内容正文:
第二节走进敦煌风成地貌的世界讲义
一、教学设计总览
项目
内容
课题
第二节 走进敦煌风成地貌的世界
教材版本
鲁教版(2019)普通高中教科书 · 地理必修第一册
单元地位
第三单元《从圈层作用看地貌与土壤》第二节;本单元以“圈层作用”为线索,从内外力共同作用的角度认识地貌与土壤的形成和分布。
课程标准
通过野外观察或运用视频、图像,识别3~4种地貌,描述其景观的主要特点。
教材主线
以敦煌为典型案例区,从“敦煌魔鬼城——风蚀地貌”“鸣沙山——风积地貌”两个板块组织内容,落实“地貌识别—特征描述—成因分析—人地关系”的认识逻辑。
课时安排
第1课时:敦煌自然背景 + 从“魔鬼城”说风蚀地貌;第2课时:从鸣沙山看风积地貌 + 风沙危害与防治 + 综合探究。
(一)教学目标
1. 区域认知:结合地图说出敦煌的地理位置、气候与自然特征,说明风成地貌集中分布于我国西北干旱、半干旱地区的原因。
2. 综合思维:运用风力侵蚀、搬运、堆积的原理,分析风蚀地貌(风蚀垄、风蚀柱、风蚀蘑菇、风蚀雅丹)和风积地貌(新月形沙丘、沙丘链、沙垄、金字塔形沙丘)的形态特征与成因。
3. 地理实践力:能够通过景观图、等高线图、卫星影像识别风成地貌类型;掌握“由沙丘坡形判断风向、由雅丹垄槽走向判断盛行风向”的方法。
4. 人地协调观:结合月牙泉“沙泉共生”的实例和风沙危害,说明人类活动与风成地貌环境的关系,认识防沙治沙的意义。
(二)教学重难点
类别
内容
突破策略
教学重点
① 风蚀地貌与风积地貌的类型及形态特征;② 风蚀、风积作用的原理及其与干旱环境的关系;③ 利用沙丘坡形判断风向。
以敦煌实景图对比观察,归纳“形态—成因”对应;绘制风蚀、风积过程示意图。
教学难点
① 雅丹地貌“垄槽相间、走向与盛行风向一致”的形成机制;② 新月形沙丘迎风坡缓、背风坡陡及两翼顺风向延伸的动力学原理;③ 月牙泉千年不被掩埋的输沙动态平衡。
用气流爬升—绕流—涡流模型动画分步演示;结合鸣沙山三组风向实测数据做推理;设置“滑沙路线与风向”活动让学生动手判断。
易错点
① 混淆“雅丹”与“丹霞”;② 把风蚀蘑菇只归因于下细上粗的软硬岩层;③ 误认为沙丘链延伸方向与盛行风向平行。
列表对比雅丹/丹霞成因;补充岩性差异与风沙流垂直分异双因素;用“横向沙丘”概念澄清延伸方向。
(三)教学方法与准备
情境教学法:以“为什么敦煌叫魔鬼城”“月牙泉为何千年不涸”为驱动问题贯穿全课。
图像—图表教学法:景观图识别 → 示意图解构 → 等高线判读,三重表征相互转换。
小组合作探究:4~6人一组,完成“看图判风向”“雅丹垄槽成因”“沙泉共生”三个微探究。
教具准备:敦煌区域图、鸣沙山等高线图、风蚀—风积过程示意图、雅丹与沙丘景观卡片、多媒体课件。
二、课堂导入
情境材料(投影呈现):
情境一:会“唱歌”的沙山与千年不涸的泉水
敦煌城南6千米处,一湾清泉形如玄月,被高大的沙山四面环抱,这就是月牙泉。“沙岭晴鸣”是敦煌八景之一——游人从沙丘顶部滑下时,沙粒会发出如雷鸣般的声响。更令人惊奇的是,千百年来风啸沙鸣,月牙泉却始终碧水粼粼,沙水共生,成就了“沙漠第一泉”的奇观。
图1 敦煌鸣沙山—月牙泉:沙山环抱、清泉不涸的“沙漠第一泉”(实景照片)
情境二:夜里的“魔鬼城”
敦煌市西北约180千米的戈壁荒漠中,矗立着一座“古城”:无数土丘、石柱排列如舰队、如城堡,有的形似狮身人面像。这里风大而频繁,每当夜风骤起,气流穿过垄槽与石柱发出尖厉呼啸,令人毛骨悚然,人们称之为“魔鬼城”。19世纪末20世纪初,瑞典地理学家斯文·赫定在罗布泊考察时,把当地维吾尔族向导所说的“Yardang”音译为“雅丹”,此后“雅丹”成为这一类地貌的名称。
图2 敦煌雅丹国家地质公园:垄槽相间的“魔鬼城”(实景照片)
导入问题(板书或投影,学生抢答):
同样是风的作用,鸣沙山的沙丘和魔鬼城的土丘,一个是“堆起来”的、一个是“削出来”的,它们的差别在哪里?
