“內、外力作用與地表形態變化”內容詳析

官山明

一、知識構建

本文解讀的課程標準是“結合實例,分析造成地表形態變化的內、外力因素”。地表形態是指地球表面的起伏狀態,又稱地形或地貌。地表形態的變化,可從三個層面加以說明:一是通過板塊構造學說解釋全球海陸、高大山系、大裂谷等的分布和變化;二是內力作用形成的地質構造與地表形態,以解釋地表高低不平的原因,一般通過褶皺、斷層及其與地表形態的關系加以說明;三是地表形態的再變化,一般通過流水、風、冰川等外力作用及其形成的地表形態加以說明。

從本條”標準”的要求來看,重在地表形態變化的原因分析,學生可以從兩方面認識地表形態。其一是以運動、變化的觀點看待地表形態,即地表形態一直處于不斷的運動和變化之中。其二是以綜合的觀點看待地表形態,即內力作用造就了地表形態的骨架,外力作用對地表形態的骨架做再塑造。所見到的地表形態是內、外力長期共同作用的產物。另外,“標準”要求“結合實例”,體現了課標對學習“過程”、“方法”的強調,因此,教學時應重在以典型的地貌為實例加以分析,讓學生從中學會對各種地質作用形成的地貌成因分析的方法。

對比分析人教版、湘教版、中圖版和魯教版,可以發現不同版本教材編者對該課標涉及的知識綱要(見圖1)和能力要求的理解比較一致,但編寫思路和章節安排有較大差異。魯教版、湘教版和中圖版內容編排簡約明了,知識建構過程流暢,比較注重知識體系的完整性。而人教版以案例教學的思路編寫(見圖2),以山地的形成為例,說明內力作用對地表形態的影響;以河流地貌的發育為典型案例,說明外力作用對地表形態的塑造,并將這兩個案例單獨一節編寫,使學習內容具體化、形象化,加深學生的感性認識。但知識顯得零散,系統性不強。

二、目標導航

知識與技能:了解板塊構造學說的基本觀點,并能運用板塊構造理論解釋宏觀地形的成因。了解內力作用的表現形式及其對地貌的影響,理解地殼運動是塑造地表形態的主要作用方式。了解褶皺、斷層的概念,掌握背斜、向斜、斷層的判斷及其實踐意義。了解外力作用的表現形式及其相互關系,掌握外力作用形成的不同地貌。能夠閱讀各種地貌示意圖,判斷地貌類型,并分析其成因。

過程與方法:列表對比內外力作用的能量來源、表現形式、對地表形態的影響和相互關系,充分理解兩者的區別與聯系以及它們如何推動地表形態的演化。通過對地質構造示意圖的閱讀分析,學會判斷簡單的地質構造類型及分析構造地貌。

情感、態度與價值觀:通過分析各種地貌的成因,激發探究地理問題的興趣和動機,養成求真、求實的科學態度;建立內外力辯證統一、共同塑造地表形態的觀點,樹立正確的環境觀。

三、重難疑點

1.教學重點分析

(1)內力作用對地表形態的影響。內力作用的表現形式有地殼運動、巖漿活動、變質作用等,其中地殼運動是塑造地表形態的主要作用方式。由地殼運動引起的巖層變形、變位,稱為地質構造。地質構造是研究地殼運動性質和方式的依據。因此,地殼運動和地質構造在內力作用對地表形態的影響中處于重中之重的地位。

按照地殼運動的方向和性質,可以將其分為水平運動和垂直運動。水平運動是指組成地殼的巖層沿平行于地球表面的方向運動,它使巖層發生水平位移和彎曲變形,常在地表形成綿長的斷裂帶和巨大的褶皺山脈,如東非大裂谷和大西洋的形成。垂直運動是指組成地殼的巖層作垂直于地球表面方向的運動,即上升或下降運動,它使巖層發生大規模隆起和凹陷,引起地勢起伏變化和海陸變遷,如青藏高原、臺灣海峽的形成。在地殼運動中,這兩個方向的運動同時存在,而且相互作用、相互影響,運動結果也往往相互滲透、疊加在一起。嚴格地講,在同一時間同一地點發生的地殼運動都包含有水平運動和垂直運動兩種情況,關鍵在于以哪種運動形式為主導。例如,當巖層受到擠壓而發生彎曲變形時,它既有水平方向上的縮短,又有垂直方向上的升高。這里,水平方向上的變化是擠壓力直接作用引起的,而垂直方向上的變化則是派生的結果。從全球范圍看地殼運動,水平運動是主導形式,升降運動是次要形式。但有的區域升降運動表現得十分明顯。通常在以水平運動為主導的地區,形成褶皺帶,在以升降運動為主導的地區,出現隆起和凹陷。

常見的地質構造有褶皺和斷層兩種形式。其中褶皺又分為背斜和向斜兩種基本形態,不同的地質構造造成的地貌形態不同,同一種地質構造也會形成不同的地貌。褶皺是地殼運動引起地層的連續性變形,斷層是地殼運動引起地層的非連續性變形,同時代的巖層發生明顯的錯動、位移。在地形上,有些斷層常形成平直的陡崖。斷層地帶巖石破碎,易被風化侵蝕,沿斷層線常發育成溝谷,有時出現泉和湖泊。

