大概念统整视角下的地理单元教学设计——以“大气的运动”为例

高光辉

（浙江省杭州第二中学, 浙江 杭州 310053）

学科核心素养体现学科本质特征。“双新”背景下，一线高中地理教师应不断深化学科理解，聚集学科大概念，在不断的教学实践中提高对学科视角和培养过程的关注度，从而统筹推进课程改革与教学创新。高中地理选择性必修1《自然地理基础》（以下简称“选必1”）中的一个重要概念是“物质运动与能量交换”，而“物质运动与能量交换”是研究自然地理基础知识中的一个大概念视角，可在地理教学中深度挖掘并应用。

一、单元大概念的理论基础与系统构建

单元大概念的理论基础和系统构建建立在五个基本问题之上：一是地理学科与教学包括哪些理论基础；二是某一单元或章节的大概念是什么；三是大概念蕴含了什么样的地理学科视角；四是如何运用大概念视角增进学生对地理基础知识的理解和剖析；五是如何运用理论基础及大概念系统指引地理教学。

文章以选必1中的“大气的运动”为例，从“物质运动与能量交换”这一大概念视角，尝试说明地理学科与教学理论基础，阐释“物质运动与能量交换”蕴含了怎样的地理学科视角，剖析运用“物质运动与能量交换”视角增进学生对自然地理基础知识理解的方法，说明如何运用大概念理论基础指导自然地理单元教学设计。

1.单元理论基础

地理“流”空间、地理过程空间、地理环境差异性、地理环境整体性、人地关系等理论是地理学科与地理教学主要的理论基础，这些理论基础尤其体现在自然地理的学习中。理论基础是理解地理思想、阐释学科视角、明确考查核心和论证题目设问的前提，蕴含了大概念体系构建中的核心观点，在整个大概念系统中居于基础地位，是学科大概念的来源。

2.单元大概念

大概念具有一定的层级结构，从基本概念、目标、知识到单元大概念，进而提升至学科大概念，其层级越高，阐述的知识范围和包含的知识体系就越丰富，反之则越小。选必1的第二、三、四章对应的课标内容为“自然地理环境中的物质运动与能量交换”，文章选取“物质运动与能量交换”作为统整相关章节内容的大概念基础。

3.大概念视角—物质运动与能量交换

依据单元理论基础，“物质运动与能量交换”可转换为以下视角：物质运动与能量交换“流”的空间视角、物质运动与能量交换的传输视角、物质运动与能量交换的地域差异视角、物质运动与能量交换的功能表现视角。经过大概念的统整学习，若学生能够通过“物质运动与能量交换”的视角来看待地理问题，则达到了大概念教学的应有目的。

(1)物质运动与能量交换“流”的空间视角

其理论基础是“流”空间理论，要求要以“流”的空间视角看物质运动和能量交换。在选必1中，岩石圈物质的运动、大气的运动、水的运动和生物圈物质的运动均是以物质运动为基础，突出“流”的空间视角，在“流”的空间过程中产生能量交换与能量传输。同时，通过识别物质要素所构成的地理空间结构，能够发现物质运动的空间联系特征，进而分析地理空间过程、影响及其未来发展趋势等。“流”的空间视角要求教师在地理教学中强调地理过程。

(2)物质运动与能量交换的传输视角

地理过程是高中自然地理课程重要的内容，具体包含大气圈物质运动过程、水圈物质运动过程、岩石圈物质运动过程和生物圈物质运动过程，这些均体现物质运动与能量交换的传入与输出视角。物质运动与能量交换的传输过程中地理事物运动的发生条件、影响因素，过程的具体环节和特征、结果表现和地理意义等均已成为教学的重点内容。