从月牙泉的俯视图看,沙丘两翼的延伸方向可以告诉我们什么?
如果你是导游,如何用一句话向游客解释“雅丹”这个名字的来历?
设计意图:用“沙与泉的千年对峙”“魔鬼城的尖啸”两个反差强烈的情境制造认知冲突,激发探究动机;同时把本课要解决的三个核心问题(风蚀/风积差异、风向判断、地貌命名)自然引出,实现“问题即目标”。
三、知识精讲
(一)敦煌的自然地理背景——为什么风成地貌在这里如此典型
敦煌地处河西走廊西端,位于甘肃、青海、新疆三省区交界处。其西面是沙漠、与罗布泊相连,北面是戈壁、与天山余脉相接。这里气候极端干旱,全年降水量仅约40毫米,年蒸发量却超过3400毫米;太阳辐射强、昼夜温差大,导致地表的物理风化强烈,松散物质丰富。强劲而频繁的风,便成了这里地表形态最主要的“雕刻师”。
世界上的风成地貌主要分布在干旱和半干旱气候区,我国西北地区有较大面积的分布。需要说明的是,风成地貌并不局限于内陆干旱区,在植被稀少的某些砂质海岸、湖岸和河岸,也可形成风成地貌。
地理要素
特征
与风成地貌的关系
气候
温带大陆性干旱气候,降水稀少、蒸发极强
植被稀疏、地表裸露,为风的侵蚀与搬运提供条件
风力
大风频繁,以西北风、东北风、偏南风为主
为风蚀、风积作用提供动力;多风向交互塑造复杂沙丘
物质
物理风化强烈,多沙、砾、河湖相沉积物
沙源、砾源丰富,是风成地貌发育的物质基础
地形
南有祁连山、东有三危山,西为库姆塔格沙漠
山地的阻挡使风沙流减速、沉降,促使沙丘堆积
(二)风成地貌的概念与分类
风是干旱、半干旱区地表形态的主要“雕刻师”。风对地面物质进行吹蚀、搬运、堆积作用的过程中,所形成的各种风蚀地貌和风积地貌,统称为风成地貌。
作用类型
作用过程
形成的地貌
风力侵蚀
风及其携带的沙粒冲击和摩擦岩石,使地表物质脱离原地,包括吹蚀作用和磨蚀作用
风蚀洼地、风蚀谷、风蚀柱、风蚀蘑菇、风蚀城堡、戈壁、裸岩荒漠、雅丹地貌
风力搬运
风将吹扬起的沙粒、粉尘输移(近地面风沙流是侵蚀与堆积的载体)
为风蚀与风积提供物质流与动力
风力堆积
风速降低或遇障碍物时,风中挟带的沙粒沉降在地面堆积
各种沙丘(新月形沙丘、沙丘链、沙垄、金字塔形沙丘)、沙波纹、黄土堆积
补充:风蚀作用的两层含义。①吹蚀作用:风吹过地面时,带走细颗粒物,造成地面的破坏;②磨蚀作用:挟带沙粒的风吹过地面物体时,风中运动的沙粒对经过的物体进行侵蚀,造成破坏。由于风沙流中沙粒主要集中在近地面,磨蚀作用在近地面处最强烈——这正是“风蚀蘑菇”下细上粗的重要原因之一。
(三)从敦煌“魔鬼城”说风蚀地貌
风蚀地貌是风力对岩石、沉积物侵蚀而形成的地貌。敦煌的风蚀地貌具有“顶平、身陡”的总体特征,有的形似城堡,因夜风尖啸被称为“魔鬼城”。
