5.1自然环境的整体性（情境教学设计）地理人教版选择性必修1

第五章 自然环境的整体性与差异性 第一节 自然环境的整体性（教学设计） 年级 高二年级 科目 地理 课题 第1节　自然环境的整体性 课时安排 1课时 教材分析 本节选自人教版高中地理选择性必修1第五章《自然环境的整体性与差异性》第一节。本节是自然地理学的核心理论基础，起着承上启下的关键作用。在此之前，学生已分别学习了大气、水、地貌、植被与土壤等单一要素，本节旨在打破要素间的孤立认知，建立“系统思维”。教材逻辑遵循“物质能量交换（基础）→整体功能（表现）→统一演化与干扰响应（动态过程）”的脉络编排。首先阐明自然环境各要素间通过水循环、生物循环和岩石圈物质循环进行物质迁移和能量交换；进而揭示自然环境作为系统所具备的生产功能和稳定功能；最后以青藏高原冰川消融、北极海冰变化等为例，分析自然环境的统一演化规律及对人类干扰的整体响应。教学中应注重引导学生从“要素叠加”转向“系统耦合”，理解“牵一发而动全身”的地理原理，为后续学习地域分异规律及人地协调观奠定理论基础。 学情分析 知识储备：高二学生已掌握大气受热过程、水循环、地貌形成、植被土壤特征等单要素知识，但对要素间复杂的相互作用机制缺乏系统认知，容易将环境演变归因于单一因素。 能力储备：学生具备一定读图能力，但在多要素关联推导（如植被恢复对水文、地貌、气候的连锁影响）方面仍显薄弱，难以构建完整的要素联系框图。 情感意向：学生对黄土高原“由黄变绿”的生态奇迹有直观感知，但对“暖北极-冷大陆”等复杂反馈机制存在认知冲突，对古文明兴衰与环境的关系感兴趣。可利用这些认知矛盾激发探究欲望，培养辩证思维和人地协调观。 教学目标 1. 课程标准：运用图表并结合实例，分析自然环境的整体性。 2.核心素养导向教学目标： 区域认知与综合思维：以黄土高原为核心案例，识别自然环境要素，分析要素间物质迁移与能量交换途径；结合石峁古城案例理解生产功能和稳定功能的形成机制 地理实践力：能够通过对比治理前后景观图及数据，填写要素联系框图，描述自然环境统一演化的过程；能够绘制或解释“修建大坝对环境影响”的关联示意图。 人地协调观： 结合黄土高原治理成效、“暖北极-冷大陆”及佛罗里达湿地退化等实例，分析人类活动对自然环境的干扰及其整体响应，树立系统治理和生态保护意识。 教学重难点 1.重点：自然环境要素间的物质迁移和能量交换；自然环境的整体功能（生产功能、稳定功能）；自然环境对干扰的整体响应。 2.难点：理解自然环境的稳定功能（自我调节机制）；分析某一要素变化导致其他要素及整个环境发生连锁变化的因果链条（如“暖北极-冷大陆”机制）。 教学方法 1.情境探究法： 以“黄土高原由黄变绿”贯穿全课，创设真实问题情境； 2.案例分析法： 选取黄土高原地貌成因、石峁古城、退耕还林、暖北极-冷大陆、佛罗里达湿地等典型案例剖析原理； 3.图示分析法： 利用要素关系图、治理前后对比图、要素联系框图可视化抽象概念； 4.对比归纳法： 对比自然演化与干扰下环境变化的差异，总结规律。 教学过程 教学内容 教师活动 设计思路 情境导入：黄土高原的认知冲突（3分钟） 教师展示黄土高原“曾经千沟万壑”与“如今群山披绿”的对比景观图及黄河潼关站输沙量数据（从16亿吨降至1.78亿吨）， 提问：“同一片黄土高原，为何能从‘黄’变‘绿’？这体现了什么地理原理？”学生观察图片与数据，产生认知冲突，初步感知自然环境各要素是相互关联的。师生共同引出课题：自然环境的整体性。 以黄土高原的巨大变化切入，用数据与视觉冲击激活学生对多要素共存的直观感知，引发对“整体性”的思考。 