浅析高中地理冰冻圈普及的不足

江西 刘 磊

高中地理教材中涉及的地球圈层结构知识分为地球内部和外部圈层，内部圈层包括地壳、地幔与地核，外部圈层包括大气圈、水圈、生物圈。而与内、外部圈层有集合、交叉且存在地球表层的冰冻圈普及较少。近年来，高考地理试题对冰冻圈相关知识点考查频率的增加，表明对学生认识和理解冰冻圈的要求在逐步提高。因此，在高中地理课堂相应地增加对冰冻圈内容的介绍，将有助于加强学生对地球圈层结构的全面了解，提高学生对地理学研究对象的综合认知水平，构建并完善地理逻辑思维，最终塑造中学生人地协调发展观念并提高地理学科核心素养。

一、中学地理学科核心素养要求

《普通高中地理课程标准(2017年版2020年修订)》(以下简称《课程标准》)提出的中学地理学科核心素养为人地协调观、综合思维、区域认知、地理实践力。高中地理教材涵盖自然地理、人文地理、区域地理等内容，与实际生活密切相关，教师向学生讲解发生在身边的地理现象，学生通过学习掌握这些地理事物的产生原因、经过以及发生、发展过程，探究其中所涉及的地理学科问题，构建属于学生自身的地理知识与经验，并逐步形成学生对地理学科学习的浓厚兴趣与积极态度。地理学科核心素养的形成，可以提高学生在地理学习过程中将课本知识转换为解决实际生活中地理问题的能力。地球表面各大要素之间的相互作用和相互影响的基本特征告诉我们不能孤立、片面地认识地球表面的地理要素和地理事物，而应从综合、宏观的角度，把事物各要素作为整体的一个部分去理解其形成的原因、过程和影响。因此，在学习了地球圈层结构中大气圈、水圈、生物圈和岩石圈之后，拓展冰冻圈相关知识，有助于学生加强对地球圈层整体结构的掌握，可以更好地引导学生在地理学科学习过程中对地球圈层进行系统全面的思考。

二、何为冰冻圈

冰冻圈(Cryosphere)——地球表层系统五大圈层之一，是指地球表层具有一定厚度并连续分布的负温圈层，又称冰雪圈、冰圈或冷圈。这个圈层的水体一般呈自然冻结状态，主要包括冰川、冻土、积雪、海冰、河冰、湖冰等六大要素。在地球上广泛分布于高纬度的南北两极、格陵兰岛，中低纬度的高海拔山地，如我国的青藏高原、天山，非洲的乞力马扎罗山等。冰冻圈在高寒生态系统内、外部物质交换与能量循环阶段起着重要作用。地球上有71%的淡水资源以固态形式储存在冰川中，是众多河流的水源补给来源；冻土具有固碳、氮的能力，可维持地球大气温室气体的动态平衡，对生态环境有保护作用。而随着全球气候变暖加剧，温度上升使得冰冻圈中冰川、冻土等融化，固态水逐渐转化为液态水，固定在冰冻圈内的碳、氮等温室气体加速释放到大气中，表层土壤的水分缺失造成地表植被根系退化，进而导致土壤持水能力下降，引起地表水土流失，加剧高寒环境的恶化。

三、高中地理教材圈层结构内容解读

在高中地理教材中介绍地球的圈层结构主要包括地球内部的地壳、地幔、地核，以及由地壳和上地幔顶部组成的岩石圈，地球外部的大气圈、水圈、生物圈，集中在人教版必修Ⅰ第一章第四节(新教材)，中图版必修Ⅰ第一章第二节(新教材)，湘教版必修Ⅰ第一章第三节(新教材)等章节中，中图版新教材在讲述水圈中淡水的构成时涉及小部分与冰冻圈相关的内容(书中图1-2-3)。以中图版新教材中总结各大圈层之间相互渗透、相互重叠的关系为例，也可以认为冰冻圈与地球的大气圈、水圈、生物圈、岩石圈之间相互作用、相互制约。其中，温度低于0 ℃的大气对流层和平流层空间为大气冰冻圈，以固态降水的形态存在，在降落地面之前以各种形态存在大气中。大气中固态降水降落至地面则为陆地冰冻圈的部分，融化后将参与陆地表面的水圈、生物圈、岩石圈的物质循环。降落到海冰表面则成为海洋冰冻圈的部分，最终也成为水圈的组成部分，以上环节说明了地理要素之间是相互影响的。进而也可以说明冰冻圈的发展变化对其他圈层的物质循环以及圈层之间的相互联系起着重要作用。

图1 基于表1统计2016—2021年高考地理考查冰冻圈知识点

我国大部分国土处于中纬度区域，所以，中学生对于冰冻圈概念是陌生的。尽管在众多版本的高中地理教材的区域地理、选修地理中涉及青藏高原和南北两极专题内容的讲解，知识点主要集中在地理位置、气候特征、地形地貌等，但是对其特定环境下发育形成的冰川、冻土等冰冻圈概念知识的掌握内容近乎为零。尽管冰冻圈相关现象常出现在我们的生活中，如冬季的降雪、积雪，而大部分高中地理教师会将其归纳为水圈中的一部分，其实降雪和积雪等固态水资源可以归纳为冰冻圈这样一个专业的名词向学生介绍。例如，有着“地球第三极”美誉的青藏高原，是我国主要的冰冻圈分布区。青藏高原的冰川、冻土、积雪中储藏的水资源是诸多河流补给的重要来源，教师在生态环境、旅游地理教学和教育科普时增加青藏高原冰冻圈知识讲解，对中学生的科学知识普及有着举足轻重的地位，在学习河流专题时，可将河流源头的水源补给形式等名词延伸至冰冻圈相关知识，如冰川补给、积雪融水补给等；学习河流水文特征中冬季结冰期时，可以给出河冰、湖冰等拓展概念；学习区域地理中我国东北地区河流源头的沼泽形成时，可以联系冻土冻融循环所产生的地貌特征；学习山地垂直地带性的雪线时，可以拓展积雪与冰川及其地貌类型。

