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【摘 要】本文以《技术对农业生产的影响—— 以农业覆盖技术为例》的课堂教学为例,论述“创设情景,导入新课—自主建模,层层递进—模型应用,典题探究—思维拓展,聚合发散—自主命题,逆向思维—课堂小结”的教学策略,以落实核心考点的复习,使学生在不断探究、归纳、总结及应用中提高地理核心素养。
【关键词】高三 地理复习课 课堂重构 课堂实录 农业生产 农业覆盖技术
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2020)01B-0157-05
长期以来,高三地理复习课的课堂形式,大多以演绎法推进课堂进程:在确定复习的主题或专题后,首先复习基本知识与基本理论,其次以高考原题为例对该主题的考查内容与形式进行解读,再次通过特定的训练题进行巩固,最后以课堂与课后训练进行提升。这种课堂形式体现了自顶向下,由一般规律到特殊情景的演绎过程,在实践中取得了一定的效果。但如果所有的复习课都采用这一形式,则显得呆板与机械,与学生的认知规律不完全相符。笔者在执教 2018 年度广西高中地理优质课比赛中,通过课堂结构重组,另辟蹊径,以归纳与演绎相结合的教学思路执教《技术对农业生产的影响—— 以农业覆盖技术为例》一课。该课以覆盖技术为切口,通过典题探究、自主建模、思维延展、规律总结、逆向提升等环节,既落实了核心考点的复习,又使学生在不断探究、归纳、总结及应用中提高地理核心素养。
《技术对农业生产的影响—— 以农业覆盖技术为例》一课的考点是技术对农业生产的影响。近几年高考全国课标卷关于农业的试题特点是设问小而精,要求紧紧围绕材料信息或牢牢抓住区域特征进行有效分析和作答。根据统计,以“农业覆盖技术”为农业考点的切口的试题特别多。选择这个考点展开专题复习,一方面可以使复习更有针对性,另一方面也可以使学生更准确深刻体会高考的能力立意和核心素養的能力要求。虽然学生了解技术进步对农业产量的提升与产值的提高产生的深远影响,但只是一个模糊认知,对于农业技术的内涵、技术影响农业生产的具体方式、高考中如何考查技术与农业的关系等,并没有形成清晰的认识。学生通过两年多的地理学习,已基本具备地理高考大纲所要求的四项基本能力,能根据所给图文材料对地理问题进行具体分析。本节课主要是让学生利用已掌握的知识和已具备的能力对专题进行归纳总结,完成思维建模。因此,该课的复习目标是:学会归纳、分析和总结农业覆盖技术对农业生产的影响;实现思维建模,构建技术对农业生产影响的分析模型,并能运用模型解决问题;感悟人类改造农业生产条件中“趋利避害”的思想,为各地农业可持续发展提出可行性建议。该课的复习重点、难点是分析和归纳农业覆盖技术对农业生产的影响、构建技术对农业生产影响的思维模型。采取案例分析、自主探究、对比分析、总结归纳等复习方法。以下为教学过程实录和点评。
一、创设情景,导入新课
(屏幕显示,中国人口增长和中国耕地变化图)
师:习主席说,要把中国人的饭碗端在自己人手里,而且碗里装的粮食要装自己人的粮食。而现实是人口数量增长,耕地面积减少,我们该怎么办?
生:依靠科学技术提高生产力。
(屏幕显示,袁隆平先生研究海水稻的基本情况。)
师:袁隆平先生自 1974 年培育出高产杂交水稻,迄今为止,已让世界亿万人民免受饥饿的痛苦。近两年他主持的新品种“海水稻”陆续在沙漠地盐碱地试种成功,不仅使粮食产量进一步提高,而且盐碱变粮仓、沙漠变绿洲,这就是技术的力量。
师:技术在农业的应用中非常广泛,而农业在高考中又是常考考点,农业与技术在高考试题里呈现了哪些特点?
生:频率高、分值高、集中于覆盖技术。
师:今天复习课的课题就是“技术对农业生产的影响——以农业覆盖技术为例”。
【评点】本课采用了双情境导入的方式,即案例情境与考点情境双重导入,简洁明快,直指核心。
二、自主建模,层层递进
师:农业覆盖技术是作物增产增收的重要手段之一,在 2000 多年前,中国人民就将这种技术应用于农业生产中,而且覆盖物多种多样。覆盖技术是如何对农业生产产生影响的?我们以学案自主探究题“宁夏地表覆砂砾对西瓜种植的影响”为例展开探究。
自主探究题 1:20 世纪初,中卫香山地区农民在沙砾淤积丰富的冲积扇区,将大量碎沙石覆盖在山地表层,开始了“压砂西瓜”特色种植模式。4—5 月种植,7—9 月上市。所产西瓜个头大、甘甜,皮厚、质硬,耐贮运。请简述地表砂砾对西瓜生长的影响。
生 1:地表覆砂砾对西瓜生长好处第一点:增加地表昼夜温差,有利于糖分的积累。第二点防止土壤水分蒸发。
生 2:覆盖砂砾,可以反光。
生 3:因为砂砾比较重,水土不易流失,易保持水土稳定;覆盖地表也可以保持地表温度。
师:根据同学们的分析,覆盖砂砾改变“温差、水分、光照、土壤、热量”要素,使“增差、保水、增光、固土、保温”等作用陆续产生,改变了农作物生长的下垫面。
师:大家进一步分析题目的气候图,寻找还没利用到的信息。
(学生思考,但未得出结论)
师(提示):干旱地区风力会产生什么影响?