类型
景观特点
成因简析
风蚀垄
高起的风蚀土墩,呈长条形,排列方向与主导风向平行
风沙流沿裂隙、沟槽纵向侵蚀,沟槽间残留的垄岗
风蚀柱
垂直裂隙发育的岩石或土体,经长期风蚀后形成的孤立石(土)柱
裂隙切割 + 差异磨蚀,使岩体孤立成柱
风蚀蘑菇
突起的孤立岩石,上部宽大、下部窄小,“头大、身小”
近地面风沙流含沙量大、磨蚀强;兼及上下岩性软硬差异
风蚀城堡
形似城堡,呈许多层状墩台,顶部较平坦
水平岩层经风化、间歇性流水与风的反复侵蚀改造
风蚀壁龛
陡峭岩壁表面形成大小不等、形状各异的凹坑,呈蜂窝状
涡流在局部岩壁反复掏蚀
风蚀雅丹
垄槽(沟槽与垄脊)相间,垄脊高度、长度不一,走向与主导风向一致
多种风蚀地貌的组合,是风与流水共同作用的结果
1. 风蚀蘑菇——“头大、身小”的秘密
风蚀蘑菇是突起的孤立岩石,因下部遭受较强烈风沙侵蚀而形成上部宽大、下部窄小的蘑菇状形态。原因有二:一是风沙流中沙粒主要集中在近地面,下部磨蚀更强烈;二是岩性上下不均,下部岩层相对软弱、抗蚀性差,被优先侵蚀。风蚀蘑菇进一步发展,会变得越来越不稳定,成为“摇摆石”,最终倒塌——这也意味着风蚀地貌演化接近尾声,平坦的荒漠随之出现。
图3 风蚀蘑菇:上大下小的典型形态(实景照片)
2. 风蚀柱与风蚀城堡——“顶平、身陡”的由来
垂直裂隙发育的岩石,在长期的吹蚀和磨蚀作用下,先被切割成孤立的石柱,即为风蚀柱;当岩层呈水平状、软硬相间时,经风化、间歇性流水冲刷和风的吹蚀,便塑造成顶部平坦、壁面陡立的层状墩台,远望如废弃的古城堡,故称“风蚀城堡”。
图4 风蚀柱:垂直裂隙经长期风蚀后残留的孤立石柱(实景照片)
图5 风蚀城堡:水平岩层被差异侵蚀后形成的层状墩台(实景照片)
3. 风蚀雅丹——“垄槽相间”的风之杰作
在极度干旱地区的一些干涸湖泊和河床上,地面常发育裂隙。风沿着这些裂隙吹蚀,使裂隙不断变大,最终地面被切割成许多不规则的土墩和宽浅沟槽,二者相间排列,形成雅丹地貌。敦煌雅丹地貌规模宏大、形态多样、密度高,世界少见。
知识窗:“雅丹”词源。19世纪末20世纪初,瑞典地理学家、探险家斯文·赫定在罗布泊考察时,把当地维吾尔族向导所说的“Yardang”音译为“雅丹”。后来,“雅丹”作为这一类地貌的名称逐渐被地理学界接受。
雅丹地貌的广义与狭义:广义上,雅丹泛指干旱地区的风蚀地貌;狭义上,雅丹专指风蚀作用形成的垄槽相间地貌。雅丹的形成需要两个关键条件:①物质基础——河湖相沉积地层(如砂泥岩互层),即“湖相沉积地层”;②外力侵蚀——荒漠中强大的定向风的吹蚀,以及间歇性流水的侵蚀。
思考角度
问题
提示思路
形态分析
平顶山状雅丹顶部为何平坦?
