高中地理教材問題闡釋

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摘要：修訂后的湘教版高中地理教材自2019年秋季使用以來，老師們就教學(xué)中的疑難問題與我們進(jìn)行了廣泛而深入的交流。本文從反饋交流的眾多問題中，選取若干有代表性的問題，在查閱文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上進(jìn)行深入闡釋，期望能為老師們釋疑解惑，為老師們準(zhǔn)確把握教材的編寫思路助力，并對(duì)教師專業(yè)成長有所裨益。

關(guān)鍵詞：溫室效應(yīng)；海水鹽度；陸地自然帶；化石燃料；地球年齡；自然環(huán)境整體性

一、溫室效應(yīng)

問題1：在大氣對(duì)地面的保溫作用中，湘教版高中地理教材刻意回避了與溫室效應(yīng)相關(guān)的內(nèi)容。為什么？據(jù)《辭?！贰按髿獗匦?yīng)”詞條介紹，大氣具有允許太陽短波輻射透入大氣低層，并阻止地面和低層大氣長波輻射逸出大氣層的作用。因可使大氣溫度保持較高的水平，故稱大氣保溫效應(yīng)。20世紀(jì)初期前，人們?cè)`認(rèn)為玻璃溫室（不經(jīng)人工加熱的花房）保溫機(jī)制與大氣保溫機(jī)制相同，因而將它稱為“溫室效應(yīng)”。1909年，美國物理學(xué)家伍德（RobertWilliamsWood）分別用巖鹽（對(duì)長短波輻射都透明，不會(huì)截留長波輻射）和玻璃（有透過短波輻射而截留長波輻射的能力）做成溫室（花房）試驗(yàn)，結(jié)果兩個(gè)溫室內(nèi)的溫度一樣高。這表明溫室的保溫作用，主要不是它是否阻截或吸收長波輻射，而是玻璃或巖鹽壁阻止室內(nèi)（暖）外（冷）空氣以對(duì)流或湍流方式的熱交換。據(jù)研究，這種阻止空氣在室內(nèi)外熱交換作用，比大氣保溫氣體吸收長波輻射致暖作用大3~4倍[1]。綜上所述，溫室效應(yīng)與大氣保溫效應(yīng)的意義并不相同，請(qǐng)地理老師們?cè)诮虒W(xué)中加以區(qū)別，兩者不能混為一談。

二、海水鹽度

問題2：湘教版高中地理必修教材第一冊(cè)第四章第二節(jié)正文中有這樣一句話：高緯度海區(qū)溫度低，蒸發(fā)量小，加之反復(fù)結(jié)冰、融冰，鹽度偏低。前半句話的意思很容易理解，后半句話該如何解釋呢？需要注意的是，該段正文闡述的是海洋表層海水鹽度的水平分布規(guī)律。高緯度海區(qū)表層海水的鹽度偏低，與該海區(qū)結(jié)冰、融冰的影響有密切關(guān)系。海水結(jié)冰，主要是純水的凍結(jié)，會(huì)將鹽分大部排出冰外[2]。海冰密度比海水小，它總是浮在海面上，融冰過程可稀釋表層海水鹽度。問題3：從本節(jié)教材中的“海洋表面鹽度、溫度隨緯度的分布示意”圖看出，60°N比60°S處的鹽度低，而從“大西洋表面海水密度、溫度和鹽度隨緯度的分布示意”圖看出，60°N比60°S處的鹽度高。兩幅圖的表達(dá)完全相反，是不是圖像繪制有誤？為什么？教材中的兩幅圖沒有問題，均參照《海洋科學(xué)導(dǎo)論》中的相關(guān)圖像繪制。第一，需要注意的是，兩幅圖表示的空間尺度不一樣，“海洋表面鹽度、溫度隨緯度的分布示意”圖是針對(duì)全球海洋各緯度的平均狀況而言的，而“大西洋表面海水密度、溫度和鹽度隨緯度的分布示意”圖是針對(duì)大西洋各緯度的平均狀況而言的。第二，大西洋東北部鹽度較高，是由于北大西洋暖流挾帶高鹽水輸送的結(jié)果。第三，全球海洋的鹽度分布具有明顯的地域差異性，就平均鹽度而言，北大西洋最高，南大西洋、南太平洋次之，北太平洋最低。其形成原因是：大西洋沿岸無高大山脈，北大西洋蒸發(fā)的水汽經(jīng)東北信風(fēng)帶入北太平洋釋放于巴拿馬灣一帶；南太平洋東海岸的安第斯山脈，使由南太平洋西風(fēng)帶所挾帶的大量水汽上升凝結(jié)，釋放于太平洋東部的智利沿岸；越過安第斯山脈后下沉的干燥氣流，則加強(qiáng)了南大西洋的蒸發(fā)作用[3]。