生(众):表层土壤会被风力侵蚀。
师:砂砾覆盖可以减少风力侵蚀,从中可以推论出砂砾覆盖的另一个作用—— 减灾。
师:综上所述,覆盖技术作用于农业生产,就是通过影响“光、热、水、差、灾以及土壤”,对农作物产生作用,使农产品的质与量都得到提升。
【评点】第一个教学活动,执教者没有事先设定思维套路,而是让学生通过自主活动,调动已有的知识和技能,分散型的思考,再通过师生双向活动,逐步归纳出覆盖技术对农业生产的影响及原理。 师:假如区域变换,且覆盖物发生改变,覆盖技术是否依旧通过这些形式影响农业生产呢?请看自主探究二:广西某地番茄覆干草的案例。
自主探究题 2:20 世纪初期,覆草技术开始大量应用于农业中。广西某县是重要的番茄种植区,每年 7 月至次年 2 月供应市场,呈鸡蛋形,果大,果色鲜红、外表美观、籽少肉厚,含多种维生素,含糖分高,可当鲜食,常吃能美容悦颜。该县农民在番茄植株底部铺垫枯黄的干稻草,以提高番茄的产量和品质。试分析当地农民在番茄植株底部铺垫枯黄的干稻草对番茄生长的影响。
图 2
生 4:第一,覆干草和枯草可以防止热量的散失,避免番茄受冻害;第二,反射太阳辐射可以增加光照;第三,增加温差。
师:这位同学观点都正确了,而且第一要点表述很完整,只是第二个要点有待完善。本题行为动词是“分析”,与上一题的“简述”要求有差异,需要因果明确。请其他同学进行补充。
生 5:覆盖干稻草增加太阳辐射的反射,进而增加番茄的光照。
生 6:题目的场景是广西某地,我们都知道广西冬季是比较干燥的,覆干草可以保持土壤中的水分。
师:是指覆盖干草有保水的功能?原因是冬季比较干燥?
(学生小声讨论,观点不一)
师:每个人体验可能不一样,但是从题目提供的材料分析,广西降水量还是比较充足的。所以保水功能是由于冬季气温较高,降水偏少,覆干草可以减少水分蒸发。这样表述更为准确。
生 7:我觉得覆盖稻草不仅是为了保持水分,而且可以保持土壤。材料中说 7 月供应市场,5 月、6 月降水较多,干稻草可以保证土壤不被雨水冲刷。
师:你如何看出这里土壤容易被冲刷。
生 7 :因为题目有地形图,显示当地是丘陵山区。
师:这个分析很合理,位于丘陵地区(两广丘陵),并且当地降水集中。因此覆干草是有保土功能,也就是我们前面提到过的减少灾害的功能。但此时覆干草减灾不再是减少风力侵蚀,而是什么?
生:水土流失。
师:怎样理解覆干草既有保水功能,又有保土功能?
生 8:冬季有保水功能,保土功能主要在夏季。
师:这个理解非常好,覆盖物不同时间所起主要作用是不同的,需要具体分析。
(教师板书归纳)
生 9:我还有一个想法:广西夏季降水量较多,覆干草可以吸收水分,植株比较不容易被泡。植物根系不容易腐烂。
师:干稻草到底能吸收多少水分,与当地降水强度相比,是否能达到避免涝灾的效果?
生:不能。
师:的确如此。但我们顺着这位同学的思路想下去,稻草吸了水,当地夏季气温高,于是容易腐烂,于此你能想到什么?
生 9:干稻草腐烂,能增加土壤中的有机质。
师:很好,特定的覆盖物与特定的环境相结合,还会有特定的效果。
师:前面我们从有利的角度分析问题,现在我们仔细观察,可能就会发现不利的影响。
生(众):广西 7 月到次年 2 月,温度高,降水多,而且干草会腐烂,会有病虫害。
师:非常好,有可能产生病虫害。
师(总结):我们前面通过两个不同地区覆盖技术的实施,了解覆盖技术对农业生产的影响。我们看到,根据不同的区域条件和区域特征,覆盖技术实施过程中虽有差异,但作用方式大致相同,都是通过改变农作物的局部生长条件,使农产品的质与量得到提高。与此同时,也有可能会产生不利影响。
师(总结):同时也需要提醒大家,在答题过程中,我们都会面对具体的背景材料与试题情境,因此在分析回答这些问题时,需要充分注意试题材料所提供的文字与图像信息,结合具体的时间和空间背景来分析与解决问题。当然,回答还需要条理清晰、因果准确。
【评点】第二个教学活动,对学生是归纳后的演绎过程。执教者的设计则从两个角度体现了递进的要求:一方面是问题情境的复杂度加深,技术应用与区域特征的关联度更加密切,同时提出了正反两个角度的综合思维要求;另一方面在设问的行为动词上要求提高,学生思考的程度加深。
自主学习活动:自己总结覆盖技术对农业生产的影响。可以采用提纲、表格、思维导图等,形式不限。时长 3 分钟。
(学生自主完成,教师巡视,重点检查学生自主建模的全面性)
(教师展示部分学生作品并进行点评。)
【评点】第三个教學活动,是思维建模的关键环节,对学生是一个演绎后的再归纳的过程。通过这个活动,学生初步形成了分析解释这类问题的一般模式。
图 3
承转:通过前面的学习,我们已经建立了分析覆盖技术的思维与解题模型。接下来,通过一个课堂训练题,运用这一模型展开深入探究。
