指向綜合思維的高中地理概念教學情境化設計
——以“土壤養(yǎng)分”為例

陳 斕 陳詩吉 姚培泰

（1.福建省廈門第一中學，福建 廈門 361026；2.廈門市教育科學研究院，福建 廈門 361026）

就地理學科而言，概念教學是發(fā)展學科核心素養(yǎng)的基石。在遵循地理概念教學路徑的基礎上，結合學情基礎與認知規(guī)律，確立地理概念教學的課型路徑，［1］才能使地理概念變得真切可感、豐實可用，并在體驗概念建構的過程中獲得學科思維的滋養(yǎng)。但教學實踐發(fā)現(xiàn)，學生在地理概念的形成過程中由于缺乏概念形成過程的體驗，造成在理解概念本質(zhì)時面臨各種認知難點，難以建立概念內(nèi)涵與現(xiàn)實應用的學理聯(lián)系，從而阻礙綜合思維的發(fā)展。為此，需要在地理概念教學中引入情境化設計的思路，創(chuàng)設源于現(xiàn)實世界的教學情境，引導學生在問題探究中理解地理事象的概念內(nèi)涵，并立足其本質(zhì)特征，逐步建構地理事象的影響因素，形成概念內(nèi)涵與現(xiàn)實應用的學理聯(lián)系，以基于現(xiàn)象的地理問題解決過程促成綜合思維的形成與進階。“土壤養(yǎng)分”為高三一輪復習課程，在此前高一高二教學中并未涉及展開闡述過，因此本節(jié)課重難點是對土壤養(yǎng)分概念的理解，并說明其影響因素。本文以“土壤養(yǎng)分”為例，探討地理概念教學的情境化設計。

一、概念呈現(xiàn)，解讀關鍵特征

地理概念是對地理事物和現(xiàn)象本質(zhì)屬性的抽象與概括，是地理知識系統(tǒng)構成的最基本要素。［2］地理概念是學生辨識地理事象的重要抓手，理應作為情境化設計與學生認知的天然起點。在概念呈現(xiàn)中，深入解讀地理概念表述中的關鍵特征，并根據(jù)情境提供的豐富表象洞察其本質(zhì)屬性。

（一）創(chuàng)設情境，提供豐富的概念表象

由于現(xiàn)在大部分學生對身邊的事物感知不深、缺乏生活閱歷，在教學中教師應盡可能將抽象概念形象化和具體化，幫助學生對地理概念的理解。在引出概念時，可創(chuàng)設一定的教學情境作為學習載體，利用學生已有的生活經(jīng)驗和生活實例，創(chuàng)設認知沖突，引發(fā)學生的感性認識和學習動機。

在“土壤養(yǎng)分”的教學中，以南澳大利亞洲農(nóng)業(yè)的耕作方式為例，通過導入問題“為什么當?shù)剞r(nóng)場的土地要進行小麥和牧草的輪作”“輪作改變了什么要素”等，使學生形成追尋答案的思維傾向，并聯(lián)系已有植物生長的相關知識，喚醒前概念。

（二）呈現(xiàn)概念，挖掘概念的本質(zhì)特征

在學生有了表象認知的基礎上，教師進而提供專業(yè)的概念表述，引導學生逐句逐詞解讀，深入提取概念中的關鍵詞，挖掘地理事象的本質(zhì)屬性。如教師提供相關概念：土壤養(yǎng)分是由土壤提供的植物生長所必須的營養(yǎng)元素，指能直接或經(jīng)轉化后被植物根系吸收的礦質(zhì)營養(yǎng)成分（氮、磷、鉀、鈣等）。通過提取關鍵詞“根系吸收”“礦質(zhì)營養(yǎng)成分”等，引導學生理解能被植物根系直接吸收的是土壤中的無機養(yǎng)分（礦物質(zhì)）。再配以問題“土壤中是不是只有礦物質(zhì)”“是不是所有礦物質(zhì)都是養(yǎng)分”，引起學生思考土壤的結構組成，并結合南澳大利亞洲農(nóng)場的小麥和牧草輪作制案例，通過輪作和單作的對比，使學生明白不同植物對土壤養(yǎng)分的需求是不同的，輪作有利于均衡利用土壤中各種營養(yǎng)元素?；谝陨蠈Ω拍畹纳钊虢庾x，引導學生理解礦物質(zhì)中能夠被植物根系吸收（對植物有用的）的是土壤中的無機養(yǎng)分。

二、概念圖示，體驗建構過程

基于初步的概念認知，根據(jù)地理事象的本質(zhì)特點，引導學生分析地理事象的成因、過程等，構建相關概念的體系框架。在此過程中，應用情境可促使學生主動探究解決相關問題，形成基于現(xiàn)象的地理問題解決思路，助推其綜合思維的形成。

