淺析高中地理冰凍圈普及的不足

江西 劉 磊

高中地理教材中涉及的地球圈層結構知識分為地球內部和外部圈層，內部圈層包括地殼、地幔與地核，外部圈層包括大氣圈、水圈、生物圈。而與內、外部圈層有集合、交叉且存在地球表層的冰凍圈普及較少。近年來，高考地理試題對冰凍圈相關知識點考查頻率的增加，表明對學生認識和理解冰凍圈的要求在逐步提高。因此，在高中地理課堂相應地增加對冰凍圈內容的介紹，將有助于加強學生對地球圈層結構的全面了解，提高學生對地理學研究對象的綜合認知水平，構建并完善地理邏輯思維，最終塑造中學生人地協調發展觀念并提高地理學科核心素養。

一、中學地理學科核心素養要求

《普通高中地理課程標準(2017年版2020年修訂)》(以下簡稱《課程標準》)提出的中學地理學科核心素養為人地協調觀、綜合思維、區域認知、地理實踐力。高中地理教材涵蓋自然地理、人文地理、區域地理等內容，與實際生活密切相關，教師向學生講解發生在身邊的地理現象，學生通過學習掌握這些地理事物的產生原因、經過以及發生、發展過程，探究其中所涉及的地理學科問題，構建屬于學生自身的地理知識與經驗，并逐步形成學生對地理學科學習的濃厚興趣與積極態度。地理學科核心素養的形成，可以提高學生在地理學習過程中將課本知識轉換為解決實際生活中地理問題的能力。地球表面各大要素之間的相互作用和相互影響的基本特征告訴我們不能孤立、片面地認識地球表面的地理要素和地理事物，而應從綜合、宏觀的角度，把事物各要素作為整體的一個部分去理解其形成的原因、過程和影響。因此，在學習了地球圈層結構中大氣圈、水圈、生物圈和巖石圈之后，拓展冰凍圈相關知識，有助于學生加強對地球圈層整體結構的掌握，可以更好地引導學生在地理學科學習過程中對地球圈層進行系統全面的思考。

二、何為冰凍圈

冰凍圈(Cryosphere)——地球表層系統五大圈層之一，是指地球表層具有一定厚度并連續分布的負溫圈層，又稱冰雪圈、冰圈或冷圈。這個圈層的水體一般呈自然凍結狀態，主要包括冰川、凍土、積雪、海冰、河冰、湖冰等六大要素。在地球上廣泛分布于高緯度的南北兩極、格陵蘭島，中低緯度的高海拔山地，如我國的青藏高原、天山，非洲的乞力馬扎羅山等。冰凍圈在高寒生態系統內、外部物質交換與能量循環階段起著重要作用。地球上有71%的淡水資源以固態形式儲存在冰川中，是眾多河流的水源補給來源；凍土具有固碳、氮的能力，可維持地球大氣溫室氣體的動態平衡，對生態環境有保護作用。而隨著全球氣候變暖加劇，溫度上升使得冰凍圈中冰川、凍土等融化，固態水逐漸轉化為液態水，固定在冰凍圈內的碳、氮等溫室氣體加速釋放到大氣中，表層土壤的水分缺失造成地表植被根系退化，進而導致土壤持水能力下降，引起地表水土流失，加劇高寒環境的惡化。

三、高中地理教材圈層結構內容解讀

在高中地理教材中介紹地球的圈層結構主要包括地球內部的地殼、地幔、地核，以及由地殼和上地幔頂部組成的巖石圈，地球外部的大氣圈、水圈、生物圈，集中在人教版必修Ⅰ第一章第四節(新教材)，中圖版必修Ⅰ第一章第二節(新教材)，湘教版必修Ⅰ第一章第三節(新教材)等章節中，中圖版新教材在講述水圈中淡水的構成時涉及小部分與冰凍圈相關的內容(書中圖1-2-3)。以中圖版新教材中總結各大圈層之間相互滲透、相互重疊的關系為例，也可以認為冰凍圈與地球的大氣圈、水圈、生物圈、巖石圈之間相互作用、相互制約。其中，溫度低于0 ℃的大氣對流層和平流層空間為大氣冰凍圈，以固態降水的形態存在，在降落地面之前以各種形態存在大氣中。大氣中固態降水降落至地面則為陸地冰凍圈的部分，融化后將參與陸地表面的水圈、生物圈、巖石圈的物質循環。降落到海冰表面則成為海洋冰凍圈的部分，最終也成為水圈的組成部分，以上環節說明了地理要素之間是相互影響的。進而也可以說明冰凍圈的發展變化對其他圈層的物質循環以及圈層之間的相互聯系起著重要作用。

圖1 基于表1統計2016—2021年高考地理考查冰凍圈知識點

我國大部分國土處于中緯度區域，所以，中學生對于冰凍圈概念是陌生的。盡管在眾多版本的高中地理教材的區域地理、選修地理中涉及青藏高原和南北兩極專題內容的講解，知識點主要集中在地理位置、氣候特征、地形地貌等，但是對其特定環境下發育形成的冰川、凍土等冰凍圈概念知識的掌握內容近乎為零。盡管冰凍圈相關現象常出現在我們的生活中，如冬季的降雪、積雪，而大部分高中地理教師會將其歸納為水圈中的一部分，其實降雪和積雪等固態水資源可以歸納為冰凍圈這樣一個專業的名詞向學生介紹。例如，有著“地球第三極”美譽的青藏高原，是我國主要的冰凍圈分布區。青藏高原的冰川、凍土、積雪中儲藏的水資源是諸多河流補給的重要來源，教師在生態環境、旅游地理教學和教育科普時增加青藏高原冰凍圈知識講解，對中學生的科學知識普及有著舉足輕重的地位，在學習河流專題時，可將河流源頭的水源補給形式等名詞延伸至冰凍圈相關知識，如冰川補給、積雪融水補給等；學習河流水文特征中冬季結冰期時，可以給出河冰、湖冰等拓展概念；學習區域地理中我國東北地區河流源頭的沼澤形成時，可以聯系凍土凍融循環所產生的地貌特征；學習山地垂直地帶性的雪線時，可以拓展積雪與冰川及其地貌類型。