三、模型应用,典题探究
【典题探究】材料 1:马铃薯生长对温度的要求:茎叶生长的适温是 15~25℃,超过 39℃停止生长。块茎生长的适温是 16~18℃,当地温高于 25℃时,块茎停止生长;其地下薯块形成和生长需要疏松透气、凉爽湿润的土壤环境。
材料 2:宁夏南部山区采用了前期全膜(4 月中旬至 6 月中旬),中期半膜(6 月中旬至 7 月中旬),后期露地(7 月中旬至 9 月下旬)的种植方式,马铃薯品质和产量都得到了提升。当地马铃薯一般在 4 月中旬播种,9 月下旬成熟收获。
材料 3:宁夏略图(图 4)和宁夏南部山区某地气候统计图(图 5)。
问题:请结合图文材料分析该地马铃薯覆膜方式变化的原因。
(教师随机选择一名学生进行讲解。利用手机同屏技术,将该生答案拍照并展示在大屏幕。由学生上台讲解)
生 10:回答“覆膜方式变化的原因”要先看材料,分了前期、中期和后期,回答时要分开答。首先看前期:4 月中旬至 6 月中旬,看气候图 4-6 月气温和降水,最好在图中做标记,方便分析。可以看出,4 月至 6 月气温逐渐上升,但气温总体较低。全膜覆盖是为了保持气温稳定,此时降水也偏少,可以起到保湿作用,创造有利于茎叶生长的环境。再看中期,6 月至 7 月(边讲边对照图),气温相对较高,但此时地下薯块的形成和生长需要疏松透气凉爽湿润的环境,半膜覆盖可以给它提供更多的与空气接触的机会,就有利于保持土壤的疏松透气凉爽湿润,也方便灌溉。后期 7 月至 9 月不太懂,我认为这里是宁夏,昼夜温差比较大,露地有利于增加昼夜温差,有利于此时马铃薯成熟时有机质的积累。我讲解完毕,谢谢。 (学生自发热烈鼓掌)
师:同学们的掌声说明小老师很棒。她条理清晰地为大家分析了此题,而且她的分析很到位。第一,她提到马铃薯覆膜方式的变化就想到要看材料前中后,审题到位;第二,她提出还看气候图因为前中后涉及月份,可以在图上做标记,教大家做题小妙招;第三,你们注意到她还在材料中用笔圈画了一部分内容,大概能看出她画出来的部分属于什么内容?
生:作物特点。
师:这叫作物的生长习性。
师:刚才这位同学虽然说后期 7—9 月情况她说不太懂,还是给出了她的解释“这里是宁夏,昼夜温差比较大,露地有利于增加昼夜温差,有利于此时马铃薯有机质的积累”。有同学能帮她分析分析吗?
生 11:材料说地下茎块生长的适温 16~18℃,而 7 月到 9 月该地的温度和水分都是足够的,就不需要再覆膜了。前面同学说的“有机物积累”也很对。
(学生主动鼓掌)
师:是否还有不同的解释。
(学生小声讨论,没得出不一样的答案)
师(补充发问):材料中说马铃薯当地温高于 25℃时停止生长。7—9 月是什么情况?
生:图上 7—9 月气温没有高于 25 度啊?
师:地温。(教师停留,让学生回味“气温”与“地温”的差异。)根据题目所给材料图,7—9 月气温在 18℃左右,如果继续覆膜的话,地温是不是有可能高于 25℃呢?在结合疏松透气凉爽湿润,是不是就可以知道答案了。
师(归纳):在面对真实场景与真实问题时,需要具体问题具体分析。只有考虑区域特征又考虑作物习性,同时考虑具体的时间变化的因素,技术才能发挥出最大的效果。(屏幕显示答题一般思路)
【评点】思维建模是手段,不是目的。建立好的模型,只有在实践中应用,才真正具有价值,才能不断地完善。执教者选择了一个难度更大的训练题,意义也在此。
四、思维拓展,聚合发散
师:随着社会的发展,技术在不断地进步,应用于农业的技术种类越来越多。
(屏幕显示 2017 年全国 3 卷的题目)
师:大家找出试题材料中,除了覆盖技术外还运用了哪些技术?
生 12:滴灌技术。
生 13:温室覆盖技术。
生 14:物流技术。
生 15:良种培育,生物技术。
生 16:信息技术。
师:还有勘探技术、技术装备等。
师:大家思考,这些技术从手段到目的,与覆盖技术有哪些相似之处?
生(众):跟覆盖技术是一样的,都是根据作物的生长习性与区域特征,分析作物生长的优势与不足,以趋利避害为目的,通过改变光照、热量、水分、土壤、温差等条件,减少灾害的威胁,以实现农作物的稳产与高产。
师:所以我们分析任何一种农业技术,所用思维模型是一致的。
【评点】思维建模在这里得到完善,从解决一个问题拓展到了一类问题。
师:社会经济发展使技术发展,技术又改变了农业生产和发展的社会经济因素。集这么多技术于一体的题,在高考中,命题专家是这样设问的。
(屏幕显示 2017 年全国 3 卷 36 题西班牙日光温室 3 个小题)
(1)从气候角度分析甲地普及日光温室的原因。
(2)分析甲地温室农业集群式发展对提高农产品出口竞争力的作用。
(3)你是否赞同在甲地扩大温室农业生产规模?请表明态度并说明理由。
师:请同学们思考高考专家在从技术哪些角度设问?
