高中地理教材问题阐释

摘要：修订后的湘教版高中地理教材自2019年秋季使用以来，老师们就教学中的疑难问题与我们进行了广泛而深入的交流。本文从反馈交流的众多问题中，选取若干有代表性的问题，在查阅文献资料的基础上进行深入阐释，期望能为老师们释疑解惑，为老师们准确把握教材的编写思路助力，并对教师专业成长有所裨益。

关键词：温室效应；海水盐度；陆地自然带；化石燃料；地球年龄；自然环境整体性

一、温室效应

问题1：在大气对地面的保温作用中，湘教版高中地理教材刻意回避了与温室效应相关的内容。为什么？据《辞海》“大气保温效应”词条介绍，大气具有允许太阳短波辐射透入大气低层，并阻止地面和低层大气长波辐射逸出大气层的作用。因可使大气温度保持较高的水平，故称大气保温效应。20世纪初期前，人们曾误认为玻璃温室（不经人工加热的花房）保温机制与大气保温机制相同，因而将它称为“温室效应”。1909年，美国物理学家伍德（RobertWilliamsWood）分别用岩盐（对长短波辐射都透明，不会截留长波辐射）和玻璃（有透过短波辐射而截留长波辐射的能力）做成温室（花房）试验，结果两个温室内的温度一样高。这表明温室的保温作用，主要不是它是否阻截或吸收长波辐射，而是玻璃或岩盐壁阻止室内（暖）外（冷）空气以对流或湍流方式的热交换。据研究，这种阻止空气在室内外热交换作用，比大气保温气体吸收长波辐射致暖作用大3~4倍[1]。综上所述，温室效应与大气保温效应的意义并不相同，请地理老师们在教学中加以区别，两者不能混为一谈。

二、海水盐度

问题2：湘教版高中地理必修教材第一册第四章第二节正文中有这样一句话：高纬度海区温度低，蒸发量小，加之反复结冰、融冰，盐度偏低。前半句话的意思很容易理解，后半句话该如何解释呢？需要注意的是，该段正文阐述的是海洋表层海水盐度的水平分布规律。高纬度海区表层海水的盐度偏低，与该海区结冰、融冰的影响有密切关系。海水结冰，主要是纯水的冻结，会将盐分大部排出冰外[2]。海冰密度比海水小，它总是浮在海面上，融冰过程可稀释表层海水盐度。问题3：从本节教材中的“海洋表面盐度、温度随纬度的分布示意”图看出，60°N比60°S处的盐度低，而从“大西洋表面海水密度、温度和盐度随纬度的分布示意”图看出，60°N比60°S处的盐度高。两幅图的表达完全相反，是不是图像绘制有误？为什么？教材中的两幅图没有问题，均参照《海洋科学导论》中的相关图像绘制。第一，需要注意的是，两幅图表示的空间尺度不一样，“海洋表面盐度、温度随纬度的分布示意”图是针对全球海洋各纬度的平均状况而言的，而“大西洋表面海水密度、温度和盐度随纬度的分布示意”图是针对大西洋各纬度的平均状况而言的。第二，大西洋东北部盐度较高，是由于北大西洋暖流挟带高盐水输送的结果。第三，全球海洋的盐度分布具有明显的地域差异性，就平均盐度而言，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：大西洋沿岸无高大山脉，北大西洋蒸发的水汽经东北信风带入北太平洋释放于巴拿马湾一带；南太平洋东海岸的安第斯山脉，使由南太平洋西风带所挟带的大量水汽上升凝结，释放于太平洋东部的智利沿岸；越过安第斯山脉后下沉的干燥气流，则加强了南大西洋的蒸发作用[3]。

