周边等高线地形图”,图2为“元阳县攀枝花乡局部等高线地形图”。一般而言,河谷地带是山区聚落的理想选址,为什么该县的大部分村落和县城旧址分布在中高山地区?它们分别选址在什么地形部位?原因可能有哪些?

图1

图2
学生小结:当地山高谷深,低海拔的河谷,受焚风影响,气候干热、蚊虫肆虐;海拔2000米以上的高山地区,冷而潮湿,野兽出没;中高山区气温适宜、降水适中,较为宜居,且有利于发展农业生产。县城旧址分布在较为宽阔的山脊上,气候较新址宜人。但随着城镇规模的扩大,新街镇发展空间不足;又因滑坡多发,县城搬迁。攀枝花乡的村落主要分布在向阳的缓坡和山脊处,采光、热量条件较好;距山间河谷不远,有利于引水进村。
教师点拨:在分析元阳县的气候特征时,需将其放在更大的空间尺度——位于我国西南地区,受到来自印度洋和太平洋季风的影响,总体水热条件好;同时要关注小空间尺度——山地走向、海拔、坡向的影响,从而导致县域内部光、热、水的差异,形成立体气候和干热河谷。从大尺度来看,云南大部分地区属于亚热带季风气候区,因海拔较高、纬度较低,冬无严寒、夏无酷暑。受崎岖地形的影响,多数聚落分布在地势低平的河谷平坝中。但若缩小尺度,到横断山区南部,当地河谷气候干旱炎热,与大尺度气候特征不一致,因此聚落的分布特征也不同于较大空间尺度视域下的结论。
4.构建尺度关联视角
地理环境是一个整体,大尺度和小尺度空间是镶嵌关系。不同尺度的区域之间相互联系,相互影响。通过案例分析,学生感悟到小尺度区域环境的变化会导致较大尺度的环境的变化。不同空间尺度上的地理事象相互影响、相互关联。
教学片断4:攀枝花乡有2万多人口,农业人口约占97%。绘制沙五寨与垭口村下方(甲与乙间)的地形剖面图并估算坡度,推测该处农业用地类型。
学生活动(略)
教师点拨:人类顺应自然改造地形有利于人地关系协调发展——哈尼族人民发展稻作梯田既满足了人类生存的需要,又保护了环境,同时还丰富了文化内涵,是人类与自然环境和谐共生的典范。
教师提问:除了开垦梯田,修建水库也是人类活动改变地表形态的方式之一。请分析当地水电开发可能产生的影响。
学生小结:河流上游地区修建水库不仅改变当地自然环境,对中下游径流量、输沙量也产生影响,影响其下游河道的演化,还有可能导致三角洲萎缩……
本文以“地表形态与人类活动”一课为例,选取了贯穿全课并体现空间尺度思想的真实情境,依次分析了不同空间尺度视域下地形对聚落的影响;通过元阳梯田和当地水电开发的话题,分析了人类活动对地形影响及其产生的反馈作用。
课堂教学的明线为“地表形态与人类活动的关系”,暗线为“尺度是分析地理问题时不可忽视的视角”。通过真实情境及情境问题的设计,开展了系列学习活动,既能帮助学生掌握相关学科知识,也通过空间尺度思想的渗透提升学生的地理思维;对“人地关系”的关注,帮助学生更好地理解人类与地理环境的关系。
培养学生以地理学独特的视角来认识世界是地理学的育人价值之一。在地理课堂教学中,教师不能把传承学科知识作为教学的主要目标。以地理学思想方法为逻辑起点,通过把握课标内容中的学科思想方法,创造性地使用教材,创设真实情境并设计合理的学习活动,是提升地理思维、培育学科核心素养的必由之路。
注:本文刊发于《新课程评论》2022/3「专题」栏目。本文摘要、关键词与参考文献等详情见纸刊。
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文 / 成丽
江苏省南通市教育科学研究院地理教研员,高级教师
评新课程,论大教育。《新课程评论》设置「名家」「专题」「前沿」「研究」「纵横」「弦歌」等栏目,刊载基础教育课程改革领域的理论成果和实践经验,以理性、建设性助力教育发展,展示一线教育教学成果,加强学术交流对话。
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