任务一：自然环境要素间的物质迁移和能量交换（10分钟） 【探究活动1】 要素识别与地貌成因 呈现黄土高原地形图、庆阳市气温降水图及土质材料。 材料一 黄土高原地形图和甘肃省庆阳市气温曲线和降水柱状图 材料二 黄土高原土层深厚，颗粒细小，结构疏松多孔，垂直节理发育显著，直立性强，富含钙质结核，遇水易崩解。这种土质在干燥时具有一定承载力，但抗侵蚀能力弱，加之降水集中、植被稀疏，易导致严重的水土流失，由此形成千沟万壑的地貌景观。黄土的肥力较高，为当地农业发展提供了条件，但农业开垦也加剧了生态脆弱性。 教师提问： 探究问题1:根据材料一二，指出黄土高原自然环境的组成要素及其特点 学生：千沟万壑，支离破碎；土质疏松，垂直节理发育，处于季风区与非季风区的过渡地带，属于温带大陆性季风气候；河流含沙量大，径流不稳定 【思考】结合图片和所学知识：还有哪些物质或能量在各要素间迁移，是通过什么途径进行迁移的？ 学生：水循环、生物循环、岩石圈物质循环 材料三 在数千年前，黄土高原是中华文明的重要发祥地，并非如今所见的荒凉景象。当时气候温暖湿润，植被茂密，南部为温带落叶阔叶林，中部为疏林草原，北部为草甸草原，是一片水土肥美的沃土。自战国后期开始，随着农耕活动的不断扩展，大规模的毁林开荒、过度樵采等人类活动破坏了地表植被。到清代，森林覆盖率已降至历史极值4%。植被的破坏导致生态平衡失调，水土流失日益严重，沟壑逐渐发育，最终形成了“千沟万壑、支离破碎”的地貌。 探究问题2：分析形成黄土高原地貌的自然原因。 学生：①黄土高原土质疏松，富含垂直裂隙，遇水易发生崩解和冲刷 ②该区域降水集中在夏季，暴雨频发导致地表径流强烈，加剧土壤侵蚀 ③地表裸露率高，天然植被覆盖不足，缺乏根系固土作用，难以减缓雨水对地表的直接冲刷 ④地形起伏显著，沟壑纵横，坡度普遍较大，利于水流汇集与泥沙搬运，促进水土流失过程 学生：识图提取要素信息（气候、地貌、水文、土壤、生物）；结合材料分析土质疏松、降水集中、植被稀疏、地形起伏等因素对水土流失的影响；归纳三大循环途径。 教师总结： 归纳五大要素及三大循环（水循环、生物循环、岩石圈物质循环），强调这是整体性的基础。 从具体区域抽象出一般原理，落实综合思维素养，夯实整体性的物质基础认知。 任务二：自然环境的整体功能（12分钟） 【探究活动2】自然环境的整体功能 教师展示石峁古城材料及光合作用示意图， 材料四 长久以来，人们曾以为四千年前的陕北黄土高原，只是文明边缘的蛮荒之地，华夏早期文明的中心只在中原与江南。直到石峁古城破土而出，这座横亘在秃尾河畔、毛乌素沙漠东南缘的巨型石砌都邑，彻底颠覆世人固有的认知。黄土高原之所以能孕育古文明，主要得益于其独特的自然地理条件、优越的农业基础、相对安全的地理环境以及由此催生的社会治理模式 探究问题3：说明黄土高原的自然要素是如何发展发育古文明的？ 学生：分析大气提供CO₂和热量、土壤提供水分养分、植物光合作用合成有机物，理解生产功能是各要素综合作用的产物。 【稳定功能和生产功能的体现】 教师讲解“落红不是无情物，化作春泥更护花”及碳平衡、泥沙平衡案例，提问：“各要素本身有无平衡功能？系统整体呢？” 学生： 推导“环境承载力↔种群数量”“侵蚀↔沉积”的负反馈调节机制。 师生归纳：自然环境具有自我调节、保持性质稳定的能力；各要素本身无平衡功能，但系统整体拥有此功能。教师展示青藏高原植被光合作用示意图， 区分“要素功能”与“整体功能”，突破“稳定功能”这一认知难点，强化系统思维。 任务三：统一演化与对干扰的整体响应（16分钟） 【探究活动3】自然环境的统一演化和对干扰的整体响应 【统一性】 材料五 经过国家持续数十年的治理，特别是1999年启动的“退耕还林还草”工程以及后续的治黄战略，黄土高原发生了翻天覆地的变化。