综合思维视角下的“环境与发展”单元学习活动设计

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  摘 要:综合思维是人们运用综合的观点认识地理环境的思维方式和能力。综合思维素养有助于人们从整体的角度,全面、系统、动态地分析和认识地理环境及其与人类活动的关系。本单元以《普通高中地理课程标准(2017 年版2020年修订)》的课程目标要求为准则,以综合思维为主体思维方式,设计模拟实验、社会调查、文献检索、课堂讨论等学生活动,认识“环境问题如何产生”“环境问题的表现和空间分布差异”“如何应对环境问题”等相关问题,理解自然环境和人类社会发展之间的动态变化,构建思维网络,培养综合思维。
  关键词:综合思维;环境问题;人地协调
  一、单元概述
  《普通高中地理课程标准(2017 年版2020年修订)》的课程目标要求中明确提出,地理核心素养主要包括人地协调观、综合思维、区域认知和地理实践力。其中,综合思维是地理学的基本思维方法,是全面、系统、动态地分析和认识地理事物和现象的思维品质和能力[1]。综合思维作为一种思维方式,强调整体观念(要素关联)、时间观念(发展变化)和空间观念(区域特征),可以概括为要素综合、时空综合和地方综合。培养学生的综合思维,旨在使学生能够多要素、多角度而非孤立、绝对、静止地分析地理事物和现象,能够辩证而非僵化地分析人地关系问题[2]。
  本单元的主题是环境与发展,即自然环境和人类社会发展之间的相互关系。既包含人与环境之间的关系,也包含人们对人类与地理环境间关系的态度。人类从自然环境中获取物质和能量得以生存、发展,同时也向自然环境排放废弃物。自然环境与人类社会的发展在不同时期、不同区域、不同科技条件下产生矛盾、出现问题,也会在自然因素及人类调控下协调统一发展。因此,人地关系在矛盾和协调之间动态变化。环境问题便是在这样的情境下产生,也在这样的变化中发展。
  本单元以《普通高中地理课程标准(2017 年版2020年修订)》的课程目标要求为准则,以综合思维为主体思维方式,设计模拟实验、社会调查、文献检索、课堂讨论等学生活动,认识“环境问题如何产生”“环境问题的表现和空间分布差异”“如何应对环境问题”等相关问题,理解自然环境和人类社会发展之间的动态变化,构建思维网络,培养综合思维。
  1.课标内容要求
  地理必修2:运用资料,归纳人类面临的主要环境问题,说明协调人地关系和可持续发展的主要途径及其缘由。
  2.本单元的地位作用
  本单元是人教版地理必修2的最后一个单元,从单元设置不难看出,此单元是对地理必修1(自然地理)和地理必修2(人文地理)相互关系整体认识的提升,也是阐述自然环境和人类活动关系及发展途径的理论基础,是帮助学生树立人地协调观的主要教学内容。从高中教材的整体设计角度看,本单元也是学习选择性必修2“资源、环境与区域发展”、选择性必修3“自然环境与人类社会”“环境安全与国家安全”等内容的纽带。本单元既为学考理解人地关系进行了基本的理论发展介绍,也为后面选考深入学习环境问题产生的原因、环境问题带来的危害、环境问题的应对措施等提供了进阶空间。
  3.设计思路
  (1)尺度综合,设计学生活动,探究现实中的人地关系及变化。本单元的活动主要围绕“环境问题的产生”“环境问题的表现及分布特点”“如何应对环境问题”等展开。主题顺序的设计以时空尺度为依据。从时间上看,人地关系发展到一定程度时,人地矛盾凸显并产生相应危害,环境问题由此而来。随着科技水平的提升,各个地区的环境问题表现出区域分布差异。同时,随着自然观、发展观的变化,人们逐渐提高对环境质量的要求,协调人地关系的议题在此时被不断提出并加以实施。从空间上看,本单元从“调查身边的环境问题”“中国的主要环境问题”“世界的主要环境问题”等几个不同的空间尺度进行学生活动设计,学生课上汇报调查结果,并推断不同空间尺度下环境问题产生的原因。尺度不同,回答问题的角度则不同。该活动注重尺度思想的体现,深化学生对不同时空人地关系发展变化的理解。