三、陆地自然带

问题4：澳大利亚大陆东南部、塔斯马尼亚岛及新西兰南、北二岛为温带海洋性气候，但湘教版教材中的“世界陆地自然带分布”图上，这些地区的自然带却为亚热带常绿阔叶林带。为什么？澳大利亚东部湿润山地地区是该国主要森林分布区，北部为热带雨林，南部为亚热带潮湿森林。从海岸到海拔1000~1200米的东坡布满森林，山脉西坡降水较少，林地稀疏。山地上部生长的树木较矮小，海拔1600~1900米的地段，森林变为曲树群落和矮生灌丛。塔斯马尼亚岛主要是森林植被，以常绿树种占优势，特别是喜湿的桉树和常绿栎树。新西兰北岛北部为亚热带森林，由一些松、棕榈、月桂树等组成；北岛西部丘陵地和南岛山地西坡是原始森林主要分布区，是由红松、黑松等针叶树和假山毛榉等树组成的温带混交林。在欧洲移民到来之前，新西兰森林面积广大，占全境土地面积的2/3。由于大量砍伐，很多林地辟为牧场，森林面积大大缩小。由于人类活动，新西兰的自然植被已有很大改变。北岛中部和南岛一些地方多人造林，人工牧场和草地主要集中在北岛[4]。上述地区为温带海洋性气候，按照地带性分布规律，温带海洋性气候下发育的应该是温带落叶阔叶林，而不应该是亚热带常绿阔叶林。关于这个问题，应该从非地带性因素进行分析。澳大利亚大陆气候的特征，是在纬度位置与大陆轮廓、地形、洋流、气压和风等多种因素的综合影响下形成的。澳大利亚大部分地区冬季并不寒冷，7月份，除东南部山区在0℃以下外，纬度最高的塔斯马尼亚岛的中部为8℃，其他地区均高于8℃。因而，澳大利亚大陆东南部、塔斯马尼亚岛的森林冬季不落叶，发育的是亚热带常绿阔叶林，而不是温带落叶阔叶林。新西兰地处34°S～47°S，冬季并不寒冷，7月均温北部为11℃，南部为5℃，山区为－2℃，再加上上面所说的新西兰的自然植被受人类活动的影响已有很大改变，因而，地图将新西兰大部分地区划为亚热带常绿阔叶林带，只在纬度较高的南岛划出两小片区域，分别表示温带落叶阔叶林带（原因：纬度较高，地形主要为山地和丘陵）和温带草原带（原因：地处背风坡，受燥热的焚风影响）。

四、化石燃料

问题5：“化石燃料”是一个常用术语，但仔细推敲，真害怕学生提问啊，难道说这些燃料是由化石演变而形成的，应该怎么向学生解释这个术语呢？我们应该从“化石”的原义来理解这个术语，“化石”一词源自拉丁文，原义是“掘出物”，代表所有从地下或地表掘出的东西。从其原义来解释，逻辑上说得通，就不用害怕学生提问了。又如，在希腊语中，“气候”一词原义为“倾斜”，指的是由于太阳对地面的投射角度不同而造成各地冷暖的差异。了解“气候”一词的原义，教学时就可以准确把握湘教版初中地理七年级上册第四章第三节“影响气候的主要因素”中的“地球形状与气候”的编写思路，否则，就有可能将知识盲目加深，将高中地理知识下放到初中阶段来讲解。从这个术语切入，建议扼要讲点学科思想史方面的知识，让我们的课堂更富哲理性。人类对化石本质的认识走过了漫长而曲折的道路。在达尔文进化论诞生之前，人们对化石形成的原因以及化石的涵义争论不休。随着博物学的发展，生物形成的化石与其他类型的掘出物之间的区别愈来愈明显。直到19世纪初，“化石”一词才被限于代表古生物的遗体及其活动的遗迹。“化石”概念的嬗变，反映了早期古生物学在概念方面的一大进步。地层层序这一概念与人类对时间和地球历史的认识紧密相连。地层的排列顺序反映岩石形成的时间顺序，为地层中的化石材料提供了“时间矢量”，化石进而为重建地球史和生物进化提供了时间尺度。对化石与地层层序的认识，必然涉及生命的起源以及生物多样性在不同地质时代的更替，即生物的进化。在神创论统治西方学术思想的漫长岁月中，进化概念的发展和传播更是扣人心弦。达尔文进化学说的诞生，使化石和进化这两个概念有机地结合起来，为古生物学带来理论框架的革新。进化的概念使古生物学不再限于对化石的描述与比较，也不再仅仅作为确定地层年代的工具。古生物学从此获得自身发展的独立使命，成为20世纪兴起的进化生物学的重要支柱[5]。