（一）設置問題，探究事象的影響因素

地理事象的形成往往是多要素相互聯(lián)系作用的結果，在教學過程中要將較零散的知識要素串聯(lián)成具有地理邏輯思維、能反映地理復雜因果關系的認知圖式。形成概念是一個認知結構同化與順應的過程，在教學中依托情境設置問題，可使學生在充分理解情境的基礎上，通過一系列的思維加工，對概念展開層層剖析，建立科學的概念認知。

在“土壤養(yǎng)分”的教學中，以南澳大利亞洲農(nóng)業(yè)的耕作方式為例，通過以下問題的引領，引導學生在對實例的歸納及辨析中探究土壤養(yǎng)分的影響因素。

問題①：“既然輪作大大提高了當?shù)剞r(nóng)業(yè)的產(chǎn)量，取得了良好效益，為什么當?shù)剞r(nóng)民還要對土地實行休耕呢？”“休耕會減少土壤養(yǎng)分的消耗，那會增加養(yǎng)分嗎？土壤養(yǎng)分是怎么來的？”——通過連作和休耕的對比（地表覆蓋的差異），引導學生從休耕的角度思考土壤的自然形成過程，得出土壤的發(fā)育起始于巖石的風化作用，巖石的風化產(chǎn)物是土壤發(fā)育的物質(zhì)基礎，即成土母質(zhì)，它決定了土壤礦物質(zhì)（無機養(yǎng)分）的成分和養(yǎng)分狀況，影響土壤的質(zhì)地。

問題②：“土壤的礦物質(zhì)除了來自于本地巖石的風化產(chǎn)物，是否可以來自外地的巖石風化產(chǎn)物？外地巖石風化產(chǎn)物如何過來？”——承接前面的問題，學生通過舉例黃土高原上黃土層的來源及形成，得出外力（風、流水等）的搬運堆積也會增加土壤養(yǎng)分。

問題③：“外力的搬運堆積會增加土壤養(yǎng)分，外力是否也會搬運帶走當?shù)赝寥乐械酿B(yǎng)分？”——結合黃土高原上的水土流失，引導學生得出外力同時也存在著侵蝕搬運，會帶走減少土壤養(yǎng)分。

問題④：“南澳大利亞洲降水較豐富，當?shù)赝寥罏榇u紅壤，呈紅色，為什么？”——通過補充磚紅壤呈紅色是由于土壤中不易溶解的鐵、鋁化物富集等相關知識，引導學生分析出豐富的降水形成地表徑流，地表徑流在下滲的過程中會溶解土壤中的可溶性物質(zhì)，即淋溶作用會導致土壤養(yǎng)分的流失。

通過以上問題的分析，總結得出在休耕期間土壤既會接受風化作用、外力搬運堆積作用來補充養(yǎng)分，但同時也存在著被侵蝕和淋溶作用使土壤養(yǎng)分減少，因此單純依靠自然作用來增加土壤養(yǎng)分是相對緩慢的過程。

問題⑤：“當?shù)剞r(nóng)民在土地休耕期間會在殘茬地上放牧綿羊。在殘茬地上放牧綿羊有什么作用？會增加土壤養(yǎng)分嗎？如何增加？”——引導學生分析歸納出牧草殘茬和羊糞等生物殘體為土壤提供了有機質(zhì)，而有機質(zhì)在微生物的分解下可以轉化為礦物質(zhì)（無機養(yǎng)分）。

問題⑥：“在自然環(huán)境中，如果沒有人類活動的干預，有機質(zhì)主要來源于什么？”——枯枝落葉等生物殘體。因此，從這里可以引導學生得出生物殘體為土壤提供有機質(zhì)，有機質(zhì)在微生物作用下轉化為礦物質(zhì)（無機養(yǎng)分），植物根系吸收礦物質(zhì)儲存在生物體內(nèi)，并隨生物殘體的分解釋放到土壤表層，形成生物循環(huán)。

問題⑦：“如果土壤缺少某種養(yǎng)分，還有什么簡單易行的方式來補充？”“當?shù)赝寥篮纵^少，所以農(nóng)民多施磷肥?！薄ㄟ^情境引導學生可直接得出人工施肥。

依托情境，通過問題①～⑦的思維過程，引導學生在自主探究的過程中推理得出土壤養(yǎng)分的影響因素，不僅達成知識層面的學習目標，同時促進學生地理邏輯思維的提升。

（二）圖示過程，建構概念的知識框架

形象化的圖示策略主要是指教師運用圖表的形式形象地呈現(xiàn)地理概念的一種教學策略，一幅圖表有時可以把一個抽象、復雜的概念表現(xiàn)得簡明易懂，所以它在地理概念教學中的應用也十分廣泛。［3］把地理概念直觀地用示意圖展現(xiàn)，進行可視化表達，結合思維導圖建構地理概念體系框架，這有助于學生全面理解概念。