(学生思考)
(屏幕显示对应题目的答案,屏幕显示各小题命题角度)
第一小题:利用图文材料考查技术(日光温室)的原理。
第二小题:利用文字材料考查技术(各种技术)对农业生产的具体影响。
第三小題:利用图文材料考查技术的推广与应用要注意的问题(综合考虑)。
生:技术的原理、作用以及应用。
【评点】在这个教学活动中,执教者的要求有了变化,没有要求学生做题,而是展示试题与答案,要求学生分析出题与设问的角度,延展和丰富所构建的模型。这一设计不仅避免了简单重复,拓展了学生的思维,也为下一个教学活动打下基础。
五、自主命题,逆向思维
师(承转):接下来,我将提供一组材料给大家,请大家根据材料,模仿高考命题者的思路,进行命题练习。这个活动全班分为 6 个小组,各组命题的角度不同。第 1 组和第 2 组针对技术的原理进行设问;第 3 组和第 4 组针对技术的作用进行设问;第 5 组和第 6 组针对技术的推广与应用进行设问。
命题材料:澳大利亚长期以来存在露天种植西红柿的传统生产方式。近年来,随着科技发展在南澳大利亚州沿海地区出现了一种“阳光+海水”的新颖农业生产方式。落日农场占地面积约 20 万平方米,是世界上第一座利用聚光太阳能发电、海水淡化和温控温室来运营的农场。
西红柿适应性强,最适合在温度为 20~25℃,空气湿度 45%~50% 的环境中生长。落日农场利用温室进行西红柿的无土栽培,全年均可种植。该农场每年约出产 1.7 万吨高品质、无公害的西红柿,约占澳大利亚市场份额的 15%。下图为落日农场的位置示意及其温室室内景观。
(教师走进学习小组,聆听各组讨论情况)
学生出题成果集中展示:
第 1 组:为何会出现“阳光+海水”的农业生产方式?请分析原理。
第 2 组:分析澳大利亚新颖农业生产方式的区位条件。
第 3 组:硬纸板和淡水容器的应用对作物生长的影响和作用。 第 4 组:新颖农业生产方式对西红柿生长有什么作用?
第 5 组:你是否赞同在山东推广“阳光+海水”的农業生产方式。
第 6 组:你是否赞同在澳大利亚沿海地区扩大“阳光+海水”的种植规模,说明理由。
师:(点评)可以说每个小组所命制的试题都达到了较高的水平。很高兴大家能在短时间内命出这组题。大家都具有当高考命题组专家的潜力。(学生笑)
师:我们不妨与原题进行对比,看看能给我们哪些启发。
设问角度技术的原理。原题呈现:分析落日农场选址于 A 处的有利自然条件。
师:本组同学觉得原题和你们的题最大的区别是什么?
生 17:问“有利”条件。
师:还落实在了“A”处。
生 18:角度更细致。
师:切口更小。
设问角度技术的作用。原题呈现:夏季,农场温室的地面铺设了饱吸海水的硬纸板,说明该措施对西红柿生长所起的作用。
师:与我们第 4 组同学所命试题的共同点是,都抓了一个细节。
生:硬纸板。
师:覆盖技术中的覆盖物,是大家共同关注的重点。
设问角度技术的推广与应用。原题呈现:在澳大利亚沿海地区,采用“阳光+海水”的新颖生产方式和传统生产方式均可种植西红柿。请你选择一种生产方式并说明支持的理由。
师:第 5 组同学的设问是“你是否赞同在山东推广‘阳光+海水’的农业生产方式。”大家是否赞同?
生:赞同。
师:材料中说“落日农场占地面积约 20 万平方米”,山东可以腾出这么大面积吗?
生:可以。(学生笑,气氛活跃)
师:看来这个试题设计的情境具有可操作性。
师:我们同学所设计的试题都围绕扩大这种技术使用的规模展开。与原题的着眼点有相似之处。
【评点】命题考验的是学生的综合能力。命题充分调动学生的思维,使学生仔细阅读图文材料,解读和提取图文信息,并加以整合,全课至此得到升华。
六、课堂小结
师:(展示思维导图)以覆盖技术为代表的农业技术,是现代农业最核心的技术之一。事实上,农业技术的应用就是农业区位因素的变化最核心的内容。通过今天这节课的学习,我们不仅掌握了解决一个具体问题的办法,并且以一种技术为立足点,探讨了一类问题的解决思路。同时我们不仅探讨了解题技术,还探讨了命题技术。技多不压身,技术最重要的价值在于解决问题,相信大家通过今天的学习,在此后的复习备考中会有更多的体验。
师:今天的课后作业,就是完成我们在课堂上所命制的试题,每个负责命题的小组,请事先拟定参考答案,鼓励命题者与答题者之间不同意见的讨论。
师:今天的课就到这,下课!
