張北無限“風光”讓北京綠色冬奧風光無限
——“綠色能源與國家安全”專題教學設計

●安徽省宣城市第三中學 許萬陽

2022年北京冬奧會,三大賽區26個場館全部實現綠色供電,這不僅是人類能源史上的一次重要突破,也是多年來我國大力發展可再生能源的一個縮影。北京綠色冬奧為世界各國書寫了一個可復制、可推廣、有智慧的中國范本,真可謂是風光無限。北京綠色奧運的成功舉辦得益于張北無限“風光”,因為這些“綠電”主要是指河北張家口的光伏發電和風力發電通過張北柔性直流電網工程輸入北京電網。如何依托這一大情境來對地理教材進行統籌安排,形成整體化、系統化、結構化的教學內容,從而達成學生地理學科核心素養的落地?筆者在研讀相關教材的邏輯和內容結構、厘清課程標準的相關要求、分析學生的認知準備與心理準備的基礎上,依據核心素養的相關要求確立了“樹立綠色能源和國家安全理念”的大觀念來統率本單元,將大單元主題凝練為“張北無限‘風光’讓北京綠色冬奧風光無限”。

一、教學分析

能源問題是一個國家或地區國民經濟持續發展和社會進步的重要保障,能源資源安全是國家安全體系的重要組成部分,通過資源的跨區域調配來保障能源安全和區域協調發展是一重大措施。基于此,本專題整合了人教版地理選擇性必修2和選擇性必修3教材的相關章節知識,分析如下。

1.課標分析。

選擇性必修2,2.7“以某區域為例,說明產業轉移和資源跨區域調配對區域發展的影響”;選擇性必修3,3.1“結合實例,說明自然資源的數量、質量、空間分布與人類活動的關系”和3.2“以某種戰略性礦產資源為例,分析其分布特點及開發利用現狀”。課標要求中要么是以某區域或某種戰略礦產資源為例,要么是結合實例,足可以看出要想落實這部分知識必須依托真實情境進行教學;課標中使用的行為動詞為“說明”和“分析”,這就要求學生通過學習達到理解認知水平;課標中核心要求是對區域發展的影響以及與人類活動的關系,這是中學地理核心素養中人地協調觀的中心地位體現,因而在具體教學中要突出對學生人地協調觀的培養。

2.教材分析。

本專題是整合選擇性必修3第二章《資源安全與國家安全》與選擇性必修2第四章《區際聯系與區域協調發展》相關內容而確定的復習專題。教材通過能源安全對國家安全的影響和保障能源安全的途徑等方面進行分析,旨在增進學生理解自然環境對人類活動的影響,為培養人地協調觀奠定基礎。同時,也提升了學生利用所掌握的地理專業知識認識和評價現實問題的能力。教學中通過滲透綠色能源的開發和應用,目的為學生樹立綠色發展理念,提升學生地理學科方面的品格和關鍵能力,培養學生家國情懷和可持續發展的意識。

3.學情分析。

此專題教學對象為高三學生,在新課學習的基礎上進行教材整合。學生有一定的知識儲備,具備一定的獲取和處理地理信息、分析和探討地理問題的能力,對學習和解答本專題有正向推動作用。

二、教學目標

通過對教材的整合可以將本專題教學目標確定為:了解綠色能源的優點并分析綠色能源的開發條件;認識我國能源現狀和理解能源問題對國家安全的重要性;理解保障能源安全的主要途徑,形成保護和節約能源的意識;辯證認識資源跨區域調配分別對調入區、調出區經濟、環境、社會的影響。

三、教學過程

1.走進張北看“風光”。

(播放張北縣荒漠化的視頻、展示張北及周邊地區圖片和文字材料)張北縣位于河北省西北部,內蒙古高原南緣的壩上地區,地處41°N,115°E。地質條件復雜,平均海拔1600米,大致分為東南壩頭區、西部丘陵區、中部平原區三個類型區;屬中溫帶大陸性季風氣候,年平均氣溫3.2℃,夏季最高氣溫一般不超過28℃,年降水量300毫米左右,年平均日照時數2897.8小時,年平均7級以上大風日數30天左右。“壩上一場風,從春刮到冬,冬天白毛風,春天大黃風,立夏不起塵,起塵埋死人。”風,曾經造成張北鹽堿、荒漠化等惡劣的自然環境,而太陽光也因強烈的紫外線照射令人頭疼。

設問:①分析張北縣“風”“光”豐富的自然原因。

②分析張北縣荒漠化的自然原因。

設計意圖 學生能根據問題情境的需求,合理地組織、調動各種相關知識與能力,培養獲取和處理地理信息、分析地理問題的能力,能夠采用正確的方法與工具認識區域,落實區域認知的核心素養培養。