三、陸地自然帶

問題4：澳大利亞大陸東南部、塔斯馬尼亞島及新西蘭南、北二島為溫帶海洋性氣候，但湘教版教材中的“世界陸地自然帶分布”圖上，這些地區(qū)的自然帶卻為亞熱帶常綠闊葉林帶。為什么？澳大利亞東部濕潤山地地區(qū)是該國主要森林分布區(qū)，北部為熱帶雨林，南部為亞熱帶潮濕森林。從海岸到海拔1000~1200米的東坡布滿森林，山脈西坡降水較少，林地稀疏。山地上部生長的樹木較矮小，海拔1600~1900米的地段，森林變?yōu)榍鷺淙郝浜桶鄥?。塔斯馬尼亞島主要是森林植被，以常綠樹種占優(yōu)勢，特別是喜濕的桉樹和常綠櫟樹。新西蘭北島北部為亞熱帶森林，由一些松、棕櫚、月桂樹等組成；北島西部丘陵地和南島山地西坡是原始森林主要分布區(qū)，是由紅松、黑松等針葉樹和假山毛櫸等樹組成的溫帶混交林。在歐洲移民到來之前，新西蘭森林面積廣大，占全境土地面積的2/3。由于大量砍伐，很多林地辟為牧場，森林面積大大縮小。由于人類活動(dòng)，新西蘭的自然植被已有很大改變。北島中部和南島一些地方多人造林，人工牧場和草地主要集中在北島[4]。上述地區(qū)為溫帶海洋性氣候，按照地帶性分布規(guī)律，溫帶海洋性氣候下發(fā)育的應(yīng)該是溫帶落葉闊葉林，而不應(yīng)該是亞熱帶常綠闊葉林。關(guān)于這個(gè)問題，應(yīng)該從非地帶性因素進(jìn)行分析。澳大利亞大陸氣候的特征，是在緯度位置與大陸輪廓、地形、洋流、氣壓和風(fēng)等多種因素的綜合影響下形成的。澳大利亞大部分地區(qū)冬季并不寒冷，7月份，除東南部山區(qū)在0℃以下外，緯度最高的塔斯馬尼亞島的中部為8℃，其他地區(qū)均高于8℃。因而，澳大利亞大陸東南部、塔斯馬尼亞島的森林冬季不落葉，發(fā)育的是亞熱帶常綠闊葉林，而不是溫帶落葉闊葉林。新西蘭地處34°S～47°S，冬季并不寒冷，7月均溫北部為11℃，南部為5℃，山區(qū)為－2℃，再加上上面所說的新西蘭的自然植被受人類活動(dòng)的影響已有很大改變，因而，地圖將新西蘭大部分地區(qū)劃為亞熱帶常綠闊葉林帶，只在緯度較高的南島劃出兩小片區(qū)域，分別表示溫帶落葉闊葉林帶（原因：緯度較高，地形主要為山地和丘陵）和溫帶草原帶（原因：地處背風(fēng)坡，受燥熱的焚風(fēng)影響）。