(3)物质运动与能量交换的地域差异视角

其理论依据是地理环境差异性理论。在地理学科的研究范式和主题中，区域差异是核心内容。运动的能量来源有差异，运动的过程能量交换的结果也有差异，主要表现在两个方面：一是能量的输入和交换在空间分布上具有差异性，其运动过程具有差异性，运动的结果具有差异性；二是物质交换结果和运动结果具有差异性，表现为纬度地带分异规律、干湿度地带分异规律、垂直地域分异规律和地方性分异规律，前两者属于较大空间尺度分异规律，地方性分异规律属于小尺度分异规律。

(4)物质运动与能量交换的功能表现视角

其理论依据是地理环境整体性理论。选必1通过设置单独章节来体现整体性，又在“大气圈”“岩石圈”“水圈”等内容的教学中渗透整体性，给予教师两个方面的启示：关注物质运动与能量交换所形成的空间结构，如气候影响下的自然植被特征与土壤特征；关注物质运动与能量交换所形成的整体功能。整体功能能够突出单一要素或单一区域所不具有的功能，是一种整体性的、新产生的功能样态。

4.内容剖析

形式结构上，选必1各单元采取“探究—知识点—阅读（活动）—知识点—大活动”的形式结构，知识点较少，探究和活动较多；内容结构上，选必1“大气的运动”这一章增加了气压带、风带与气候的相关知识，增加了世界气候类型分布图及各类型代表地的气候直方图。其形式结构和内容结构上的调整变化更为强调地理理念、地理视角、地理整体性、地理过程、空间尺度、区域差异、地理思维与方法。

5.教学指引

基于“物质运动与能量交换”这一单元学科视角，研究者能够得出高中地理教学的理论基础、本质内涵和学科大概念，为教师在大概念统整视角下解决具体地理问题予以教法学法支撑。地理学科侧重对地理位置、地理特征、地理成因、地理过程、地理关系、人地关系等方面的考查，而物质运动与能量交换作为大概念视角是回答上述考查问题的底层逻辑。由此，本研究搭建出“理论基础—单元大概念—大概念视角—内容剖析—教学指引”的大概念教学脉络框架（见图1）。

图1 大概念教学脉络框架图

二、大概念单元教学设计

1.以课程标准为导向确定单元教学目标

单元学习目标旨在让学生通过单元学习来实现核心素养的落实，考查的内容包括必备的知识、获得的技能、迁移的能力及在真实情境下分析问题、解决问题的能力。本章单元教学目标可分为以下3个：目标一是通过绘制示意图、制作模型或应用地理信息技术等方法，分析气压带、风带的成因并演示说明气压带、风带的分布（地理实践力）；目标二是运用示意图或结合真实情境，准确描述不同类型气候特征及其分布，并分析气压带、风带对气候形成的作用，进而分析气候对自然地理景观形成的影响（综合思维、区域认知）；目标三是通过感知生活情境、运用地理信息技术以及示意图，分析锋、低压（气旋）、高压（反气旋）等天气系统，并解释常见天气现象的成因及其对人类活动的影响（综合思维、人地协调观）。每一个目标对应四个水平层级，其在知识层面、行为要求和过程与方法层面的要求各有不同，如目标三的不同水平层级具有不同表现（见表1）。

表1 目标三不同水平层级的具体表现

2.以单元大概念为核心重构学习单元

(1)以大概念为基础组织单元

以“物质运动与能量交换”为大概念视角，初步搭建起“大气的运动”这一章的大概念组织单元（见图2）。能量传输具有时间和空间差异，奠定了“大气”这一要素运动的能量基础。大气运动在时间和空间尺度上的运动形式和运动组织方式不同，其运动的结果具有差异性，表现为多种类型的气候分布。在其运动结果的影响下，其对应的自然地理景观具有差异性，同时也具有整体性。

图2 能量传输视角下的大气运动

(2)大概念统整下的单元知识内容重构

物质运动与能量交换“流”的空间视角下，大气作为某一物质要素始终是运动的，这是单元知识内容重构的前提。能量交换与能量传输视角下，其输入状态是大气运动差异的基础，其输入变化是大气运动差异的过程性表现，其输出状态是大气运动结果的差异。物质运动与能量交换的地域差异视角下，气压带、风带的空间与时间分布具有差异性，季风的空间与时间分布具有差异性，大气活动中心的空间与时间分布具有差异性，由此大气运动的结果——全球气候表现为13种类型。物质运动与能量交换的功能表现视角下，植被、土壤等要素与大气运动的结果表现为一致性。