【评点】学生最容易接受的方法就是最好的办法。本课从学生的认知规律出发,以具体的案例入手,把一个复杂庞大的系统问题,分解成一系列的具体问题,通过持续探究,在一次次归纳与演绎的过程中,使学生一步步建构起思维线索与逻辑。全课的执教过程流畅,以起启转合的思路铺开,既有常规的讲练结合,又有阶段性的自主总结。而思维建模完成后的模拟命题,给学生留下持续讨论与提升的空间,给人耳目一新之感。
(责编 李 言)
【关键词】高三 地理复习课 课堂重构 课堂实录 农业生产 农业覆盖技术
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2020)01B-0157-05
长期以来,高三地理复习课的课堂形式,大多以演绎法推进课堂进程:在确定复习的主题或专题后,首先复习基本知识与基本理论,其次以高考原题为例对该主题的考查内容与形式进行解读,再次通过特定的训练题进行巩固,最后以课堂与课后训练进行提升。这种课堂形式体现了自顶向下,由一般规律到特殊情景的演绎过程,在实践中取得了一定的效果。但如果所有的复习课都采用这一形式,则显得呆板与机械,与学生的认知规律不完全相符。笔者在执教 2018 年度广西高中地理优质课比赛中,通过课堂结构重组,另辟蹊径,以归纳与演绎相结合的教学思路执教《技术对农业生产的影响—— 以农业覆盖技术为例》一课。该课以覆盖技术为切口,通过典题探究、自主建模、思维延展、规律总结、逆向提升等环节,既落实了核心考点的复习,又使学生在不断探究、归纳、总结及应用中提高地理核心素养。
《技术对农业生产的影响—— 以农业覆盖技术为例》一课的考点是技术对农业生产的影响。近几年高考全国课标卷关于农业的试题特点是设问小而精,要求紧紧围绕材料信息或牢牢抓住区域特征进行有效分析和作答。根据统计,以“农业覆盖技术”为农业考点的切口的试题特别多。选择这个考点展开专题复习,一方面可以使复习更有针对性,另一方面也可以使学生更准确深刻体会高考的能力立意和核心素養的能力要求。虽然学生了解技术进步对农业产量的提升与产值的提高产生的深远影响,但只是一个模糊认知,对于农业技术的内涵、技术影响农业生产的具体方式、高考中如何考查技术与农业的关系等,并没有形成清晰的认识。学生通过两年多的地理学习,已基本具备地理高考大纲所要求的四项基本能力,能根据所给图文材料对地理问题进行具体分析。本节课主要是让学生利用已掌握的知识和已具备的能力对专题进行归纳总结,完成思维建模。因此,该课的复习目标是:学会归纳、分析和总结农业覆盖技术对农业生产的影响;实现思维建模,构建技术对农业生产影响的分析模型,并能运用模型解决问题;感悟人类改造农业生产条件中“趋利避害”的思想,为各地农业可持续发展提出可行性建议。该课的复习重点、难点是分析和归纳农业覆盖技术对农业生产的影响、构建技术对农业生产影响的思维模型。采取案例分析、自主探究、对比分析、总结归纳等复习方法。以下为教学过程实录和点评。
一、创设情景,导入新课
(屏幕显示,中国人口增长和中国耕地变化图)
师:习主席说,要把中国人的饭碗端在自己人手里,而且碗里装的粮食要装自己人的粮食。而现实是人口数量增长,耕地面积减少,我们该怎么办?
生:依靠科学技术提高生产力。
(屏幕显示,袁隆平先生研究海水稻的基本情况。)
师:袁隆平先生自 1974 年培育出高产杂交水稻,迄今为止,已让世界亿万人民免受饥饿的痛苦。近两年他主持的新品种“海水稻”陆续在沙漠地盐碱地试种成功,不仅使粮食产量进一步提高,而且盐碱变粮仓、沙漠变绿洲,这就是技术的力量。
师:技术在农业的应用中非常广泛,而农业在高考中又是常考考点,农业与技术在高考试题里呈现了哪些特点?
生:频率高、分值高、集中于覆盖技术。
师:今天复习课的课题就是“技术对农业生产的影响——以农业覆盖技术为例”。
【评点】本课采用了双情境导入的方式,即案例情境与考点情境双重导入,简洁明快,直指核心。
二、自主建模,层层递进
师:农业覆盖技术是作物增产增收的重要手段之一,在 2000 多年前,中国人民就将这种技术应用于农业生产中,而且覆盖物多种多样。覆盖技术是如何对农业生产产生影响的?我们以学案自主探究题“宁夏地表覆砂砾对西瓜种植的影响”为例展开探究。
自主探究题 1:20 世纪初,中卫香山地区农民在沙砾淤积丰富的冲积扇区,将大量碎沙石覆盖在山地表层,开始了“压砂西瓜”特色种植模式。4—5 月种植,7—9 月上市。所产西瓜个头大、甘甜,皮厚、质硬,耐贮运。请简述地表砂砾对西瓜生长的影响。
生 1:地表覆砂砾对西瓜生长好处第一点:增加地表昼夜温差,有利于糖分的积累。第二点防止土壤水分蒸发。
生 2:覆盖砂砾,可以反光。
生 3:因为砂砾比较重,水土不易流失,易保持水土稳定;覆盖地表也可以保持地表温度。
师:根据同学们的分析,覆盖砂砾改变“温差、水分、光照、土壤、热量”要素,使“增差、保水、增光、固土、保温”等作用陆续产生,改变了农作物生长的下垫面。
师:大家进一步分析题目的气候图,寻找还没利用到的信息。
(学生思考,但未得出结论)
师(提示):干旱地区风力会产生什么影响?