  (2)要素综合,建立学习逻辑链。综合思维的本质是关系思维[3]。本单元的活动设计基于人类发展与自然环境之间的关系而展开,二者相互影响、相互制约,隐含着要素综合的思想。例如,活动设计“观察生态缸中生态系统各要素的关系”是基于要素之间是一个相互联系的整体而展开,水草、小鱼、岩石、微生物等要素相互影响,生态系统处于动态平衡的状态,尺度可延伸到全球,利用同样的综合思维推导相关的环境问题,旨在深化、全面、系统地认识人地关系。
  4.设计流程(图1)
  二、实施过程
  第一课 探究环境问题产生的原因
  【课时目标】①通过设计生态缸生态系统实验,认识生态系统各要素之間的相互关系,明确在不同条件下,生产者、消费者、分解者、无机环境是一个相互联系的整体;②通过观察生态系统各要素的变化,试分析生态系统出现平衡或不平衡的原因,体会两者的联系;③结合资料和实验,总结环境问题的主要表现,将实验情况迁移到地球环境,思考人类社会和环境之间的对立统一关系;④通过小组讨论,以思维导图的方式展示人类社会和环境的关系,从而认识环境问题产生的本质原因。
  【课时安排】2课时。
  【设计流程】图2。
  【设计思路】我们生活的地球是一个庞大的生态系统,环境问题的产生与该系统中的各组成要素有着密不可分的联系。如何从本质上认识环境问题产生的原因?让学生亲身体会自然界漫长演化中人地矛盾的发展是不现实的,如果能够结合生物学相关知识,设计一个相对稳定的生态系统,演示其发展变化的过程,就能在经历某些要素的演变中认识系统要素间的相互关系,也能理解系统要素在相互调节的状态中趋于平衡的意义。
  【课前实践活动】观察生态缸生态系统各要素的关系。实验过程:①查找相关资料或者向生物老师请教制作生态缸的注意事项与步骤;②将全班同学每两人分成一组,进行生态缸的设计和制作;③准备实验材料:玻璃钢或能够装水的较大容器、石块、沙土、含腐殖质较多的土壤、鹅卵石、假山、自来水(需提前晾放使用)、蜗牛、小鱼、虾、小乌龟、黑藻、金鱼藻、苔藓、珍珠草、金鱼花等;④按照实验步骤要素制作生态缸(图3~图5);⑤确认该生态系统中的各个要素是否良好,密闭生态缸,将其放至室内通风、光线良好的地方,但注意避免阳光直接照射;⑥观察生态缸生态系统的变化并做好记录(表1)。   学生小组合作、自主探究,设计人工生态系统——生态缸,并利用设计的模拟生态系统实验从不平衡—平衡—不平衡的变化中解释每个环境要素发挥的作用或产生的影响。在实验准备前期,学生需明确实验目的并设计实施方案;在实验实施过程中,学生要学会独立思考,利用不同的地理要素调节生态系统,从而使系统趋向稳定,并尽可能多地考虑影响生态系统变化的因素,同时在合作中解决实验过程中的生成性问题;在实验总结阶段,学生填写报告,将观察结果与地理原理相结合,解释生态系统不平衡的原因,解决生成性问题。
  在準备阶段,要求材料齐全,各要素具备,实验过程有观察、有记录,展示成果时需对重点问题进行表述。为了让学生明确实验目的和要求,采用了评价量规(表2)进行小组互评和教师评分。
  【活动一】小组展示:①每小组进行实验结果交流展示,说明生态缸生态系统出现不平衡的原因以及小组采取的主要措施;②结合教师提供的资料进行讨论,充分认识人类系统与自然系统在物质、能量流动上的差别;③结合实验将研究视角扩大至全球,思考全球生态系统是如何进行调节的,试分析环境问题产生的本质原因。
  【总结】生态缸中各个要素最初处于相对稳定的状态,但人工生态系统会出现因人为投放某个要素而造成的不平衡状态,如学生观察记录中提到投放的鱼品种数量过多、个头过大,有鱼类死亡的现象;或者水草过多、食草类小动物过少,几天后水草疯长,水质变差,小鱼死亡等。由此可见,生产者过多或消费者、分解者过少都会造成生态系统失衡,导致藻类变多、水质变差、鱼类死亡等现象发生。经思考讨论,学生采取了调整措施,如更换小鱼品种、放入清道夫等鱼类改善水环境等,都是人为调整成功的例子。生态缸生态系统类似于微缩的人类生存环境,人口数量过多时,废弃物排放过多,分解者过少,超出环境的自净能力,环境污染问题会加剧;人口数量增长过快会使人类对资源、能源的需求加大,导致过度索取资源,也会引发资源短缺、生态破坏等问题。