四、化石燃料

問題5：“化石燃料”是一個(gè)常用術(shù)語，但仔細(xì)推敲，真害怕學(xué)生提問啊，難道說這些燃料是由化石演變而形成的，應(yīng)該怎么向?qū)W生解釋這個(gè)術(shù)語呢？我們應(yīng)該從“化石”的原義來理解這個(gè)術(shù)語，“化石”一詞源自拉丁文，原義是“掘出物”，代表所有從地下或地表掘出的東西。從其原義來解釋，邏輯上說得通，就不用害怕學(xué)生提問了。又如，在希臘語中，“氣候”一詞原義為“傾斜”，指的是由于太陽對(duì)地面的投射角度不同而造成各地冷暖的差異。了解“氣候”一詞的原義，教學(xué)時(shí)就可以準(zhǔn)確把握湘教版初中地理七年級(jí)上冊(cè)第四章第三節(jié)“影響氣候的主要因素”中的“地球形狀與氣候”的編寫思路，否則，就有可能將知識(shí)盲目加深，將高中地理知識(shí)下放到初中階段來講解。從這個(gè)術(shù)語切入，建議扼要講點(diǎn)學(xué)科思想史方面的知識(shí)，讓我們的課堂更富哲理性。人類對(duì)化石本質(zhì)的認(rèn)識(shí)走過了漫長而曲折的道路。在達(dá)爾文進(jìn)化論誕生之前，人們對(duì)化石形成的原因以及化石的涵義爭論不休。隨著博物學(xué)的發(fā)展，生物形成的化石與其他類型的掘出物之間的區(qū)別愈來愈明顯。直到19世紀(jì)初，“化石”一詞才被限于代表古生物的遺體及其活動(dòng)的遺跡?！盎备拍畹逆幼?，反映了早期古生物學(xué)在概念方面的一大進(jìn)步。地層層序這一概念與人類對(duì)時(shí)間和地球歷史的認(rèn)識(shí)緊密相連。地層的排列順序反映巖石形成的時(shí)間順序，為地層中的化石材料提供了“時(shí)間矢量”，化石進(jìn)而為重建地球史和生物進(jìn)化提供了時(shí)間尺度。對(duì)化石與地層層序的認(rèn)識(shí)，必然涉及生命的起源以及生物多樣性在不同地質(zhì)時(shí)代的更替，即生物的進(jìn)化。在神創(chuàng)論統(tǒng)治西方學(xué)術(shù)思想的漫長歲月中，進(jìn)化概念的發(fā)展和傳播更是扣人心弦。達(dá)爾文進(jìn)化學(xué)說的誕生，使化石和進(jìn)化這兩個(gè)概念有機(jī)地結(jié)合起來，為古生物學(xué)帶來理論框架的革新。進(jìn)化的概念使古生物學(xué)不再限于對(duì)化石的描述與比較，也不再僅僅作為確定地層年代的工具。古生物學(xué)從此獲得自身發(fā)展的獨(dú)立使命，成為20世紀(jì)興起的進(jìn)化生物學(xué)的重要支柱[5]。

五、地球年齡

問題6：湘教版高中地理必修教材第一冊(cè)第一章第四節(jié)正文中有這樣一句話：經(jīng)過深入研究，科學(xué)家推算地球的年齡約為46億年。有學(xué)生問過這個(gè)問題，被我敷衍過去了。為什么教材的表述要強(qiáng)調(diào)一個(gè)“約”字？回答這個(gè)問題，需要從學(xué)科思想史的角度來闡釋。20世紀(jì)中葉，哈勃（E.P.Hubble）根據(jù)對(duì)宇宙的觀測，提出宇宙年齡的問題。哈勃計(jì)算的宇宙年齡約為20億年，但當(dāng)時(shí)一批地質(zhì)學(xué)家都聲稱地球年齡為30億~40億年。這就是說，地球年齡老于宇宙年齡。這樣，地質(zhì)學(xué)家與天文學(xué)家之間的爭論也就不可避免。這一爭論直到1956年克萊爾•帕特森（ClairePatterson）通過隕石的Pb-Pb等時(shí)線法測定了后來得到公認(rèn)的45.5億年的地球年齡而告結(jié)束。帕特森的工作是建立在地球與隕石有一致的年齡的基礎(chǔ)之上的[6]。然而，關(guān)于地球年齡的討論仍然沒有結(jié)束。這一討論集中在當(dāng)年帕特森“地球年齡”的假設(shè)前提上，人們置疑隕石年齡是否等于地球年齡。很顯然，帕特森的“地球年齡”是一個(gè)間接年齡。隨著同位素測試精度的提高，以及隕石年代學(xué)的大量研究，重新懷疑帕特森的“地球年齡”不是沒有道理的。我們討論地球形成的精確年齡，直接涉及對(duì)地球成因的認(rèn)識(shí)以及地球的演化模型，否則，地球系統(tǒng)科學(xué)，尤其是當(dāng)代地球化學(xué)理論體系對(duì)地球化學(xué)演化的任何討論，都將建立在一個(gè)極不穩(wěn)固的基礎(chǔ)之上[7]。