五、地球年龄

问题6：湘教版高中地理必修教材第一册第一章第四节正文中有这样一句话：经过深入研究，科学家推算地球的年龄约为46亿年。有学生问过这个问题，被我敷衍过去了。为什么教材的表述要强调一个“约”字？回答这个问题，需要从学科思想史的角度来阐释。20世纪中叶，哈勃（E.P.Hubble）根据对宇宙的观测，提出宇宙年龄的问题。哈勃计算的宇宙年龄约为20亿年，但当时一批地质学家都声称地球年龄为30亿~40亿年。这就是说，地球年龄老于宇宙年龄。这样，地质学家与天文学家之间的争论也就不可避免。这一争论直到1956年克莱尔•帕特森（ClairePatterson）通过陨石的Pb-Pb等时线法测定了后来得到公认的45.5亿年的地球年龄而告结束。帕特森的工作是建立在地球与陨石有一致的年龄的基础之上的[6]。然而，关于地球年龄的讨论仍然没有结束。这一讨论集中在当年帕特森“地球年龄”的假设前提上，人们置疑陨石年龄是否等于地球年龄。很显然，帕特森的“地球年龄”是一个间接年龄。随着同位素测试精度的提高，以及陨石年代学的大量研究，重新怀疑帕特森的“地球年龄”不是没有道理的。我们讨论地球形成的精确年龄，直接涉及对地球成因的认识以及地球的演化模型，否则，地球系统科学，尤其是当代地球化学理论体系对地球化学演化的任何讨论，都将建立在一个极不稳固的基础之上[7]。

六、外星文明

问题7：湘教版高中地理必修教材第一册第一章第一节阅读栏目“探索宇宙中的生命”中有这样一句话：在地球之外，高级生命存在的可能性极大。学生对诸如此类问题饶有兴趣，能否谈谈这句话背后的相关知识？在银河系中存在多少个具有文明的星球？美国天文学家弗兰克•德雷克于1961年提出一个公式，以一连串的可能性的乘积来计算银河系中现存的能够进行星际通信的具有先进文明的星球的数目，公式为：其中，R*表示银河系中平均每年新诞生的恒星数目；Fp表示拥有行星系统的恒星在全部恒星中所占的比例；Ne表示在这些行星系统中平均说来具备生命起源和进化条件的行星的数目；Fl表示在满足这些条件的行星中实际诞生了生命的行星的比例；Fi表示从一般生命进化到智慧生命的概率；Fc表示智慧生命拥有星际通信能力的比例；L代表文明的平均寿命（年）。德雷克根据这个公式预言在银河系中有104个有星际交流能力的文明星球[8]。美国天文学家卡尔•萨根取如下数值：计算得到N=106，即在银河系中存在100万个恒星，其行星系统中有高度发达的外星文明存在[9]。对于这种估算，科学家们有不同的意见。美国天文学家麦凯尔•哈特认为，方程式中的预测值太多，不可靠；如果银河系以内还有其他的发达文明存在，那么它们早就把银河系殖民化了，我们不可能至今仍未发现它们。这表明，在银河系内除地球之外没有其他的发达文明存在，但是，银河系外可能有其他文明存在。苏联修克罗斯基认为，如果其他文明的星球拥有核武器，就会因核战争而灭亡，因此，发达文明的寿命非常短暂，银河系除地球之外可能没有其他文明存在。

七、自然环境整体性

问题8：湘教版初中地理八年级下册用一章的篇幅讲述了东北地区。在高考复习中，需要打通初高中地理知识之间的联系，即运用高中所学的地理规律、地理原理来分析初中所学的地理事象的成因，否则，初高中地理就会变成“两张皮”，导致复习效率低下。运用高中所学的整体性原理，如何分析东北地区冷湿特征的成因？东北地区在自然景观上表现出冷湿的特征，它的形成和发展，与它所处的地理位置有着密切关系。东北地区是我国纬度位置最高的区域，冬季寒冷，高纬度固然是基本因素，但它的相对位置也有明显作用。它北面与北半球的“寒极”——维尔霍扬斯克—奥伊米亚康所在的东西伯利亚为邻，从北冰洋来的寒潮经常侵入，致使气温骤降。西面是高达1000米的蒙古高原，源自西伯利亚的冷气流也常以高屋建瓴之势，直袭东北地区。因而，东北地区冬季气温较同纬度大陆低10℃以上。东北面与素称“太平洋冰窖”的鄂霍次克海相距不远，春夏季节从这里发源的气流常沿黑龙江下游谷地进入东北，使东北地区夏温不高，北部及较高山地甚至无夏。东北地区显著地向海洋突出，南面濒临渤海、黄海，东面临近日本海，这给东北地区带来了较多的雨量和较长的雨季。由于气温较低，蒸发微弱，降水量虽不十分丰富，但湿度仍较高，从而使东北地区在气候上具有冷湿的特征。东北地区有着大面积针叶林、针阔叶混交林、落叶阔叶林和草甸草原，肥沃的黑色土壤，广泛分布的冻土和沼泽等自然景观，与它的气候密切相关。