高考地理试题对“格局与过程耦合”的考查及启示
——以2023年全国甲卷37 题为例

2024-01-19 02:41周代许
地理教学 2023年24期
关键词:粗化风蚀格局

周代许

(1.北京师范大学 教育学部,北京 100875;2.广西南宁市第三中学,广西 南宁 530021)

新课标背景下学生需要对学科思想、学科思维、学科方法有充分的理解,才能以学科视角认识和理解世界,形成类似学科专家的能力和眼光。教育部考试中心近年来一直强调对思维、方法的考查,反对机械刷题,强调在真实的生活情境、生产情境和学术情境中考查学生运用学科知识解决学科问题的能力。地理学科核心素养是学科思维和方法及价值的素养化表达,是学科育人价值的体现,更是指导一线教师开展教育教学活动的纲领。学科核心素养的落地首先要求教师对学科核心素养有深刻领悟和把握,而理解的深度和广度取决于其对学科发展的历史、前沿、思想、方法等的认识。地理学是一门研究地表环境及人类活动关系的学科,具有突出的区域性和综合性特征。地理学的区域性体现在从空间尺度的视角来看不同的地理事物、关注地理事物的空间分布规律和差异,即格局;地理学的综合性则体现在关注不同地理要素之间的时空演变规律、地理过程的发展变化,即过程。“格局与过程耦合”是地理学综合研究的重要途径和方法,近年来,在高考地理试题中体现得越来越明显。本文以2023年全国甲卷37题为例,分析“格局与过程耦合”学科思想的考查路径及教学启示。

一、“格局与过程耦合”与地理教学

区域性和综合性是地理学科的思想特性。地理学的区域性通过地理分异以“格局”来表现,“地理过程”则显示出地理现象的时空演变,耦合“格局与过程”是地理学综合研究的重要途径和方法,也是地表过程研究的突破点。[1]新时期的地理学不再是单纯描述事物分布与位置,更要探究格局与过程之间的关系,以及其分布特征在人类活动影响和自然环境驱动下的变化及其与人类社会可持续发展之间的关系。[2]因此,对地理格局和过程思想的理解和把握,成为实现学科思想渗透教学、促进学生学科思维发展的重要路径。

1.地理事象空间格局

地理学是一门具有空间属性的学科,关注地理要素,即自然要素和人文要素在地球表面的分布情况。地理学科研究中的格局即“地理事象的空间分布”。通过图文材料获取信息进而认识、归纳、描述地理事物的空间分布特征往往是开展地理问题探究解决的第一步。地理要素可以包括地形、气候、土壤、水文、生物等单个自然要素,也可以是人口、城市、农业、工业、交通等人文要素,或是各要素叠加后构成的综合要素。对于地理事物的表征,往往包括点状、线状、面状等方式。地理事象的描述往往从大小、类型、形状、数量、规模、等级、组合、延伸方向等角度结合地理方位进行。地理方位可以包括绝对定位和相对定位,如经纬定位、东南西北方位、随海拔变化、河流上下游、城市中心与外围、距离某个中心点远近等。地理事象的空间分布特征描述是高中地理教学重要任务之一,往往以景观图、示意图等不同形式图像为依托,考查学生获取和解读地理信息、描述和阐述地理规律的能力(见图1)。地理事象的描述往往与时间空间尺度思维相联系,因为地理事象的分布特征是发展变化的。因此,在空间格局的教学中要注意加入时空要素。