  通过活动一,学生既能增强实践能力,还能将学科间的知识进行融合,学会用不同视角看待生态系统稳定性的重要意义与环境问题产生的原因,提升综合分析问题的能力。“小景观系统”实验的开展也有利于学生体会“大地球环境”的要素关系,为理解地理环境整体发展提供基础。
  【活动二】结合资料探讨“人类社会”“环境” “物质、能量”“废弃物”的关系,并用思维导图表示出来。
  【思维导图—评价量规】量表主要针对任务完成情况进行总体评价,采用赋分的方式。量规则主要针对任务结果进行表现性评价,属于等级评价,由学生共同讨论完成,学生可利用这些工具进行自评和互评(表3 )。
  【小组汇报】 解释思维导图的含义,说明资源、环境和人类社会的关系。
  人类通过生产活动获得资源,并将资源转化成消费品,以满足人的消费需求。同时,人类生产活动和消费活动产生的废弃物,又被排放到环境中。因此,人类自身的生存和发展影响着环境,环境也深刻地影响着人类。
  【总结】环境问题在发展中产生,人类的生存与发展需要从环境中获取物质和能量,同时也会排放废弃物,在获取和排放的过程中不可避免地对环境产生了危害。环境问题在地球生态系统的动态平衡中不断变化,在不同时期、不同区域的体现也有一定差异。
  第二课 探究环境问题的表现及空间差异
  【课时目标】①学生通过调查身边的环境问题,关注(社区、村庄、城市等)身边环境要素存在的不平衡现象,推测环境问题产生的原因,并将环境问题进行简单归类;②通过调查中国的主要环境问题和世界的主要环境问题,了解不同空间尺度中环境问题的现状,查阅资料并结合所学知识,描述环境问题的主要分布情况,分析环境问题的区域差异成因,提升学生的地理实践力和综合思维水平。
  【课时安排】1课时。
  【设计流程】 图6。
  【课前实践调查】将全班分成三个小组,调查身边的环境问题、中国的主要环境问题、世界的主要环境问题,并结合第一课的相关结论,试分析环境问题产生的原因,基于原因将环境问题进行归类,以加深对环境问题产生原因的理解。
  【学习过程】每组汇总调查结果后,派两位代表进行发言和展示。
  【活动一】调查身边的环境问题 (第一组) :①你身边存在环境问题吗?拍照记录发现的环境问题;②将发现的环境问题填写在表4中。
  【小组汇报】小组同学分别对社区、街道、家庭等场所的环境问题进行观察、拍照,展示所拍到的环境问题。根据调查提问,全班讨论产生这些环境问题的直接原因是什么?根据第一课所学,将环境问题归类。
  【总结】直接原因主要是人类大量的生产生活建设、汽车数量大量增加、生活消费品增多、产生废弃物增多等。环境问题可归类为环境污染问题和资源短缺等方面。对于生态破坏问题,生活在市区的同学感受较少。
  【活动二】分析中国的主要环境问题(第二组):①查阅资料,说明中国主要有哪些环境问题?将其填写在表5中;②归纳环境问题在中国的空间分布有什么特点。
  【小组汇报】 各小组汇总调查结果,展示相关图片、书籍、网站,说明中国的主要环境问题在东部经济发达地区主要表现为环境污染问题,在西部地区主要表现为生态破坏问题。
  结合资料,讨论城市和乡村的环境问题有何差异?为什么东部经济发达地区和西部欠发达地区、城市和乡村的主要环境问题有这样的差异?
  【总结】城市主要是生态破坏问题,而乡村随其发展,环境污染问题也逐渐加剧。经济发达地区和城市人口高度密集,交通和工业活动排放大量废弃物,致使环境污染问题更加突出;而欠发达地区及广大乡村,因资源利用方式不当或强度过大,主要表现为生态破坏。近年来,我国乡村由于经济发展,环境污染问题也比较突出。这些问题产生的原因与人类的不合理活动有关,根本原因与人口的快速增长以及自然环境与人类生存的矛盾越来越突出有密切关系。   【活动三】分析世界的主要环境问题(第三组):①查阅资料,说明世界主要有哪些环境问题?将其填写在表6中;②归纳环境问题在世界的空间分布有什么特点。
  【小组汇报】学生汇总分析结果,展示相关图册和网站信息,说明世界的环境问题主要分布在发达国家和地区,主要表现为环境污染问题,发展中国家和地区主要表现为生态破坏问题,近年来发展较快的国家环境问题也较严重,主要表现为环境污染、生态破坏、资源短缺等。结合资料,讨论发达国家和地区与发展中国家和地区的环境问题为什么会有这样的差异?有哪些環境问题已经超越国界和地域界线?
