用知识结构图构建“自然地理环境的整体性”的知识体系

宁夏

知识结构图是指“把所学内容进行整理并制作成比较系统完整的知识结构图示，它在心理学中被称为知识网络图”。知识结构图可以把有内在联系的、零散的知识点串联起来，使知识系统化、结构化，通过知识结构图可以让学生更加明确各知识点之间的内在联系，有助于培养学生的发散思维和综合思维。学会画知识结构图既是一种方法，也是一种能力，图文转化，可将抽象的文字直观化，使学生从整体上把握学习内容，加深理解、记忆，将知识融会贯通，从而提高学习效率。

笔者以人教版高中地理必修1第五章第一节“自然地理环境的整体性”为例，利用知识结构图构建知识体系。该节内容是对高中地理必修1前四章(自然地理)内容的概括与提升，知识结构严谨，系统性和理论性强。学好该节内容，也是对地理学中重要思想的整体把握，即自然环境整体性思想。笔者将本节内容知识间的联系以知识结构图的形式呈现给学生，培养和提高学生构建知识体系的方法与能力，从而打造高效课堂。

《普通高中地理课程标准(2017版)》(简称《课程标准》)中的“实施建议”中指出要“重视问题式教学”，即用“问题”整合相关学习内容的教学方式。问题设计是基础，问题的呈现要有利于学生发现未知领域，激发学生学习和探索知识的兴趣，有利于学生创造性地解决问题。本文以知识结构图为基础，以问题为线索，引导学生不断地思考和感悟，学会运用综合分析和空间分析方法，解释自然地理环境的整体性，也教会学生利用知识结构图创建知识链接，形成知识网络，培养综合思维。

一、自然地理环境整体性的形成(地理要素间进行物质与能量的交换)

图1使组成自然地理环境的六大要素的关系和自然地理环境整体性的形成更加直观。六大要素(大气、水、生物、土壤、岩石、地形)通过自然界的四大物质循环(大气循环、水循环、岩石圈物质循环和生物循环)在能量交换和物质迁移过程中，相互渗透、相互制约和相互联系，从而形成了自然地理环境的整体性。

图1 自然地理环境整体性的形成

在教学时设问如下：

(1)举例说明各大要素是如何相互渗透、相互制约和相互联系的。

(2)说明水在各要素间是如何转换的。

(3)说明太阳能在各要素间是如何传递的。

生物在地理环境形成与演化中的作用，归根结底是绿色植物的光合作用。因为光合作用能把无机物转化为有机物，把太阳能转化合成化学能，改造大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈，形成现代地理环境。读图2，大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈组成了生态系统中的非生物环境，能量在非生物环境、生产者、消费者和分解者之间单项流动、转化和传递，物质在非生物环境、生产者、消费者和分解者之间循环运动，才保证了地球上植物(生产者)永不枯竭的生产力。

图2 生物循环及生物在地理环境形成与演化中的作用结构图

在教学中设问如下：

(1)简述生物是如何改造大气圈、水圈、岩石圈、土壤圈从而促进自然地理环境的形成和演变的。

(2)说出图2中的1、2、3、4分别代表的作用类型。

(3)说明“落红不是无情物，化作春泥更护花。(龚自珍《已亥杂诗》)”的地理含义。

二、地理要素间相互作用产生的新功能

自然地理环境对其外部环境中的某些事物乃至整体环境的存在和发展可以起到一定的作用(功能)，组成自然地理环境的各大要素都有其独特的功能，也有由共同作用而产生的新功能。

生产功能是指自然地理环境具有合成有机质的能力，表现在绿色植物通过光合作用合成有机质。读图3，教师可以引导学生思考：如果只给你一粒麦子，再没有其他条件，第二年你能让一粒麦子变成十粒麦子吗？如果植物(一棵树)健康的生长，气候(大气)、水、岩石(地质)、土壤分别为这棵树的生长提供了什么条件或物质？得出结论：麦子的生长繁殖和树的生长都是气候(大气)、水、岩石(地质)、土壤共同作用而产生的生产功能的体现，缺一不可。

图3 生产功能

平衡功能是指各自然要素通过物质和能量交换，使自然环境的性质保持稳定的能力，表现在保持地理环境要素性质的相对稳定，就是教师所说的维持自然生态平衡的能力。读图4，教师可以引导学生思考：自然界的碳在大气圈、生物圈、水圈和岩石圈中是如何转换和循环的？大气中的二氧化碳在自然状态下是如何保持相对平衡的？得出结论：在自然界状态下，大气中二氧化碳的动态平衡是各要素共同作用的结果，体现了地理要素间相互作用产生的平衡功能。那么，人类毁坏植被和大量燃烧化石燃料，破坏了自然状态下大气中二氧化碳的动态平衡，将产生什么环境问题？应如何治理？这就将大气中二氧化碳的动态平衡与教材第二章“全球变暖”知识进行了有机的衔接，也是对学生人地协调观的培养，即人类活动一定要尊重客观规律，维护生态平衡。

图4 自然界的碳循环和平衡功能(大气中CO2)