图1 地理事象空间格局表征与描述基本思路

2.地理事象演变过程

地理研究中的过程是指地理要素或事象在时间空间上的演变过程。地理学科对地理事象的研究往往包括三个方面,即描述现状、反思过去、推演未来。通过获取地理事象的现状,推演导致现状形成的原因与过程,寻找地理事象发展演化的规律,结合规律推演未来,从整体上了解地理事象的产生、发展和消亡特性,从而指导人类生活,更好地实现人地协调(见图2)。地理过程从要素分类上可以包括自然地理过程和人文地理过程,可以是单要素的过程分析,如自然地理方面有大气过程、水循环过程、岩石圈物质循环过程、地貌变化过程(内外力作用)、生物循环过程,以及人文地理方面有人口变化过程、产业发展过程、城市化过程等。地理要素发展演化的过程可以是自然状态下有规律地循环发展过程,也可以受自然变化或是人类活动干扰下的重新演化过程。在地理环境整体性与差异性条件下,地理事象的演化往往涉及多要素参与,具有时空发展特性和区域差异。高中地理教学中地理过程是教学的重点也是难点,对学生推演能力要求较高。

图2 地理事象发展演化过程基本思路

3.“格局与过程耦合”作用机制

“耦合”一词最早是一个物理学概念,表示两个或以上体系或运动形式通过各种相互作用而彼此影响的过程,另一种内涵是指能量从一个介质传播到另一种介质的过程。这两种内涵都涉及多个对象以及对象之间的联系,体现整体功能大于局部综合的特点。从系统论看,通过多个要素之间的耦合,系统形成新的功能,体现要素之间的相互联系、相互作用、相互制约的关系,具有整体性、动态性等特点。“格局与过程耦合”思想在景观生态学中的研究应用较多,体现为空间格局与生态过程的耦合。空间格局是要素(或单元)在空间上的分布与组合,生态过程则是在要素的内部及要素之间物质迁移、能量转换过程的总称。两者的耦合关系体现为过程塑造格局、格局控制过程、两者耦合动态变化。[3]格局是认识世界的表观,过程是理解事物变化的机理,“格局与过程耦合”体现的综合性、区域性,是理解和研究地表过程的重要方法,是地理学综合研究的有效途径。[4]基于一定的时空尺度,从了解区域要素格局(有什么、在哪里)到探析形成格局的地理过程(为什么、怎么样),接着形成格局与过程的全面认识,形成指导区域可持续发展的策略与方向(做什么、如何做),最终实现人地协调发展,这是地理教学的重要内容。地理过程与空间格局是在一定自然力和人力共同作用下形成,形成驱动与反馈系统,构成地理环境的整体性(见图3)。

图3 地理“动力—过程—格局”耦合过程图

4.“格局与过程耦合”与地理核心素养培育

“格局与过程耦合”是地理学科综合研究的方法和路径,指向的是对地理系统的发展与变化机制,属于学科研究的话语。地理核心素养则充分考虑了地理教育的育人功能和地理课程目标,指向的是学科思想和学科思维视角下的人的培养目标,是一种品格与能力,属于地理教学话语。学科研究和学科教育都是基于学科特性和思想方法而形成,因此具有充分的关联性和内在联系。构建两者互通的理解模型,有利于指导一线教师基于学科前沿研究、学科思想、学科方法开展学科教育教学,真正发挥学科独特的育人价值,培养学生具备类似学科专家的思维和眼光,形成“地理眼”和“地理脑”(见图4)。任何地理事象的格局必然是存在于一定的时空范围内,构成某一时间段内的区域特征,如水热分布特征、地形地势分布特征、人口分布特征、产业活动分布特征等。要了解地理各要素的分布特征,需要学生具有一定的区域认知能力,从图文中获取和解读地理显性和隐性信息,结合空间定位归纳并表达要素分布规律。格局和过程的耦合,必然涉及地理多要素、多时空、多尺度的关联与综合,因此综合思维能力是分析格局与过程演变的关键。地理实践力是开展地理研究活动获取地理信息的手段,是地理研究和学习的途径,是了解格局的重要前提。人地协调发展是区域研究的目的,通过对格局与过程耦合的研究,指导人地协调发展。