(2)外力作用對地表形態的影響。主要從三個方面理解:一是外力作用能量主要來源于太陽輻射;二是外力作用四種方式及其相互關系;三是外力作用形成的地表形態。外力作用的主要表現形式有風化作用、侵蝕作用、搬運作用和沉積作用,四種表現形式在對地表形態形成過程中是相互聯系的統一過程,風化作用和侵蝕作用為搬運作用得以進行提供基礎,而搬運作用不斷地轉移和運輸物質,又使侵蝕作用不斷地繼續,堆積作用得以完成,在影響地表形態形成過程中具有較強的關聯性。外力作用形成的地表形態中,較常見的是侵蝕地貌和堆積地貌,其中又以流水和風力作用下形成侵蝕地貌和堆積地貌分布最為廣泛?？傊?內力作用為大自然提供了地表形態的“粗毛坯”,而外力作用就像雕塑師把這些“粗毛坯”雕塑成多姿多彩的地表形態,風化、侵蝕、搬運、沉積等作用是重要的雕塑手法。

2.教學難點剖析

(1)背斜、向斜的判斷。這一知識點的學習有兩大障礙:一是在地貌上,有時候背斜成為山嶺,向斜成為谷地。但是,如果褶皺構造經過長期的侵蝕,背斜頂部因受到張力作用,巖性比較疏松,若裸露在地表很容易受到風力、流水等外力因素的侵蝕,就有可能變成谷地;而向斜槽部因受到擠壓力作用,巖性比較堅硬不容易被外力侵蝕,反而成為山嶺。可見地貌不是進行背斜、向斜的判斷依據,所以分析問題時,既要看到其一般性,也要注意其特殊性。二是巖層的新老關系是判斷背斜和向斜的主要依據,但巖層的新老關系比較抽象,增加了學生學習的難度,使背斜、向斜的判斷成為難點知識之一。

(2)河流侵蝕地貌的理解。河流地貌是最常見的地貌之一,學生通過平時生活的感性認識已有一定基礎,但人教版分析河流侵蝕地貌時,涉及三種侵蝕作用——溯源侵蝕、下蝕和側蝕,其中,側蝕造成凹岸侵蝕、凸岸堆積,學生首次接觸,形成認知障礙。另外,在河谷發育的不同階段,河流侵蝕作用的方向和河谷形態有很大的差異,在不同河段其表現也不同。理解該內容涉及時間、空間兩個范圍尺度,陌生的角度使學生學習起來較困難,所以河流侵蝕地貌也是本課程的教學難點。

3.教學疑點解析

(1)風化作用與風力作用。地表或接近地表的巖石,在溫度、水以及生物等影響下,發生的崩解和破碎作用,叫作風化作用。而風力作用則是指風的侵蝕、搬運、堆積等作用,故風化作用與風力作用是兩個完全不同的概念。

(2)斷層與斷裂。斷層是巖層受力破裂且沿斷裂面有明顯的相對位移,即巖塊有相對上升或下降運動。若只有破裂而無位移只能稱為斷裂而不是斷層。

(3)地質構造與構造地貌。地質構造是地殼運動的“足跡”,是由地殼運動引起的巖層永久性變形、變位,它包括兩種主要的構造類型——褶皺和斷層。而構造地貌則是地質構造在地表的形態和地貌特征,如背斜成谷、向斜成山,斷層形成的裂谷、陡崖、塊狀山地及谷地或低地等。

四、教學建議

1.方法參考

(1)演示法。地貌的變化和成因,涉及的有關知識比較抽象,教師可以借助多媒體動畫、模型等教具進行演示,在激發學生探知新事物欲望的同時,可增強學生的感性認識。例如,講授地殼運動,可以用海綿模擬地殼受力的方向,演示板塊間受擠、拉伸等情況。還可以利用電腦制作Flash動畫,演示“背斜成谷,向斜成山”的過程。講授外力作用時,通過水沖沙子的演示,讓學生掌握流水侵蝕地貌和流水堆積地貌。

(2)情境教學法。情境教學即寓教學內容于具體形象的情境之中,以引起學生一定的情感體驗,從而幫助學生理解教材,加深印象,便于記憶。例如,河流地貌的教學,可以長江為案例,通過長江沿岸風光的游覽,引入流水侵蝕的三種類型,并得出其對河床的影響,掌握河谷的發育。重點是游覽長江的三處風景——金沙江(虎跳峽)、三峽、荊江,并為每處風景配上相應的詩句,通過詩句發現其地貌特點,繼而引出這種特點與流水侵蝕的關系。這樣的教學過程,可激發學生學習興趣,在“玩”中學到知識。

(3)討論法。學以致用,活學活用,是地理學習的終極目標。本課內容實用性很強,如褶皺對生產和采礦的影響(建地下隧道,找地下水、石油等),教學時可將這些內容設計成討論題,引導學生應用所學地理知識探究解決方案,體驗解決問題的過程,提高學生分析和解決地理問題的能力。