2.瞄準“風光”定方向。

(展示張北縣風能和太陽能開發的景觀圖和文字材料)風大光強這些曾經的劣勢,如今成為張北發展新能源的堅實基礎。張北全縣10米高年平均風速6.2米/秒以上,70米高年平均風速達8米/秒以上,年平均可利用小時數為2300—2400小時,屬于國家二類優質風能區,縣域內風能資源可開發潛力達500萬千瓦以上,為國家八大千萬千瓦級風電基地之一;張北縣年平均日照時數達2897.8小時,是河北省太陽能總輻射量最高區域之一,全縣可開發光伏資源達1000萬千瓦。張北轉變思路,充分分析劣勢,挖掘自身優勢,高唱風光歌,先后引進中節能、國電集團、中廣核集團等30余家大型新能源企業。

設問:①判斷風力發電的最佳季節,并說明原因。

②分析張北縣開發綠色能源的主要區位優勢。

設計意圖 通過進階式問題的設置,引導學生對材料進行分析,深化對地理問題的思考,培養邏輯思維能力,滲透綠色發展理念,實現地理思維和人地協調觀核心素養的落地。

3.攜手發展。

(展示張北可再生能源柔性直流電網圖和文字材料)風起風止,日升日落,新能源的隨機性、波動性特征使得新能源大規模并網消納成為世界性難題。張北柔直工程實現了柔性直流輸電技術與新型裝備技術的有效融合,通過構建世界首個具有網絡特性的直流電網,使張北和康保新能源基地、豐寧抽水蓄能電站(由上水庫和下水庫組成)與北京負荷中心隔空“牽手”,將張家口地區風能、光能發出的綠色電能穩定地輸往京津冀地區,助力北京冬奧會場館實現奧運史上首次100%清潔能源供電。近年來張家口地區吸引高耗能的大數據產業紛紛落戶。

設問:①說明豐寧抽水蓄能電站在圖示電網中的作用。

②說明張北電網工程與該地大數據產業的相互促進作用。

③分別從北京和張北兩地說明該輸電工程建成后對其產生的影響。

設計意圖 運用辯證思維評析開發利用決策中的得失,培養學生辯證思維能力;落實區域認知、地理思維和人地協調觀核心素養的培養。

4.高瞻遠矚促興邦。

(展示中國能源生產量和消費量的變化柱狀圖,中國能源消費結構圖和中國石油、天然氣的產量、進口量和對外依存度圖,中國煤炭和石油的生產和消費的空間格局圖和文字材料)黨的十八大以來,我國能源綠色低碳轉型取得重要進展。我國可再生能源裝機規模突破10億千瓦,水電、風電、太陽能發電、生物質發電裝機均居世界第一,清潔能源消費占比從14.5%提升到25.5%,煤炭的清潔高效利用成效顯著,煤電超低排放機組規模超過10億千瓦,能效和排放水平全球領先。這十年,節能減排成效顯著。我國以年均3%的能源消費增速支撐了年均6.5%的經濟增長,能耗強度累計下降26.2%,相當于少用14億噸標準煤,少排放29.4億噸的二氧化碳,單位GDP二氧化碳排放強度的下降超額完成了自主貢獻目標。

設問:①說出我國能源消費結構現狀和存在的問題。

②說出保障我國未來能源安全可以采取的主要措施。

設計意圖 引導學生樹立正確的世界觀和方法論,一切從實際出發,實事求是,尊重客觀規律。通過對我國能源消費結構現狀的分析,培養學生憂患意識、節約意識;通過對十年來我國能源綠色低碳轉型取得成就的了解,增強學生中國特色社會主義“四個自信”和樹立高遠志向、認同奮斗成就幸福的觀念,立志肩負起實現中華民族偉大復興中國夢的時代重任。

四、教學反思

《普通高中地理課程標準(2017年版2020年修訂)》中明確提出地理學對于解決當代人口、資源、環境和發展問題,建設美麗中國,維護全球生態安全具有重要作用。這就要求地理教育工作者從地理學科教學入手,滲透綠色發展理念,培養學生用地理眼光和地理思維為社會經濟發展出謀劃策,立志肩負時代發展的重任。本專題通過分析張北綠色能源的開發和調配,以及展示我國近十年來能源綠色低碳轉型所取得的成就,潛移默化地滲透綠色發展理念,為學生理清了綠色能源安全與國家安全的關系,在學生心中根植了實現中華民族偉大復興的中國夢。

高考評價體系中的“四層”考查內容和“四翼”考查要求,是通過情境與情境活動兩類載體來實現的。本專題為高三復習課,為對接高考評價體系的要求,特意選取了綠色冬奧大背景,以張北綠色、清潔的可再生能源工程建設為情境。通過子情境的展示、進階式問題的設置,帶領學生立足綠色發展理念、聚焦能源安全與國家安全問題,引導學生關注國家經濟社會發展和科技進步,培養學生家國情懷,形成關注地方、國家和全球地理問題及可持續發展問題的意識。通過帶領學生從圖、文材料中解讀和處理信息,從單個區域到區域合作、區際聯系的分析,體現了高考評價體系中基礎性、綜合性和應用性的考查,落實了人地協調觀、綜合思維、區域認知和地理實踐力的地理學科核心素養。