生(众):表层土壤会被风力侵蚀。
师:砂砾覆盖可以减少风力侵蚀,从中可以推论出砂砾覆盖的另一个作用—— 减灾。
师:综上所述,覆盖技术作用于农业生产,就是通过影响“光、热、水、差、灾以及土壤”,对农作物产生作用,使农产品的质与量都得到提升。
【评点】第一个教学活动,执教者没有事先设定思维套路,而是让学生通过自主活动,调动已有的知识和技能,分散型的思考,再通过师生双向活动,逐步归纳出覆盖技术对农业生产的影响及原理。 师:假如区域变换,且覆盖物发生改变,覆盖技术是否依旧通过这些形式影响农业生产呢?请看自主探究二:广西某地番茄覆干草的案例。
自主探究题 2:20 世纪初期,覆草技术开始大量应用于农业中。广西某县是重要的番茄种植区,每年 7 月至次年 2 月供应市场,呈鸡蛋形,果大,果色鲜红、外表美观、籽少肉厚,含多种维生素,含糖分高,可当鲜食,常吃能美容悦颜。该县农民在番茄植株底部铺垫枯黄的干稻草,以提高番茄的产量和品质。试分析当地农民在番茄植株底部铺垫枯黄的干稻草对番茄生长的影响。
图 2
生 4:第一,覆干草和枯草可以防止热量的散失,避免番茄受冻害;第二,反射太阳辐射可以增加光照;第三,增加温差。
师:这位同学观点都正确了,而且第一要点表述很完整,只是第二个要点有待完善。本题行为动词是“分析”,与上一题的“简述”要求有差异,需要因果明确。请其他同学进行补充。
生 5:覆盖干稻草增加太阳辐射的反射,进而增加番茄的光照。
生 6:题目的场景是广西某地,我们都知道广西冬季是比较干燥的,覆干草可以保持土壤中的水分。
师:是指覆盖干草有保水的功能?原因是冬季比较干燥?
(学生小声讨论,观点不一)
师:每个人体验可能不一样,但是从题目提供的材料分析,广西降水量还是比较充足的。所以保水功能是由于冬季气温较高,降水偏少,覆干草可以减少水分蒸发。这样表述更为准确。
生 7:我觉得覆盖稻草不仅是为了保持水分,而且可以保持土壤。材料中说 7 月供应市场,5 月、6 月降水较多,干稻草可以保证土壤不被雨水冲刷。
师:你如何看出这里土壤容易被冲刷。
生 7 :因为题目有地形图,显示当地是丘陵山区。
师:这个分析很合理,位于丘陵地区(两广丘陵),并且当地降水集中。因此覆干草是有保土功能,也就是我们前面提到过的减少灾害的功能。但此时覆干草减灾不再是减少风力侵蚀,而是什么?
生:水土流失。
师:怎样理解覆干草既有保水功能,又有保土功能?
生 8:冬季有保水功能,保土功能主要在夏季。
师:这个理解非常好,覆盖物不同时间所起主要作用是不同的,需要具体分析。
(教师板书归纳)
生 9:我还有一个想法:广西夏季降水量较多,覆干草可以吸收水分,植株比较不容易被泡。植物根系不容易腐烂。
师:干稻草到底能吸收多少水分,与当地降水强度相比,是否能达到避免涝灾的效果?
生:不能。
师:的确如此。但我们顺着这位同学的思路想下去,稻草吸了水,当地夏季气温高,于是容易腐烂,于此你能想到什么?
生 9:干稻草腐烂,能增加土壤中的有机质。
师:很好,特定的覆盖物与特定的环境相结合,还会有特定的效果。
师:前面我们从有利的角度分析问题,现在我们仔细观察,可能就会发现不利的影响。
生(众):广西 7 月到次年 2 月,温度高,降水多,而且干草会腐烂,会有病虫害。
师:非常好,有可能产生病虫害。
师(总结):我们前面通过两个不同地区覆盖技术的实施,了解覆盖技术对农业生产的影响。我们看到,根据不同的区域条件和区域特征,覆盖技术实施过程中虽有差异,但作用方式大致相同,都是通过改变农作物的局部生长条件,使农产品的质与量得到提高。与此同时,也有可能会产生不利影响。
师(总结):同时也需要提醒大家,在答题过程中,我们都会面对具体的背景材料与试题情境,因此在分析回答这些问题时,需要充分注意试题材料所提供的文字与图像信息,结合具体的时间和空间背景来分析与解决问题。当然,回答还需要条理清晰、因果准确。
【评点】第二个教学活动,对学生是归纳后的演绎过程。执教者的设计则从两个角度体现了递进的要求:一方面是问题情境的复杂度加深,技术应用与区域特征的关联度更加密切,同时提出了正反两个角度的综合思维要求;另一方面在设问的行为动词上要求提高,学生思考的程度加深。
自主学习活动:自己总结覆盖技术对农业生产的影响。可以采用提纲、表格、思维导图等,形式不限。时长 3 分钟。
(学生自主完成,教师巡视,重点检查学生自主建模的全面性)
(教师展示部分学生作品并进行点评。)
【评点】第三个教學活动,是思维建模的关键环节,对学生是一个演绎后的再归纳的过程。通过这个活动,学生初步形成了分析解释这类问题的一般模式。
图 3
承转:通过前面的学习,我们已经建立了分析覆盖技术的思维与解题模型。接下来,通过一个课堂训练题,运用这一模型展开深入探究。