图4 格局与过程耦合与地理核心素养关联图

二、“格局与过程耦合”视域下的高考试题分析

1.试题分析

本题属于学术情境类试题,材料部分来源于《地理研究》刊发的文章《藏北青南高原地表风蚀粗化特征》,[5]但增加了更多采样点,扩大了研究区域。研究人员沿着狮泉河以及雅鲁藏布江沿线进行样本采集,构建风蚀粗化指数概念模型,进而揭示该区域风蚀粗化指数的空间变化规律,以期为客观评估该区土壤风蚀现状提供依据。材料及设问涉及多个关键概念,包括风蚀、风蚀粗化、风蚀粗化指数、风蚀强度等。其中,风蚀和风蚀强度并未给出具体解释,需要学生调动已有知识,明确风蚀和风蚀强度的内涵。风蚀,即风力作用下对地表物质的侵蚀,将物质搬离原位置,发生空间移动的过程,属于外力作用。风蚀发生的强度一般可以从动力条件和物质基础两方面进行分析。动力即风力的大小,影响因素包括距离风源地的远近、温差导致的气压差、地形条件、下垫面性质导致的摩擦力等;物质基础即地表物质状况,包括松散物质数量的多少、颗粒物的大小、物质的构成及性质(成分、含水量、粘性、疏松程度等)等。风蚀粗化和风蚀粗化指数,属于新构建的概念,对于学生来说属于陌生概念,需要现场学习,难度较大,对地理推理和论证能力要求较高。

【例题】阅读图文材料,完成下列题目。

风蚀粗化是风蚀导致地表松散层细颗粒物流失、粗颗粒物所占比例增加的现象。某科研小组通过比较地表松散层表层和浅层的粗、细颗粒物含量,构建了风蚀粗化指数,该指数数值越大,说明表层比浅层粗颗粒物含量越高。现有青藏高原南部(针对风蚀)采样点粗化指数的分布图(图略)。

(1)说明风蚀粗化过程中地表松散层风蚀强度的变化。

(2)指出图片所示区域风蚀粗化指数的空间分布特征,并解释其原因。

(3)分析耕作对风蚀和风蚀粗化指数的影响。

(4)提出图片所示区域因地制宜的风蚀防治措施。

从图文材料上看,文字材料给出风蚀粗化和风蚀粗化指数的概念,并结合图示演变过程,可以看出,垂直方向上,土层厚度逐渐变小,代表风蚀将地表物质带走的过程;物质构成上,表层从最初的粗颗粒和细颗粒物质均匀混合逐渐发展成粗颗粒逐渐聚集,占比升高,而细颗粒物质变少的过程,与没有发生改变的浅层物质构成形成鲜明对比,代表表层发生风蚀粗化过程。根据所给粗化指数的分布状况,采样点基本沿着两条河流分布,通过图例展示大小变化。根据图示给出经纬度及雅鲁藏布江以及高程、河流湖泊等显性信息,学生可以调动已有的对青藏高原区域的背景信息认知进而推断出当地的气候、生物、土壤、人类活动类型及分布等隐性条件。本题全面考查了地理格局及过程,体现了地理学“格局与过程耦合”的研究路径与方法,对区域认知、综合思维、地理实践力及人地协调观的考查融入到四个小问中,较好地展示了地理学科研究现状、推测过去、指导未来的实践取向。

2.设问逻辑与考查目标

本组题共有四个设问,从概念理解与过程分析,格局描述与原因解释,到人类干扰影响以及防治措施的提出,体现了地理研究中的界定核心概念、分析地理过程、解决地理问题的过程。设问层层深入,系统考察了学生获取和解读地理信息、描述和阐释地理事物、论证和探讨地理问题的能力。设问从区域特征及区域生态问题出发,探讨人类活动的影响与治理措施,最终实现因地制宜、人地协调的区域发展目标,实现对地理学科核心素养的考查。