顶部平坦由早期的流水(湖相)沉积作用形成,后经受风蚀。
坡向差异
鲸背状雅丹两侧坡度为何不同?
高速大风长期吹拂,迎风坡侵蚀强、坡度陡;背风坡侵蚀弱、坡度缓。
走向推断
雅丹垄槽走向能告诉我们什么?
垄脊走向与主风向(盛行风向)一致,可据此判断盛行风向。
分布拓展
雅丹地貌在我国主要分布在哪里?
青海柴达木盆地西北部、疏勒河中下游地区、新疆罗布泊周围等。
图6 雅丹地貌:垄槽相间,垄脊走向与盛行风向一致(实景照片)
(四)从鸣沙山看风积地貌
沙丘是干旱地区风力吹扬的松散沙粒堆积而成的,是风积地貌中最突出的形态。受风力大小、地表形态变化,以及植被、沙源等条件影响,沙丘形态多种多样。
1. 新月形沙丘——最基本的流动沙丘形态
新月形沙丘因状如新月而得名,是最简单、最基本的横向沙丘。其平面呈新月形,有较锐利的沙脊,弧形突向主风向;两翼顺风向延伸,呈向前伸出的角。剖面上,迎风坡缓而微凸,坡角约10°~20°;背风坡陡而微凹,坡角可达28°~34°,接近沙粒堆积的休止角(约35°),表面发育小沙波纹。沙粒在背风坡以“崩落—滑落”方式运动,使沙丘整体顺风向缓慢移动。
图7 新月形沙丘的平面形态与剖面形态(示意图)
图8 鸣沙山的新月形沙丘(实景照片)
活动:判断鸣沙山的主导风向与滑沙路线。
观察鸣沙山新月形沙丘景观图,回答:①哪一侧是迎风坡?哪一侧是背风坡?为什么?②如果在此滑沙,从陡坡滑下与从缓坡滑下,体验有何不同?③请在图中用箭头标出正确的风向。
要点提示:等高线(或坡面)稀疏的一侧坡度缓,为迎风坡;等高线稠密的一侧坡度陡,为背风坡。沙粒粒径从沙丘底部向顶部逐渐减小。缓坡可步行攀登、坡缓易行;陡坡适合滑沙,坡度大、刺激感强,滑下后沙粒在坡脚堆积。
2. 沙丘链与沙垄——从“单丘”到“成群”
在沙源丰富的情况下,许多新月形沙丘横向连在一起,形成新月形沙丘链,其延伸方向与盛行风向大致垂直(故属“横向沙丘”)。当有两个方向相反、其中一个占优势的风交替作用时,沙丘常呈前后往返式移动。新月形沙丘的一翼过度延伸并纵向连在一起,便形成沙垄(纵向沙丘),其延伸方向与盛行风向大致平行(故属“纵向沙丘”)。
图9 新月形沙丘群与沙丘链(实景照片)
3. 金字塔形沙丘——多风向共同作用的结果
金字塔形沙丘又称星状沙丘、锥状沙丘,棱面明显、呈金字塔状,是沙丘中特别高大的类型。它是在各种方向的风相互作用、相互干扰下堆积而成的:当风力相近的三个以上方向的风交叉作用时,彼此“抵触”,沙粒便在交汇处沉积并堆高。鸣沙山即有金字塔形沙丘分布,沙体高可达50~100米,每个三角形面代表一个风向。
图10 鸣沙山的金字塔形(星状)沙丘(实景照片)
方法技巧:根据风成地貌判断风向的三种方法。
看沙丘坡形:缓坡为迎风坡,陡坡为背风坡;两翼顺风向延伸。