三、模型应用,典题探究
【典题探究】材料 1:马铃薯生长对温度的要求:茎叶生长的适温是 15~25℃,超过 39℃停止生长。块茎生长的适温是 16~18℃,当地温高于 25℃时,块茎停止生长;其地下薯块形成和生长需要疏松透气、凉爽湿润的土壤环境。
材料 2:宁夏南部山区采用了前期全膜(4 月中旬至 6 月中旬),中期半膜(6 月中旬至 7 月中旬),后期露地(7 月中旬至 9 月下旬)的种植方式,马铃薯品质和产量都得到了提升。当地马铃薯一般在 4 月中旬播种,9 月下旬成熟收获。
材料 3:宁夏略图(图 4)和宁夏南部山区某地气候统计图(图 5)。
问题:请结合图文材料分析该地马铃薯覆膜方式变化的原因。
(教师随机选择一名学生进行讲解。利用手机同屏技术,将该生答案拍照并展示在大屏幕。由学生上台讲解)
生 10:回答“覆膜方式变化的原因”要先看材料,分了前期、中期和后期,回答时要分开答。首先看前期:4 月中旬至 6 月中旬,看气候图 4-6 月气温和降水,最好在图中做标记,方便分析。可以看出,4 月至 6 月气温逐渐上升,但气温总体较低。全膜覆盖是为了保持气温稳定,此时降水也偏少,可以起到保湿作用,创造有利于茎叶生长的环境。再看中期,6 月至 7 月(边讲边对照图),气温相对较高,但此时地下薯块的形成和生长需要疏松透气凉爽湿润的环境,半膜覆盖可以给它提供更多的与空气接触的机会,就有利于保持土壤的疏松透气凉爽湿润,也方便灌溉。后期 7 月至 9 月不太懂,我认为这里是宁夏,昼夜温差比较大,露地有利于增加昼夜温差,有利于此时马铃薯成熟时有机质的积累。我讲解完毕,谢谢。 (学生自发热烈鼓掌)
师:同学们的掌声说明小老师很棒。她条理清晰地为大家分析了此题,而且她的分析很到位。第一,她提到马铃薯覆膜方式的变化就想到要看材料前中后,审题到位;第二,她提出还看气候图因为前中后涉及月份,可以在图上做标记,教大家做题小妙招;第三,你们注意到她还在材料中用笔圈画了一部分内容,大概能看出她画出来的部分属于什么内容?
生:作物特点。
师:这叫作物的生长习性。
师:刚才这位同学虽然说后期 7—9 月情况她说不太懂,还是给出了她的解释“这里是宁夏,昼夜温差比较大,露地有利于增加昼夜温差,有利于此时马铃薯有机质的积累”。有同学能帮她分析分析吗?
生 11:材料说地下茎块生长的适温 16~18℃,而 7 月到 9 月该地的温度和水分都是足够的,就不需要再覆膜了。前面同学说的“有机物积累”也很对。
(学生主动鼓掌)
师:是否还有不同的解释。
(学生小声讨论,没得出不一样的答案)
师(补充发问):材料中说马铃薯当地温高于 25℃时停止生长。7—9 月是什么情况?
生:图上 7—9 月气温没有高于 25 度啊?
师:地温。(教师停留,让学生回味“气温”与“地温”的差异。)根据题目所给材料图,7—9 月气温在 18℃左右,如果继续覆膜的话,地温是不是有可能高于 25℃呢?在结合疏松透气凉爽湿润,是不是就可以知道答案了。
师(归纳):在面对真实场景与真实问题时,需要具体问题具体分析。只有考虑区域特征又考虑作物习性,同时考虑具体的时间变化的因素,技术才能发挥出最大的效果。(屏幕显示答题一般思路)
【评点】思维建模是手段,不是目的。建立好的模型,只有在实践中应用,才真正具有价值,才能不断地完善。执教者选择了一个难度更大的训练题,意义也在此。
四、思维拓展,聚合发散
师:随着社会的发展,技术在不断地进步,应用于农业的技术种类越来越多。
(屏幕显示 2017 年全国 3 卷的题目)
师:大家找出试题材料中,除了覆盖技术外还运用了哪些技术?
生 12:滴灌技术。
生 13:温室覆盖技术。
生 14:物流技术。
生 15:良种培育,生物技术。
生 16:信息技术。
师:还有勘探技术、技术装备等。
师:大家思考,这些技术从手段到目的,与覆盖技术有哪些相似之处?
生(众):跟覆盖技术是一样的,都是根据作物的生长习性与区域特征,分析作物生长的优势与不足,以趋利避害为目的,通过改变光照、热量、水分、土壤、温差等条件,减少灾害的威胁,以实现农作物的稳产与高产。
师:所以我们分析任何一种农业技术,所用思维模型是一致的。
【评点】思维建模在这里得到完善,从解决一个问题拓展到了一类问题。
师:社会经济发展使技术发展,技术又改变了农业生产和发展的社会经济因素。集这么多技术于一体的题,在高考中,命题专家是这样设问的。
(屏幕显示 2017 年全国 3 卷 36 题西班牙日光温室 3 个小题)
(1)从气候角度分析甲地普及日光温室的原因。
(2)分析甲地温室农业集群式发展对提高农产品出口竞争力的作用。
(3)你是否赞同在甲地扩大温室农业生产规模?请表明态度并说明理由。
师:请同学们思考高考专家在从技术哪些角度设问?