(4)比較分析法。課標要求學生了解內力作用和外力作用的表現形式及其所形成的各種地貌類型。教學中可將兩個或多個相互聯系的地理事物和現象進行比較,如內力作用和外力作用、水平運動和垂直運動、背斜和向斜,有助于學生理解地理事物的特征及其規律,促進地理知識系統化。

2.圖表使用

本課標內容在各版本教材中都配有大量圖表,人教版17幅,湘教版、魯教版各13幅,中圖版12幅。從圖表類型看,均以景觀圖為主,呈現千姿百態的地表形態,增強直觀性。具體教學中,可選取一些有深度挖掘價值的圖表,重點加以分析。

(1)“圖4.9褶曲示意”(人教版)。該圖直觀反映了褶曲的兩種形態和巖層的新老關系。審讀該圖,首先分析導致該處巖層發生彎曲的原因是什么,了解褶皺是怎樣形成的。其次注意褶曲有哪兩種基本的形態?巖層的彎曲方向有何不同?再次,引導學生觀察巖層新老關系。得出:一般而言,埋藏越深,巖層越老,埋藏越淺,巖層越新。然后在巖層彎曲度最大處作切線,從中歸納出:背斜巖層從中心向兩側由老到新對稱分布,向斜巖層從中心向兩側由新到老對稱分布,學會從巖層形態和新老關系來判斷背斜和向斜。

(2)“圖4.10地球巖石圈板塊示意”(人教版)。審讀此圖,應引導學生思考:全球巖石圈板塊是如何劃分的?板塊有何特征?在消亡邊界或生長邊界上,板塊如何運動?形成何種地貌?運用板塊構造理論解釋喜馬拉雅山、科迪勒拉山系、東非大裂谷、紅海的形成。分析最后一問時,可補充湘教版“圖2-11喜馬拉雅山形成示意”、“圖2-12阿拉伯半島衛星影像”和“圖2-13東非裂谷帶示意”,說明喜馬拉雅山是由印度洋板塊與亞歐板塊互相擠壓碰撞產生的,紅海是由印度洋板塊與非洲板塊發生背離運動形成的,東非大裂谷則由非洲板塊內部張裂形成。進而歸納出:板塊相對移動而發生的彼此碰撞或張裂,形成了地球表面的基本面貌。

(3)“圖2-14背斜構造和發育在背斜上的谷地示意”與“圖2-15向斜構造和發育在向斜上的山地示意”(湘教版)。這兩幅圖簡單明了地展現了背斜成谷、向斜成山的地形倒置現象,作為活動探究,可使學生了解背斜頂部和向斜槽部的受力狀況,感悟內、外力作用對地表形態的綜合影響。由于背斜谷和向斜山的成因分析是教學中的一大難點,分析這兩幅圖,可先用實驗的方法:用竹片的彎曲觀察其受力狀況,或用手肘的彎曲感受背斜頂部和向斜槽部的受力狀況。然后引導學生觀察教材中的圖片,通過討論分析,得出結論:背斜頂部因受到張力,常被侵蝕成谷地,而向斜槽部受到擠壓,物質堅實不易被侵蝕,反而成為山嶺。在此基礎上,還可以利用這兩幅圖引發學生思考:石油和地下水的儲存構造、隧道位置的選址(背斜還是向斜),明確地質構造規律的實際應用價值。

3.活動指導

根據課標活動建議,其活動目標是加深理解內外力對地表形態的塑造作用,初步學會野外考察的一般方法。可在實際教學中按照如下步驟進行。

(1)布置考察任務,成立研究性學習小組?？煞殖傻刭|、地貌考察組和水文考察組。

(2)制定考察活動方案,利用綜合實踐或周末、寒暑假等開展研究性學習活動。

(3)指導學生利用所學知識,分析整理資料,總結提升,完成研究性學習考察報告。

(4)組織學生進行交流和評價,如課件展示、展板等形式,匯總各組調研成果。

五、思考與練習

1.讀圖3,完成下列問題。

(1)圖中褶皺構造頂部缺失的原因是受_____________作用。

(2)褶皺構造的上覆巖層A,其形成原因是____________________。

(3)①處構造為________________斜。②處構造為________________斜。

(4)試說明此地區地殼運動過程和外力作用狀況。

(5)若在此地區修建一條東西向的地下隧道,①、②兩地中,選擇________________處較好。

(6)在①、②兩地中,若想鉆探石油,應該選擇____________處開鉆。若需打一眼水井,宜在____________處,理由是____________。

解析:根據巖層的形態可知,①為背斜、②為向斜,但此時①、②上面都覆蓋了沉積物,這顯然是因為褶皺形成后該地又地殼下沉的結果。在判斷其它幾個褶皺的具體運用時,要掌握地下隧道應修在背斜處,水井應打在向斜處,鉆探石油應在背斜處。

答案:1.(1)外力侵蝕 (2)外力沉積 (3)背 向 (4)首先是地殼的運動產生褶皺,后地殼上升,褶皺頂部被外力作用侵蝕,最后該地區地殼又下沉,外力作用形成了沉積層A (5) ① (6) ① ② 向斜是良好的儲水構造。