要素的综合作用体现在气压带与气候、风带与气候、季节性移动与气候、季风环流与气候及气旋、反气旋等知识内容。大气运动的结果体现在气候、天气等知识内容中，大气运动的影响体现在典型的植被与土壤、人类生产与生活和自然灾害等相关知识中（见图3）。

图3 单元大概念知识结构

3.围绕大概念创设单元情境、确立学习任务

依据大概念视角和学科核心素养，本研究设计了如下真实情境和学习任务：一是制作气压带、风带模型；二是利用地理教学应用软件分析气压带、风带对气候的影响；三是模拟高压（气旋）、低压（反气旋）等天气系统；四是利用“全球天气可视化模拟网”模拟季风环流；五是利用中央气象台网站模拟锋面气旋。

任务1：制作气压带、风带模型。借助橡皮泥、细铁丝、彩笔、胶带、双面胶等工具进行气压带、风带模型的简单制作。

任务2：模拟真实情境中气压带和风带对气候的影响。借助MeteoEarth依次查看新加坡、伦敦、开普敦、上海、乌鲁木齐等城市的各月平均最低气温、平均最高气温折线图和各月平均降水日数柱状图，对以上城市进行气候分析，并思考影响气候的因素。

任务3：模拟气旋与反气旋。打开MeteoEarth的“天气模式”，利用“定点查看”功能，查询气旋与反气旋由中心到四周的气压状况和气流运动状况。

任务4：模拟季风环流。利用“全球天气可视化模拟网”，描述一年中夏季七月份和冬季一月份南亚地区气流运动状况。

任务5：模拟锋面气旋。打开中央气象台网站，在真实情境中，判断冷、暖锋所处位置，并描述云量、风向、风速、雨区等主要气象要素的特征。

4.设计评价作业

下图（见图4）为世界某区域3月份某日海平面气压分布示意图，该区域该日在较大范围内发生了沙尘暴灾害。

图4 世界某区域3月份某日海平面气压分布意图

（1）下列关于甲、乙两气压中心描述正确的是（ ）

A.甲气压中心以气流上升为主

B.乙气压中心以气流下沉为主

C.甲气压中心与副热带高压的成因相同

D.乙气流以顺时针辐散为主

（2）画出A、B两点气压、气温随锋面系统过境前后的变化情况（见图5）。

图5 A、B两点气压、气温随锋面系统过境前后的变化情况

（3）说明甲、乙天气系统的运动特点，指出这些运动特征可能给途经地区带来的灾害性天气。

三、大概念统整下的单元建构及教学意义

文章以选必1为例，聚焦第二、三、四章主题，以第三章“大气的运动”为例，从五个基本问题出发，对该章内容进行了理论阐释与大概念系统构建，并进行了单元教学设计。

大概念统整单元教学，使教学直指学科本质，体现学科思想，将课程知识与学科核心素养两个不同范畴有效地联系起来。一方面，构建大概念统整下的知识结构并组织单元教学，有助于学生形成合理的认知结构，使学科核心素养得以落实。大概念统整下的单元知识构建将具体的地理事实、地理概念在学科中置于中心地位，使学习更具持久性和迁移性，进而使学生理解知识背后的规律。另一方面，构建大概念统整下的知识结构有利于教师从整体把握学科教学内容的本质。教师通过整合具体知识内容能够清楚把握每个具体知识内容与学科大概念的对应关系，梳理单元知识层级结构，在教学中根据学生的认知逻辑规律统筹考虑教学内容的先后关系及内在逻辑，引导学生以结构化的方式进行学习与思考，让零散、具体的学习内容变得更加系统化、结构化。