卫星遥感数据显示，黄土高原植被覆盖度显著提升。陕西延安等地的森林覆盖率已从过去的不足10%提升至48%以上。许多曾经的荒山秃岭如今已是郁郁葱葱。植被得到恢复，周边的生态环境也发生着变化。 教师展示退耕还林前后对比图及偏关县治理数据，要求学生填写“治理前（黄）”与“治理后（绿）”的要素联系框图（植被→土壤/地形/水文/气候）。 探究问题4：根据材料五，对比黄土高原治理前后图片，填写黄土高原要素联系框图 学生：分组讨论并填写框图，分析植被增加导致水土流失减弱、沟壑不再扩张、湿度增加等连锁响应；进一步推导对下游黄河含沙量、三角洲的影响。 【变化性】 材料六 老牛湾是黄河入晋第一湾，也是长城与黄河“握手”的地方。偏关县地处晋西北黄土高原，水土流失面积一度占全县总面积的85%以上。经过数十年接续奋斗，偏关县林草覆盖率由“十三五”末的32.8%提升至现在的48.6%，水土保持率由52.48%增长到59.94%，黄河、长城沿线林草绿化率达60%以上，入黄泥沙得到有效管控，水土流失态势得到明显遏制。 探究问题5：黄土高原经过治理后，对下游黄河产生什么样的影响？ 【拓展延伸】干扰下的整体响应 教师补充“暖北极-冷大陆”案例及佛罗里达沼泽退化案例， 提问：“人类干扰下的环境变化与自然演化有何不同？”学生对比分析，认识到干扰下变化更快速、不同步，后果常被放大，且区域间相互联系。 师生讨论：升华到人地协调观，强调系统治理的重要性。 以热点问题深化对“统一性”和“整体响应”的理解；引入法律政策，将地理原理与现实治理相结合，落实人地协调观核心素养。 课堂小结 （2分钟） 带领学生同步梳理思维导图，串联全课逻辑 布置迁移任务：“运用整体性原理分析修建大坝对自然环境的影响。”学生梳理知识框架，并尝试从水文、土壤、生物、气候等多角度分析大坝建设的连锁影响。 结构化思维导图整合零散知识点，构建完整知识框架 课堂演练 （5分钟） (2020年·全国卷) 勘察加火山群位于环太平洋火山带的北端，气候冷湿，火山锥各坡的降水差异小，近几十年来受全球气候变化的影响，火山锥的林线（森林分布上限）升高、雪线（终年积雪下限）有所降低。此外，其他干扰也影响林线和雪线高度。例如，火山喷发彻底破坏原有景观，若干年内该火山锥的林线与雪线高度往往发生显著变化。据此完成下面小题。 1．一般情况下，与阴坡相比，该地火山锥阳坡的（ ） A．林线与雪线更高 B．林线与雪线更低 C．林线更高、雪线更低 D．林线更低、雪线更高 2.林线升高，雪线有所降低，表明火山群所在区域气候变化趋势为（ ） A．暖湿 B．暖干 C．冷湿 D．冷干 3．火山喷发后若干年内，该火山锥（ ） A．林线升高，雪线升高 B．林线升高，雪线降低 C．林线降低，雪线升高 D．林线降低，雪线降低 【答案】1.A 2.A 3.B 1.由题干可知当地气候冷湿，水分充足，限制林线因素为热量(最热月均温不低于10摄氏度)，与阴坡相比，阳坡太阳辐射较强，气温较高，光照热量更充足，有利于森林的生长，故林线更高;雪线与气温呈正相关关系，与阴坡相比，阳坡太阳辐射较强，气温 较高，故雪线更高，A正确。BCD错误。故选A 2.近几十年来受全球气候变化影响，林线升高，说明火山群所在区域，气候变暖;雪线降 低，说明气候变暖，降水增多，因此，表明火山群所在区域气候变化趋势为暖湿，A正确。BCD错误。故选A。 3.材料信息表明，火山喷发彻底破坏原有景观，原先的山地冰川和山地森林都被破坏，火山喷发若干年内，山地冰川和山地森林将逐渐恢复，山地森林将逐渐向上恢复，森林上限升高;火山口附近的地温逐渐降低，永久性积雪冰川逐渐增加，向下发展，积雪冰川下限降低，两者发生显著变化，排除ACD，B符合题意。