六、外星文明

問題7：湘教版高中地理必修教材第一冊(cè)第一章第一節(jié)閱讀欄目“探索宇宙中的生命”中有這樣一句話：在地球之外，高級(jí)生命存在的可能性極大。學(xué)生對(duì)諸如此類問題饒有興趣，能否談?wù)勥@句話背后的相關(guān)知識(shí)？在銀河系中存在多少個(gè)具有文明的星球？美國天文學(xué)家弗蘭克•德雷克于1961年提出一個(gè)公式，以一連串的可能性的乘積來計(jì)算銀河系中現(xiàn)存的能夠進(jìn)行星際通信的具有先進(jìn)文明的星球的數(shù)目，公式為：其中，R*表示銀河系中平均每年新誕生的恒星數(shù)目；Fp表示擁有行星系統(tǒng)的恒星在全部恒星中所占的比例；Ne表示在這些行星系統(tǒng)中平均說來具備生命起源和進(jìn)化條件的行星的數(shù)目；Fl表示在滿足這些條件的行星中實(shí)際誕生了生命的行星的比例；Fi表示從一般生命進(jìn)化到智慧生命的概率；Fc表示智慧生命擁有星際通信能力的比例；L代表文明的平均壽命（年）。德雷克根據(jù)這個(gè)公式預(yù)言在銀河系中有104個(gè)有星際交流能力的文明星球[8]。美國天文學(xué)家卡爾•薩根取如下數(shù)值：計(jì)算得到N=106，即在銀河系中存在100萬個(gè)恒星，其行星系統(tǒng)中有高度發(fā)達(dá)的外星文明存在[9]。對(duì)于這種估算，科學(xué)家們有不同的意見。美國天文學(xué)家麥凱爾•哈特認(rèn)為，方程式中的預(yù)測值太多，不可靠；如果銀河系以內(nèi)還有其他的發(fā)達(dá)文明存在，那么它們?cè)缇桶雁y河系殖民化了，我們不可能至今仍未發(fā)現(xiàn)它們。這表明，在銀河系內(nèi)除地球之外沒有其他的發(fā)達(dá)文明存在，但是，銀河系外可能有其他文明存在。蘇聯(lián)修克羅斯基認(rèn)為，如果其他文明的星球擁有核武器，就會(huì)因核戰(zhàn)爭而滅亡，因此，發(fā)達(dá)文明的壽命非常短暫，銀河系除地球之外可能沒有其他文明存在。

七、自然環(huán)境整體性

問題8：湘教版初中地理八年級(jí)下冊(cè)用一章的篇幅講述了東北地區(qū)。在高考復(fù)習(xí)中，需要打通初高中地理知識(shí)之間的聯(lián)系，即運(yùn)用高中所學(xué)的地理規(guī)律、地理原理來分析初中所學(xué)的地理事象的成因，否則，初高中地理就會(huì)變成“兩張皮”，導(dǎo)致復(fù)習(xí)效率低下。運(yùn)用高中所學(xué)的整體性原理，如何分析東北地區(qū)冷濕特征的成因？東北地區(qū)在自然景觀上表現(xiàn)出冷濕的特征，它的形成和發(fā)展，與它所處的地理位置有著密切關(guān)系。東北地區(qū)是我國緯度位置最高的區(qū)域，冬季寒冷，高緯度固然是基本因素，但它的相對(duì)位置也有明顯作用。它北面與北半球的“寒極”——維爾霍揚(yáng)斯克—奧伊米亞康所在的東西伯利亞為鄰，從北冰洋來的寒潮經(jīng)常侵入，致使氣溫驟降。西面是高達(dá)1000米的蒙古高原，源自西伯利亞的冷氣流也常以高屋建瓴之勢，直襲東北地區(qū)。因而，東北地區(qū)冬季氣溫較同緯度大陸低10℃以上。東北面與素稱“太平洋冰窖”的鄂霍次克海相距不遠(yuǎn)，春夏季節(jié)從這里發(fā)源的氣流常沿黑龍江下游谷地進(jìn)入東北，使東北地區(qū)夏溫不高，北部及較高山地甚至無夏。東北地區(qū)顯著地向海洋突出，南面瀕臨渤海、黃海，東面臨近日本海，這給東北地區(qū)帶來了較多的雨量和較長的雨季。由于氣溫較低，蒸發(fā)微弱，降水量雖不十分豐富，但濕度仍較高，從而使東北地區(qū)在氣候上具有冷濕的特征。東北地區(qū)有著大面積針葉林、針闊葉混交林、落葉闊葉林和草甸草原，肥沃的黑色土壤，廣泛分布的凍土和沼澤等自然景觀，與它的氣候密切相關(guān)。

參考文獻(xiàn)：

[1]夏征家,陳至立.辭海(縮印本)(第六版)[M].上海:上海辭書出版社,2010.

[2][3]馮士筰,李鳳岐,李少菁.海洋科學(xué)導(dǎo)論[M].北京:高等教育出版社,1999.

[4]劉德生,蔣長瑜,賈旺堯,等.世界自然地理(第二版)[M].北京:高等教育出版社,1987.

[5][6][7]涂光熾.地學(xué)思想史[M].長沙:湖南教育出版社,2007.

[8][9]譚暑生.現(xiàn)代唯物主義哲學(xué)的沉思[M].長沙:湖南教育出版社,2017.

作者：汪文達(dá) 單位：湖南教育出版社