針對高中地理教材對冰凍圈知識普及不足的現狀，中學生在學習有限的課本知識后，并不能全面掌握地球圈層知識結構，而當前中學地理教育著重強調提高學科核心素養，所以，冰凍圈作為自然界的地理實體存在，其重要性深刻地影響著我們對地球表層環境演化和物質循環的學習，在高中地理外部圈層結構教學時補充有關冰凍圈的科學知識，一方面可以形成對課本知識的延伸，另一方面可以讓學生對人類賴以生存的地球及其環境有更深層次的理解，能夠引導學生思考自然地理環境的綜合特點和人地協調觀念，開拓學生形成認知地球表層系統要素之間相互影響過程的邏輯思維，加強學生對冰凍圈所處的寒區環境脆弱性的認識，在一定程度上也能加強中學生的環境保護意識。

四、高考地理冰凍圈科學考查趨向

近年來，我國新時代的國家發展戰略中不斷涉及冰凍圈，如青藏鐵路解決凍土難題、哈大高鐵穿越凍土區、北極“冰上絲綢之路”通航、2022北京冬奧會雪道等冰凍圈大國工程成為熱搜。同時冰凍圈作為新的知識考查要點在高考中出現的頻率也在增加，學生需要掌握冰凍圈知識并構建對地球系統科學的綜合認識。因此，筆者統計了2016—2021年我國各地高考地理試卷中涉及冰凍圈概念及知識的題型及分值，如表1所示。

表1 2016—2021年高考地理考查冰凍圈相關概念統計

續表

從表1可以看出，2016—2021年各地高考試卷中對冰凍圈概念及相關名詞等知識點的考查每年都有出現，命題形式在選擇題、綜合題、選做題均有涉及，且考查的知識點由冰川、凍土等主要概念延伸到由冰川、凍土變化產生的寒區地質地貌等名詞，在同一套試卷中出現冰凍圈知識點的頻率逐步提高，考查題目數量也逐步增多，如2019年全國卷Ⅱ、2020年7月浙江省普通高校招生選考科目考試、2021年河北省普通高中學業水平選擇性考試等，也說明了在高中地理課程中普及相關冰凍圈知識的迫切要求。

從圖1可以看出，全國各地高考試卷中對冰凍圈相關概念和知識點的歷年考查總分呈增加趨勢，題型以選擇題居多，綜合分析題型的數量與分值所占比例也有所增加。在選做題中，涉及冰凍圈概念的題量雖然并沒有明顯增加，但是分值較為穩定，均在10分左右，且一般歸類于環境保護類題型范疇，可以看出試題考查的意圖主要是使中學生樹立環境保護的意識，培養中學生的地理環境整體性意識，加強對地球生態環境保護的認知。隨著全球氣候變化，冰凍圈日益受到公眾尤其是科學家的關注，所以高考地理可能會逐漸增加對冰凍圈知識的考查，因此，“以考促教”“以考促學”的導向也逐漸凸顯，這與新時期地理課程改革的目標要求相契合。

五、冰凍圈科學專題教學設計

結合冰凍圈在地球上的空間分布特征和高中地理教材中地球圈層結構知識特點，冰凍圈相關知識專題教學可以銜接到中圖版高中地理必修Ⅰ第一章第二節《地球的圈層結構》新教材后，將其與課本中地球的外部圈層進行結合，在講解地球外部圈層結構后，補充冰凍圈知識點的教學，內容如下：

教學環節教學過程學生活動設計意圖新課導入播放冰川融化視頻(1)高緯度地區融化的冰川屬于我們學習的四大圈層中哪個圈層;(2)思考地球上是否還有其他圈層觀看視頻,討論冰川歸類于哪個圈層視頻導入,激發學生興趣,引出冰凍圈概念探究活動展示玉龍雪山冰川、青藏高原凍土、北極航道通航、北京冬奧會雪道、渤海海域浮冰圖片(1)以上地理事物是否屬于冰凍圈以多年凍土為例:展示北半球多年凍土空間分布圖(2)北半球多年凍土主要分布在哪里展示多年凍土典型地區:①高海拔青藏高原五道梁、②高緯度俄羅斯雅庫茨克溫度降水圖(3)多年凍土存在需要怎樣的氣候條件展示多年凍土區熱熔湖塘、凍脹丘、石河、地下冰等典型地貌圖片(4)多年凍土區地貌是如何形成的回顧課前導入視頻(5)氣候變暖背景下,多年凍土退化會產生哪些生態環境效應(1)觀看圖片,了解冰凍圈包含冰川、凍土、積雪、海冰、河冰、湖冰六大要素(2)討論并描述多年凍土空間分布(3)讀圖,思考多年凍土所在地的氣候特征(4)探究學習冰凍圈地貌類型:如凍土地貌,認識凍土在凍結融化過程形成的相關地貌(5)思考多年凍土在氣候變暖背景下對生態環境所產生的影響,如水土流失、植被退化、碳與氮等溫室氣體釋放拓展課本,鍛煉學生知識遷移能力,提高學生讀圖思考和獲取地理信息的能力;引起學生對全球氣候變化的重視,總結地理現象的特征,并分析其原因,培養學生解決問題的能力,形成保護環境、愛護地球的意識,樹立人地協調觀

續表

六、啟發