故选B. （2023广东卷）草毡层是由土壤物质与植物根系交缠而成的毡状表土层，主要分布在高寒和极地地区。青藏高原上的草毡层，虽然厚度不大，但坚韧且富有弹性，是维护青藏高原生态安全的重要屏障；与基岩风化物为成土母质的土壤不同，这里草毡层中的细土物质以风力搬运输入的外源粉尘为主。图示意青藏高原某地草毡层景观。据此完成下面小题。 4.青藏高原上草毡层中风力搬运输入的粉尘物质增加将（ ） A. 有利于土壤有机质积累 B. 降低土壤的持水能力 C. 加快下覆基岩风化破碎 D. 有助于耕作土壤形成 5.如果青藏高原某区域草毡层遭到破坏，会导致当地（ ） ①草地初级生产力降低 ②冻土融化速率减缓 ③温室气体排放量减少 ④地表侵蚀强度增加 A. ①② B. ②③ C. ①④ D. ③④ 【答案】4．D 5．C 4. 解析:结合材料可知，粉尘物质主要来自外部的沉积物颗粒,粉尘颗粒可以为植被生长提供矿物养分，从而促进植被生长，植物残体为土壤提供有机质，有利于土壤有机物累积，A正确。沉积物颗粒填充在植物根系交错之间，可以增强表土层的保水能力，B错误。表层覆盖物的增加，有助于减少对基岩的风化作用，C错误。外源的沉积物颗粒可以增加青藏高原上草毡层中的营养物质含量，但耕作土壤不属于自然土壤，不会促进耕作土壤形成，D错误。 5.C解析:如果青藏高原某区域草毡层遭到破坏，会导致当地草地植被总量减少，初级生产力降低，①正确;草毡层遭到破坏，地表裸露，地表受风力侵蚀作用的强度增加，直接接受太阳辐射，冻土融化速率增强②错误，④正确;高原冻土中存在一些被封存的温室气体，随着冻土融化速率增强，温室气体排放量增加，③错误。 随着非洲板块及印度洋板块北移，地中海不断萎缩，里海从地中海分离。有学者研究表明，末次冰期晚期气候转暖，里海一度为淡水湖。当气候进一步转暖，里海北方的大陆冰川大幅消退后，其补给类型发生变化，里海演化为咸水湖，但目前湖水盐度远小于地中海的盐度。如图示意里海所在区域的自然地理环境。 6.(1)板块运动导致的山脉隆起改变了区域的地貌、水文和气候特征，分析这些特征的变化对里海的影响。 山脉隆起，里海与地中海分离，形成湖盆。 山脉隆起，导致里海汇水面积缩小，湖泊来水量减少，湖泊面积缩小。 山脉隆起，阻挡湿润气流，导致干旱，推动湖泊向内陆湖演化。 分层习题对标本节课重难点，实时检测读图、补给类型判断、人类活动影响知识点掌握程度 板书设计 5.1 自然地理环境的整体性 一、基础： 要素间物质迁移与能量交换（水循环、生物循环、岩石圈循环） 二、功能： 1. 生产功能（合成有机物） 2. 稳定功能（自我调节、动态平衡） 三、动态过程： 1. 统一演化（变化性、统一性） 2. 对干扰的整体响应（快速、不同步、放大效应、区域关联 教学反思 本节课以黄土高原“由黄变绿”为主线贯穿始终，实现了“情境-原理-应用”的有机统一。任务一通过要素识别与地貌成因分析夯实基础，任务二借助石峁古城案例有效增强了文化代入感并突破了“生产功能”理解，任务三通过填写要素联系框图强化了系统思维和连锁推理能力。“暖北极-冷大陆”与佛罗里达湿地案例拓展了学生的全球视野与危机意识。但在实施中需注意：①要素联系框图的填写部分学生可能遗漏环节，需预留充足时间并加强引导；②“暖北极-冷大陆”机制较为复杂，需控制深度，避免偏离主干；③迁移应用“修建大坝”环节时间较紧，可调整为课后探究作业。后续教学应进一步强化“要素关联链”的推导训练，帮助学生真正内化整体性思维。 公司2 / 18 学科网（北京）股份有限公司 $