  【总结】发展中国家人口数量增长过快,主要表现为掠夺式开发带来的生态破坏,以及快速工业化导致的环境污染。而发达国家主要体现在过度消耗资源带来的环境问题,其人均资源消耗量和污染物排放量远远高于发展中国家。不同区域在人口数量、人均资源消费情况和科技发展水平等方面存在差异,环境问题的表现也就有所不同。某些环境问题已经发展成全球问题,如酸雨、臭氧层破坏、全球变暖等。
  通过活动二和活动三的文献查阅,学生的信息检索能力有所提升。同时在繁杂的信息中,学生结合所学,利用分类思想,将信息有依据地归类,既利用了第一课所学知识,深刻认识环境问题产生的原因,也对环境问题的时空分布有了更深入的了解。
  第三课 探究如何应对环境问题
  【课时目标】①通过调查、访谈等方式了解社区垃圾分类及处理情况,小组汇报说明进行垃圾分类的必要性(意义)和参与主体;②结合网络资源和教师提供的资料,说明可持续发展的概念、内涵和实施途径;③结合中国进行垃圾分类的主要城市的分布情况和世界主要环境问题,放大空间尺度,着眼世界,说明实现可持续发展需要遵循的原则。
  【课时安排】1课时。
  【设计流程】图7。
  【课前实践活动】人员:全班学生。任务:调查社区垃圾分类的情况,主要包括调查社区是否进行垃圾分类、中国哪些重点城市进行了垃圾分类,拍照记录社区垃圾分类的情况。采访社区工作人员,总结垃圾分类的意义(或者不进行垃圾分类会带来哪些影响),为实现全民垃圾分类建言献策,设计倡导垃圾分类的宣传海报。
  【活动一】可持续发展的内涵和途径
  任务一:探究垃圾分类的意义及参与主体
  收集学生的调查资料,进行分类展示(图8、图9)。
  全班讨论:生活垃圾进行分类之后去了哪里?从垃圾分类的影响角度思考,为什么要进行垃圾分类?垃圾分类需要哪些主体参与?
  【总结】垃圾分类后运送到相应的工厂进行处理,厨余垃圾制成肥料;可回收垃圾进行循环利用,加工成产品;其他垃圾焚烧发电;有害垃圾送到危险废物处理厂进行专门处理。如此一来,固体废弃物产生的危害降到最低,对环境产生的负面影响较小,可改善人们原来垃圾成堆、臭气熏天的生活环境,还可以循环利用,获得经济效益。垃圾分类需要每个人参与其中,需要企业进行加工处理、工业参与,同时也需要政府和相关单位制定规则、法律等进行管理。
  任务二:探究可持续发展的概念与内涵
  小组讨论:①结合任务一和图10所示内容,总结什么样的发展是可持续发展;②结合图11、12,播放视频《2032:我们期望的未来》,说明可持续发展的内涵包括哪几个方面;③结合调查,用图示说明通过什么途径实现可持续发展。
  【总结】可持续发展是既满足当代人的需求,又不危及后代人满足其需求能力的发展。可持续发展包括发展与资源环境承载力相协调的生态可持续发展;包括既要注重数量增长,也要追求质量提升,改变传统的生产和消费模式的经济可持续发展;还包括以改善和提高生活质量为目的、与社会进步相适应的社会可持续发展。可通过进行宣传教育、政府制定法规、企业参与节能减排等实现可持续发展(图13)。
  【活动二】可持续发展的原则
  任务:调查中国首批进行垃圾分类的重点城市。
  结合活动一、世界主要环境问题资料和第二课调查资料,思考以下问题:①总结首批进行垃圾分类重点城市的分布特点;②后续深化垃圾分类工作需要在全国其他地区继续推行,应实施什么具体措施?③放眼世界(结合第二课调查世界环境问题的资料),实现生态、经济、社会方面的可持续发展需要遵循哪些原则?
  【总结】首批进行垃圾分类的重点城市主要集中在中、东部经济发展程度较高的地区。后续推行需要全民提高环境保护意识;需要转换工业、农业、旅游业等产业部门的经济发展方式,共同协作发展,多角度综合治理;需要学习国外的环境保护措施等。因此,放眼世界,实现可持续发展需要遵循所有主体都参与的共同性原则、不同发展程度的国家都要承担责任的公平性原则以及人类发展必须维持在资源环境的承载力范围内的持续性原则。
  人类与环境是一个命运共同体,相互影响、相互依存,走可持续发展之路是实现二者稳定发展的必然选择。只有协调好人类与环境的关系,人类的发展与资源、环境承载力相适应,才能实现经济、社会的可持续发展,最终实现地球这个生命体(包含人类)的长期稳定和持续发展。
  三、单元教学评价
  第四课
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