(1)说明风蚀粗化过程中地表松散层风蚀强度的变化

本小问重点考查学生对概念的理解,即风蚀粗化和风蚀强度的关系,属于格局与过程耦合的考查。风蚀粗化是研究者构建的概念,风蚀过程逐渐形成粗化格局,即过程塑造格局,而风蚀粗化的格局形成又会影响风蚀过程的强度,即格局制约过程。因此,第一题重点考查学生对风蚀、风蚀强度、风蚀粗化概念的理解以及格局与过程耦合思想的认识。由于风蚀粗化概念的相关内容在图文材料中有提示,故本题考查学生对图文信息的获取和解读能力,要求学生联系已有的风蚀的概念、风蚀强度影响因素等知识,形成过程表达。本题的行为动词为“说明”,认知层次上看属于理解领会层次,学生需要从材料中获取信息,对概念有充分的理解,才能对格局与过程进行充分的推演。作为题组第一个设问,难度中等。第一小问核心概念的相关内涵解读与解题思路如下(见表1、图5)。

表1 核心概念的相关内涵解读

图5 第一小问解题思路示意

(2)指出图片所示区域风蚀粗化指数的空间分布特征,并解释其原因。

本小问通过对地理事象格局及成因的探索,主要考查学生获取和解读地理信息、描述和阐述地理事物的能力,以及区域认知和综合思维素养水平。把握地理事物的格局,结合区域地理特征推测其背后的原因,是地理学科认识世界的一种方式。设问中的行为动词为“指出”和“解释”,要求学生结合图片概括风蚀粗化指数的空间分布,并结合区域特征差异进行原因解释,推测地理过程中的影响因子。图示通过圆形图例的大小代表指数的大小,可以结合空间方位进行定位描述,如东南西北区域指数数值特征对比,或者基于经纬度进行区域定位,得出随纬度的变化规律。由于图中给出了和河流和高程,部分学生可能考虑通过高程变化及河流上下游的对比进行指数特征描述。基于格局特征,进一步解释原因。题中可获取的显性信息为经纬度、高程、河流,进而可推出的隐性信息,即区域的气候、生物、土壤等要素。结合第一问中对风蚀粗化概念的理解,可以得出风力大小(动力)、地表植被状况(物质基础)。第二小问解题思路如下(见图6)。

(3)分析耕作对风蚀和风蚀粗化指数的影响

本题引入人类活动耕作,形成对自然系统的外在干扰,驱动地理过程发生改变,进而对粗化指数的格局造成影响,属于对地理“动力—过程—格局”耦合过程的考查。与前面设问作比较,第一小问考查自然驱动分析,本题考查人类干扰下的人为驱动对格局带来的影响。图文材料没有直接给出本地耕作有关的材料或者信息,需要学生结合区域的认知和背景知识,了解青藏高原地区河谷耕作活动的存在。本题用“耕作”一词而不是“农业活动”或是“种植业活动”,具有重要的指示作用。相比农业生产其他环节更强调的是翻耕土地的过程。对“耕作”一词的理解,需要学生具备一定的农业劳动相关知识,也体现了近年来高考对劳育相关内容考查的重视。行为动词“分析”,要求学生给出一定的因果链条推断,难度较高。落脚点包括了对风蚀和风蚀粗化指数两个方面的影响,需要学生注意审题,明晰概念差异及内涵。耕作会影响风蚀和风蚀粗化指数,而结合第一小问,粗化过程又会对风蚀过程产生削弱影响。耕作过程中破坏植被、翻松植被,会使得风蚀作用加强。由于混合了表层和浅层的土壤,使得上下层之间粗细颗粒占比相同,结合粗化指数的概念可得指数不变。本题逻辑链条复杂,涉及多个概念理解和过程分析,对于学生而言难度较大。第三小问解题思路如下(见图7)。