基于前面教學情境的創(chuàng)設與探究，總結得出土壤養(yǎng)分的影響因素，整個教學過程始終圍繞情境問題的剖析將推導出的相關結論逐個在示意圖中體現(xiàn)（見圖1），實現(xiàn)圖文轉化。通過教學情境化設計為學生提供了地理概念構建的真實體驗，由學生自主探究形成概念：①土壤養(yǎng)分包含了有機質(zhì)和無機養(yǎng)分兩部分，能夠被植物根系直接吸收的是無機養(yǎng)分，但有機質(zhì)可以通過微生物分解源源不斷地補充土壤中的無機鹽，因此可見有機質(zhì)在土壤養(yǎng)分中的重要作用。雖然有機質(zhì)在土壤結構中占比不高，卻是衡量土壤養(yǎng)分的重要指標之一；②從“收入”和“支出”角度對影響因素進行分類：土壤養(yǎng)分的收入可來自于生物殘體的分解、巖石的風化作用、外力搬運堆積作用和人工施肥等，養(yǎng)分的支出則可通過植物根系吸收、外力侵蝕作用和淋溶作用等；③養(yǎng)分在土壤和生物之間形成生物循環(huán)。

圖1 土壤養(yǎng)分及其影響因素

三、概念應用，建立學理認知

只有將地理概念應用于實踐，才能真正將知識內(nèi)化鞏固，促進綜合思維的提升。地理學具有區(qū)域性的特點，認知地理事象需要依托具體區(qū)域中的典型現(xiàn)象。因此，教師要精選典型情境，引導學生注重在不同的時空尺度下，將概念認知運用于實際問題的分析與解決，進一步提升對概念的學理認知。

在“土壤養(yǎng)分”的教學中，精選了“美國大平原肥沃的黑土”和“亞馬孫熱帶雨林貧瘠的土壤”兩個典型情境?；凇懊绹笃皆饰值暮谕痢保ɡ?）和“亞馬孫熱帶雨林貧瘠的土壤”（例2）兩個情境的對比分析，通過正逆思維的概念應用來強化學理認知和綜合思維培養(yǎng)的成效，使學生認識到地理事象的形成往往是多要素綜合作用的結果，區(qū)域的差異性也使分析結果不盡相同。

［例1］黑土是大量枯枝落葉或草本植物難以腐化、分解，歷經(jīng)長時間形成的肥沃土壤。下圖示意某黑土優(yōu)質(zhì)區(qū)（見圖2）。說明該地區(qū)氣候條件對黑土形成的影響。

圖2 某黑土優(yōu)質(zhì)區(qū)

［例2］亞馬孫平原位于南美洲赤道附近，分布著世界上面積最大的熱帶雨林，被稱為“長著森林的綠色沙漠”。分析其熱帶雨林土壤貧瘠的原因。

先通過例1“美國大平原肥沃的黑土”情境說明該地區(qū)氣候條件對黑土形成的影響，運用土壤養(yǎng)分的概念建構學生可自主推理出以下思維導圖（見圖3）得出黑土肥沃的原因。通過此情境正向強化了學生的概念建構與應用。

圖3 氣候?qū)谕列纬傻挠绊?/p>

而例2“亞馬孫熱帶雨林貧瘠的土壤”是逆向思維的變式，意圖在于引導學生把握地理事象的本質(zhì)，運用概念在不同的問題情境中去分析實際問題，并可檢測學生是否真正掌握相關概念。熱帶雨林地區(qū)的氣候特征和美國黑土所在區(qū)域差異明顯，學生通過自主探究、合作交流等方式分析得出：熱帶雨林地區(qū)由于全年高溫多雨，生物生長迅速，有機質(zhì)分解和養(yǎng)分再循環(huán)旺盛使得土壤自身很少積累和補充養(yǎng)分，加上長期多雨的淋溶作用導致養(yǎng)分流失，所以土壤貧瘠，而養(yǎng)分則幾乎全部儲存在植物體內(nèi)。

在高中地理概念教學中應發(fā)掘能夠支持概念學習的真實情境，為學生提供地理概念構建的真實體驗。通過深入解讀概念，引領學生在現(xiàn)實問題的探究過程中，體驗概念的提煉歷程，在圖示中理解概念，在構建中精致概念，在辨析中鞏固概念，在遷移中應用概念，有效地加深學生對地理知識更深層次的認知，助推綜合思維素養(yǎng)的形成與進階，從而優(yōu)化學生的思維品質(zhì)，激發(fā)其創(chuàng)新意識。