看沙丘链/沙垄走向:沙丘链延伸方向与盛行风向大致垂直,沙垄延伸方向与盛行风向大致平行。
看雅丹垄槽走向:垄脊走向与主风向一致。
看沙粒粒径:迎风坡与背风坡的沙粒粒径均由沙丘底部向顶部减小。
(五)人地关系:风沙活动的危害与防治
1. 月牙泉“沙泉共生”的千年之谜。
月牙泉地处古冲洪积扇之间的洼地,松散沉积物中的地下水不断补给,使之终年不涸。更关键的是,东北风、西北风和偏南风三组风力相近的风沙运动在此交汇,使鸣沙山周围的输沙量达到动态平衡:白天沙粒被吹落至沙山下,夜间又被风裹挟吹回沙山,“一上一下”相互抵消。正是这种输沙动态平衡,让月牙泉历经千年而未被掩埋。
图11 月牙泉:沙泉相拥、千年不涸(实景照片)
2. 风沙活动的危害。
掩埋:流动沙丘埋没房屋、道路,侵吞农田、牧场。
侵蚀:风蚀作用破坏地表,吹走肥沃表土,降低土壤肥力。
磨损与破坏:挟沙气流磨损建筑物、基础设施,严重时造成生命财产损失。
3. 防沙治沙的主要措施。
工程措施:设置草方格沙障、石方格沙障、高立式沙障,降低近地面风速、固定流沙。
生物措施:植树种草,营造防护林带,恢复地表植被。
农业措施:调整农业结构,退耕还林还草,合理用水。
设计意图:把“沙泉共生”作为人地协调观的落脚点,让学生认识到自然过程是脆弱的平衡,人类活动可以维护也可以打破它。
(六)本节核心知识归纳
对比项
风蚀地貌
风积地貌
主导外力
风力侵蚀(吹蚀 + 磨蚀)
风力堆积(风速降低、遇障碍沉降)
物质变化
地表物质脱离原地、被搬运走
沙粒沉降、堆积
典型形态
风蚀垄、风蚀柱、风蚀蘑菇、风蚀城堡、风蚀壁龛、雅丹
新月形沙丘、沙丘链、沙垄、金字塔形沙丘、沙波纹
形态特征
“顶平、身陡”,垄槽相间,上大下小
迎风坡缓、背风坡陡,两翼顺风向延伸
与风向关系
雅丹垄脊走向与盛行风向一致
沙丘链延伸方向与盛行风向大致垂直;沙垄大致平行
分布
干旱区,河湖相沉积地层出露处(如敦煌魔鬼城)
沙漠、沙地及多风向交汇区(如鸣沙山)
景观识别关键词
“削”“蚀”“垄槽”“顶平身陡”“头大身小”
“堆”“丘”“缓坡陡坡”“两翼指向下风向”
四、总结
第二节 走进敦煌风成地貌的世界
风成地貌(风是干旱区的“雕刻师”)
↙ ↘
风蚀地貌(侵蚀·搬运) 风积地貌(堆积)
魔鬼城(敦煌西北) 鸣沙山(敦煌南郊)
风蚀垄(长条形,顺风向) 新月形沙丘(缓坡迎风/陡坡背风)
风蚀柱(孤立石柱) 沙丘链(延伸⊥盛行风向)
风蚀蘑菇(头大身小) 沙垄(延伸∥盛行风向)
风蚀城堡(顶平身陡) 金字塔形沙丘(多风向交互)
风蚀雅丹(垄槽相间,∥盛行风向)
↓
人地协调:输沙动态平衡 → 月牙泉“沙泉共生” → 防沙治沙
第 页
学科网(北京)股份有限公司
$