(学生思考)
(屏幕显示对应题目的答案,屏幕显示各小题命题角度)
第一小题:利用图文材料考查技术(日光温室)的原理。
第二小题:利用文字材料考查技术(各种技术)对农业生产的具体影响。
第三小題:利用图文材料考查技术的推广与应用要注意的问题(综合考虑)。
生:技术的原理、作用以及应用。
【评点】在这个教学活动中,执教者的要求有了变化,没有要求学生做题,而是展示试题与答案,要求学生分析出题与设问的角度,延展和丰富所构建的模型。这一设计不仅避免了简单重复,拓展了学生的思维,也为下一个教学活动打下基础。
五、自主命题,逆向思维
师(承转):接下来,我将提供一组材料给大家,请大家根据材料,模仿高考命题者的思路,进行命题练习。这个活动全班分为 6 个小组,各组命题的角度不同。第 1 组和第 2 组针对技术的原理进行设问;第 3 组和第 4 组针对技术的作用进行设问;第 5 组和第 6 组针对技术的推广与应用进行设问。
命题材料:澳大利亚长期以来存在露天种植西红柿的传统生产方式。近年来,随着科技发展在南澳大利亚州沿海地区出现了一种“阳光+海水”的新颖农业生产方式。落日农场占地面积约 20 万平方米,是世界上第一座利用聚光太阳能发电、海水淡化和温控温室来运营的农场。
西红柿适应性强,最适合在温度为 20~25℃,空气湿度 45%~50% 的环境中生长。落日农场利用温室进行西红柿的无土栽培,全年均可种植。该农场每年约出产 1.7 万吨高品质、无公害的西红柿,约占澳大利亚市场份额的 15%。下图为落日农场的位置示意及其温室室内景观。
(教师走进学习小组,聆听各组讨论情况)
学生出题成果集中展示:
第 1 组:为何会出现“阳光+海水”的农业生产方式?请分析原理。
第 2 组:分析澳大利亚新颖农业生产方式的区位条件。
第 3 组:硬纸板和淡水容器的应用对作物生长的影响和作用。 第 4 组:新颖农业生产方式对西红柿生长有什么作用?
第 5 组:你是否赞同在山东推广“阳光+海水”的农業生产方式。
第 6 组:你是否赞同在澳大利亚沿海地区扩大“阳光+海水”的种植规模,说明理由。
师:(点评)可以说每个小组所命制的试题都达到了较高的水平。很高兴大家能在短时间内命出这组题。大家都具有当高考命题组专家的潜力。(学生笑)
师:我们不妨与原题进行对比,看看能给我们哪些启发。
设问角度技术的原理。原题呈现:分析落日农场选址于 A 处的有利自然条件。
师:本组同学觉得原题和你们的题最大的区别是什么?
生 17:问“有利”条件。
师:还落实在了“A”处。
生 18:角度更细致。
师:切口更小。
设问角度技术的作用。原题呈现:夏季,农场温室的地面铺设了饱吸海水的硬纸板,说明该措施对西红柿生长所起的作用。
师:与我们第 4 组同学所命试题的共同点是,都抓了一个细节。
生:硬纸板。
师:覆盖技术中的覆盖物,是大家共同关注的重点。
设问角度技术的推广与应用。原题呈现:在澳大利亚沿海地区,采用“阳光+海水”的新颖生产方式和传统生产方式均可种植西红柿。请你选择一种生产方式并说明支持的理由。
师:第 5 组同学的设问是“你是否赞同在山东推广‘阳光+海水’的农业生产方式。”大家是否赞同?
生:赞同。
师:材料中说“落日农场占地面积约 20 万平方米”,山东可以腾出这么大面积吗?
生:可以。(学生笑,气氛活跃)
师:看来这个试题设计的情境具有可操作性。
师:我们同学所设计的试题都围绕扩大这种技术使用的规模展开。与原题的着眼点有相似之处。
【评点】命题考验的是学生的综合能力。命题充分调动学生的思维,使学生仔细阅读图文材料,解读和提取图文信息,并加以整合,全课至此得到升华。
六、课堂小结
师:(展示思维导图)以覆盖技术为代表的农业技术,是现代农业最核心的技术之一。事实上,农业技术的应用就是农业区位因素的变化最核心的内容。通过今天这节课的学习,我们不仅掌握了解决一个具体问题的办法,并且以一种技术为立足点,探讨了一类问题的解决思路。同时我们不仅探讨了解题技术,还探讨了命题技术。技多不压身,技术最重要的价值在于解决问题,相信大家通过今天的学习,在此后的复习备考中会有更多的体验。
师:今天的课后作业,就是完成我们在课堂上所命制的试题,每个负责命题的小组,请事先拟定参考答案,鼓励命题者与答题者之间不同意见的讨论。
师:今天的课就到这,下课!
【评点】学生最容易接受的方法就是最好的办法。本课从学生的认知规律出发,以具体的案例入手,把一个复杂庞大的系统问题,分解成一系列的具体问题,通过持续探究,在一次次归纳与演绎的过程中,使学生一步步建构起思维线索与逻辑。全课的执教过程流畅,以起启转合的思路铺开,既有常规的讲练结合,又有阶段性的自主总结。而思维建模完成后的模拟命题,给学生留下持续讨论与提升的空间,给人耳目一新之感。
(责编 李 言)