图7 第三小问解题思路示意

(4)提出图片所示区域因地制宜的风蚀防治措施

作为本题的最后一小问,落脚在人地协调观和地理实践力的考查层面。本题设问与第二设问有逻辑关联,都是针对图片所示区域分析。要求学生结合第二问中涉及的地理格局与地理过程分析,因地制宜提出措施和建议,全面考查学生的区域认知、综合思维、人地协调和地理实践力素养。结合区域背景知识及第二小问,可得到“区域差异导致区域内部粗化指数分布存在差异”的显性信息。同时,区域差异又会导致人类活动分布的差异,东南河谷区域水热条件较好存在种植业、北部西部水热条件较差一般是畜牧业,还有部分区域环境条件恶劣,可能少有人类活动。有人类活动的区域可以考虑调节活动方式、强度等,减弱对地理环境的影响,而少有人类活动的区域、粗化指数已经较高的区域可以考虑减少人类干扰,让其保持自然状态,也是一种人地友好型措施。该小问总体考查学生因地制宜提出措施的地理实践力,突出人地协调观的考查,有利于实现立德树人目标。

三、教学启示

1.理清概念,明确方向

核心素养背景下,要重视学科核心概念教学,通过大概念、大单元、项目式组织方式,让学生通过自主、合作、探究加深对概念的理解。[6]学生在整体学习任务中理解学科内涵,有助于使其在动态系统中把握地理学科的整体性、综合性和区域性。如本题对风蚀、风蚀强度、风蚀粗化、风蚀粗化指数等概念的考查,要求学生从已有风蚀概念的内涵理解逐步推演到其他概念的构建,在真实学术情境中探讨地理问题。在日常教学中,要加强学科核心概念的指导,培养学生理解学科概念、使用概念、构建概念的能力。近年来,学术情境试题的考查越来越多。该类试题往往给出新概念,对于陌生概念的现场学习和理解,需要学生对图文材料进行充分的解读,同时基于已有概念进行自我构建。这考查了学生获取信息和知识迁移的能力。日常教学中,可结合一定的素材让学生加强对学科概念的学习理解。

2.注重方法,提升思维

本题组是基于风蚀背景下的区域生态问题研究,通过对“格局与过程耦合”过程的探讨,考查学生的区域认知(区域特征、区域差异、区域联系)、综合思维(时空综合、地方综合、要素综合)、人地协调观(人地相互作用、人地协调)、地理实践力(采样、比较、分析、措施)水平。对学科研究方法和路径策略的教学可以提高学生学科站位,如在日常教学中让学生在真实研究案例中构建“格局与过程耦合”的思维模型,有助于培养学生思维能力、掌握学科方法和思想。融合地理学科思想方法和地理学科核心素养的教学实施,需要教师对学科研究和学科思想有一定的理解,并将研究的话语转化为学科教学的话语。核心素养视域下的地理教学需要从知识走向思维、技巧走向能力、策略走向方法与思想,才能让学生走出机械刷题的误区,实现思维品质的提升。

3.梳理逻辑,构建网络

近年来高考试题基于问题链的考查愈发突出,对学生逻辑思维的要求逐渐提高。从选择题的一个材料多个题组到综合题的系列设问,都要求学生对整个图文材料有系统性理解,在大概念的统摄下,完成每一个设问的逻辑推演。因此,在日常教学中,要基于真实情境设计问题链条,让学生经历类似学科专家发现问题、探索问题、解决问题的过程。在日常备考中,可以让学生对综合题里多个设问的逻辑关系进行梳理训练,寻找关联与逻辑链条,明确审题的关键点进而确定答题思路。审题和逻辑训练比机械刷题重要,只有系统构建知识网络,掌握大概念的统摄价值,才能理清问题解决的思路。教师给学生提供网络构建的方法和案例,培养学生自我构建网络的能力。通过思维可视化,在讨论与合作交流中完成构建,才能实现高阶思维的培养。

四、小结反思

高考试题承载着立德树人、选拔人才、引导教学的功能。学科思想和方法是学科独特育人价值的体现。“格局与过程耦合”思想方法成为新时期地理学的研究重点路径策略。加强学科思想方法在教育教学中的融入,才能实现“授之以渔”,培养学生形成独特的地理视角,运用地理方法手段解决真实地理问题,实现立德树人。

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