针对高中地理教材对冰冻圈知识普及不足的现状，中学生在学习有限的课本知识后，并不能全面掌握地球圈层知识结构，而当前中学地理教育着重强调提高学科核心素养，所以，冰冻圈作为自然界的地理实体存在，其重要性深刻地影响着我们对地球表层环境演化和物质循环的学习，在高中地理外部圈层结构教学时补充有关冰冻圈的科学知识，一方面可以形成对课本知识的延伸，另一方面可以让学生对人类赖以生存的地球及其环境有更深层次的理解，能够引导学生思考自然地理环境的综合特点和人地协调观念，开拓学生形成认知地球表层系统要素之间相互影响过程的逻辑思维，加强学生对冰冻圈所处的寒区环境脆弱性的认识，在一定程度上也能加强中学生的环境保护意识。

四、高考地理冰冻圈科学考查趋向

近年来，我国新时代的国家发展战略中不断涉及冰冻圈，如青藏铁路解决冻土难题、哈大高铁穿越冻土区、北极“冰上丝绸之路”通航、2022北京冬奥会雪道等冰冻圈大国工程成为热搜。同时冰冻圈作为新的知识考查要点在高考中出现的频率也在增加，学生需要掌握冰冻圈知识并构建对地球系统科学的综合认识。因此，笔者统计了2016—2021年我国各地高考地理试卷中涉及冰冻圈概念及知识的题型及分值，如表1所示。

表1 2016—2021年高考地理考查冰冻圈相关概念统计

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从表1可以看出，2016—2021年各地高考试卷中对冰冻圈概念及相关名词等知识点的考查每年都有出现，命题形式在选择题、综合题、选做题均有涉及，且考查的知识点由冰川、冻土等主要概念延伸到由冰川、冻土变化产生的寒区地质地貌等名词，在同一套试卷中出现冰冻圈知识点的频率逐步提高，考查题目数量也逐步增多，如2019年全国卷Ⅱ、2020年7月浙江省普通高校招生选考科目考试、2021年河北省普通高中学业水平选择性考试等，也说明了在高中地理课程中普及相关冰冻圈知识的迫切要求。

从图1可以看出，全国各地高考试卷中对冰冻圈相关概念和知识点的历年考查总分呈增加趋势，题型以选择题居多，综合分析题型的数量与分值所占比例也有所增加。在选做题中，涉及冰冻圈概念的题量虽然并没有明显增加，但是分值较为稳定，均在10分左右，且一般归类于环境保护类题型范畴，可以看出试题考查的意图主要是使中学生树立环境保护的意识，培养中学生的地理环境整体性意识，加强对地球生态环境保护的认知。随着全球气候变化，冰冻圈日益受到公众尤其是科学家的关注，所以高考地理可能会逐渐增加对冰冻圈知识的考查，因此，“以考促教”“以考促学”的导向也逐渐凸显，这与新时期地理课程改革的目标要求相契合。

五、冰冻圈科学专题教学设计

结合冰冻圈在地球上的空间分布特征和高中地理教材中地球圈层结构知识特点，冰冻圈相关知识专题教学可以衔接到中图版高中地理必修Ⅰ第一章第二节《地球的圈层结构》新教材后，将其与课本中地球的外部圈层进行结合，在讲解地球外部圈层结构后，补充冰冻圈知识点的教学，内容如下：

教学环节教学过程学生活动设计意图新课导入播放冰川融化视频(1)高纬度地区融化的冰川属于我们学习的四大圈层中哪个圈层;(2)思考地球上是否还有其他圈层观看视频,讨论冰川归类于哪个圈层视频导入,激发学生兴趣,引出冰冻圈概念探究活动展示玉龙雪山冰川、青藏高原冻土、北极航道通航、北京冬奥会雪道、渤海海域浮冰图片(1)以上地理事物是否属于冰冻圈以多年冻土为例:展示北半球多年冻土空间分布图(2)北半球多年冻土主要分布在哪里展示多年冻土典型地区:①高海拔青藏高原五道梁、②高纬度俄罗斯雅库茨克温度降水图(3)多年冻土存在需要怎样的气候条件展示多年冻土区热熔湖塘、冻胀丘、石河、地下冰等典型地貌图片(4)多年冻土区地貌是如何形成的回顾课前导入视频(5)气候变暖背景下,多年冻土退化会产生哪些生态环境效应(1)观看图片,了解冰冻圈包含冰川、冻土、积雪、海冰、河冰、湖冰六大要素(2)讨论并描述多年冻土空间分布(3)读图,思考多年冻土所在地的气候特征(4)探究学习冰冻圈地貌类型:如冻土地貌,认识冻土在冻结融化过程形成的相关地貌(5)思考多年冻土在气候变暖背景下对生态环境所产生的影响,如水土流失、植被退化、碳与氮等温室气体释放拓展课本,锻炼学生知识迁移能力,提高学生读图思考和获取地理信息的能力;引起学生对全球气候变化的重视,总结地理现象的特征,并分析其原因,培养学生解决问题的能力,形成保护环境、爱护地球的意识,树立人地协调观

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六、启发