三、自然地理环境整体性的表现形式

1.自然地理环境具有统一的演化过程，即统一性和演化性

自然地理环境的组成、结构、行为和功能随着时间的推移而发生变化。如果不受外界的干扰，自然地理环境依靠内部各要素的相互作用而统一演化，才保证了自然地理要素之间的协调统一。以黄土高原的水土流失为例(见图5)。首先，黄土高原水土流失是地质(黄土)、气候、植被、地貌、河流、土壤共同作用的结果，因各要素的相互作用，水土流失又导致了地质(黄土)、气候、植被、地貌、河流(水文)、土壤发生了相应的变化，说明由自然地理环境内部各要素相互作用引发的发展演化具有整体性。

图5 水土流失是自然环境的统一演化过程

在教学中设问如下：

(1)简述黄土高原水土流失严重的自然原因。

(2)简述黄土高原水土流失导致自然地理环境各要素发生了怎样的变化。

(3)指出治理黄土高原水土流失的主要措施或人类如何促进黄土高原生态环境的良性发展。

(4)如果湖泊演变为陆地，自然环境各要素又是如何统一变化的。

2.“牵一发而动全身”

因为自然地理环境具有整体性的特征，某一自然要素受到外界的干扰(如人类活动)而变化，会导致其他要素乃至整个地理环境状态的改变，即“牵一发而动全身”。读图6，森林被誉为“大自然的总调度室”，具有强大的生态功能。当人类破坏森林，森林面积锐减，生态功能的减弱或丧失时，导致气候、水文(河流)、生物、土壤、地形、岩石发生变化，甚至导致整个区域环境的变化，即自然灾害种类和频次增加，生态环境恶化。

图6 森林的“牵一发而动全身”

在教学中设问如下：

(1)说明森林(“地球之肺”)具有哪些生态功效。

(2)简述破坏森林导致区域气候、水文(河流)、生物、土壤、地形、岩石，乃至整个区域环境发生怎样的变化。

(3)说明植树造林将会对区域气候、水文(河流)、生物、土壤、地形、岩石，乃至整个区域环境产生怎样的影响。

(4)更换案例，说明兴修水库或湿地(“地球之肾”)将会对区域气候、水文(河流)、生物、土壤、地形、岩石，乃至整个区域环境产生怎样的影响。

(5)简述人类如何促进区域环境的协调发展。

四、分析案例，完成知识结构图

我国的黄土高原是世界上黄土分布面积最广、黄土厚度最大(一般黄土堆积厚度平均在80～120米，最厚超过400米)、黄土地貌发育最为典型的地区，是我国特有的、世界上独一无二的地理景观。黄土高原地区位于我国第二级阶梯及我国西北地区与北方地区的交汇处，总面积63.5万平方千米，海拔在1 000～1 500米之间。

目前来看，黄土高原并不是特别适合人类居住的地方。从气候角度讲，黄土高原地区大部分属于温带大陆性季风气候，夏季炎热多暴雨，冬季寒冷干燥多风沙；从自然灾害角度看，黄土高原地区灾害种类多、频率高、危害大，例如旱灾、雹灾、霜冻、干热风、风沙、水灾、滑坡、泥石流、地震、病虫害等；从地形角度看，黄土高原丘陵地区千沟万壑、支离破碎；从植被角度看，黄土高原地区降水少，植被稀少，森林覆盖率低；从生态角度看，水土流失严重等。

被誉为“近世以来最伟大的历史学家”汤因比曾提出文明起源于“挑战—应战”，文明不可能在优越的自然条件下自然萌发，而是在面临外界挑战时的不断应战中产生并发展起来的。黄土高原真的不适宜人类生存吗？那为什么黄土高原上的人类活动可以追溯到200万年前？而且在这200万年来从旧石器时代到新石器时代，从邦国到王国再到帝国一直延续不绝呢？这说明黄土高原地区有文明诞生和延续的“温床”。黄土高原是一个统一的、同质的大地理单元，面积宽广，古人类活动的空间范围大；气候雨热同期，有利于植物(作物)生长；大江大河较少，空间分割不强，有利于古人类迁徙活动；海拔较高，虽然寒冷时期比平原地区干冷，但在温暖期可免遭海侵；黄土深厚、松散、垂直节理发育、直立性好，在生产工具极为落后的情况下，容易挖窑洞“穴居”，有利于古人类避风防寒；更重要的是黄土(风力沉积，富含矿物质，具有“自肥性”)是最适合农耕文明诞生和延续的土壤。

因此，黄土高原地区成为了古代中华文明的重要发祥地之一。远古文明姑且不论,自西周建都丰镐(陕西省长安县的沣河两岸)以来,直到唐代,黄土高原地区一直是我国统一王朝的都城所在地,一直作为全国的政治、经济和文化中心，后来随着社会生产力的发展，以及政治、军事等原因，中华文明从黄土高原走向神州大地。

根据笔者对黄土高原的详细分析，可以总结出古代中华文明从黄土高原诞生、延续的主要自然原因。

图7 古代中华文明从黄土高原诞生、延续的主要自然原因