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，在查閱文獻資料的基礎(chǔ)上進行深入闡釋，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世紀初期前，人們曾誤認為玻璃溫室（不經(jīng)人工加熱的花房）保溫機制與大氣保溫機制相同，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（對長短波輻射都透明，不會截留長波輻射）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，結(jié)果兩個溫室內(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，請地理老師們在教學(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，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)于這個問題，應(yīng)該從非地帶性因素進行分析。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”是一個常用術(shù)語，但仔細推敲，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生解釋這個術(shù)語呢？我們應(yīng)該從“化石”的原義來理解這個術(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)時就可以準(zhǔn)確把握湘教版初中地理七年級上冊第四章第三節(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，就有可能將知識盲目加深，將高中地理知識下放到初中階段來講解。從這個術(shù)語切入，建議扼要講點學(xué)科思想史方面的知識，讓我們的課堂更富哲理性。人類對化石本質(zhì)的認識走過了漫長而曲折的道路。在達爾文進化論誕生之前，人們對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世紀初，“化石”一詞才被限于代表古生物的遺體及其活動的遺跡。“化石”概念的嬗變，反映了早期古生物學(xué)在概念方面的一大進步。地層層序這一概念與人類對時間和地球歷史的認識緊密相連。地層的排列順序反映巖石形成的時間順序，為地層中的化石材料提供了“時間矢量”，化石進而為重建地球史和生物進化提供了時間尺度。對化石與地層層序的認識，必然涉及生命的起源以及生物多樣性在不同地質(zhì)時代的更替，即生物的進化。在神創(chuàng)論統(tǒng)治西方學(xué)術(shù)思想的漫長歲月中，進化概念的發(fā)展和傳播更是扣人心弦。達爾文進化學(xué)說的誕生，使化石和進化這兩個概念有機地結(jié)合起來，為古生物學(xué)帶來理論框架的革新。進化的概念使古生物學(xué)不再限于對化石的描述與比較，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)展的獨立使命，成為20世紀興起的進化生物學(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)生問過這個問題，被我敷衍過去了。為什么教材的表述要強調(diào)一個“約”字？回答這個問題，需要從學(xué)科思想史的角度來闡釋。20世紀中葉，哈勃（E.P.Hubble）根據(jù)對宇宙的觀測，提出宇宙年齡的問題。哈勃計算的宇宙年齡約為20億年，但當(dāng)時一批地質(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等時線法測定了后來得到公認的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，直接涉及對地球成因的認識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)理論體系對地球化學(xué)演化的任何討論，都將建立在一個極不穩(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，高級生命存在的可能性極大。學(xué)生對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？在銀河系中存在多少個具有文明的星球？美國天文學(xué)家弗蘭克•德雷克于1961年提出一個公式，以一連串的可能性的乘積來計算銀河系中現(xiàn)存的能夠進行星際通信的具有先進文明的星球的數(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際誕生了生命的行星的比例；Fi表示從一般生命進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)這個公式預(yù)言在銀河系中有104個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：計算得到N=106，即在銀河系中存在100萬個恒星，其行星系統(tǒng)中有高度發(fā)達的外星文明存在[9]。對于這種估算，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)達文明存在，那么它們早就把銀河系殖民化了，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)修克羅斯基認為，如果其他文明的星球擁有核武器，就會因核戰(zhàn)爭而滅亡，因此，發(fā)達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下冊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之間的聯(lián)系，即運用高中所學(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，初高中地理就會變成“兩張皮”，導(dǎo)致復(fù)習(xí)效率低下。運用高中所學(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，但它的相對位置也有明顯作用。它北面與北半球的“寒極”——維爾霍揚斯克—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，春夏季節(jié)從這里發(fā)源的氣流常沿黑龍江下游谷地進入東北，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：

[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 單位：湖南教育出版社