高考地理試題中的跨學科融合應用策略

吳佑娟

［摘 要］綜合思維是地理高考考查的重要學科核心素養和能力。開展跨學科教學、運用跨學科知識與方法綜合分析地理試題能培養學生綜合運用多學科知識進行學習的意識，有效落實地理學科核心素養的培養。文章舉例說明了跨學科知識、方法等在地理試題中的應用，提出了運用跨學科融合培養地理學科核心素養的教學建議。

［關鍵詞］高考地理；跨學科融合；應用策略

［中圖分類號］? ? G633.55? ? ? ? ? ? ［文獻標識碼］? ? A? ? ? ? ? ［文章編號］? ? 1674-6058（2023）22-0081-04

一、跨學科融合教學的時代意義

新高考政策下，學生選科打破了原有的非理即文的學科組合方式，可以對學科進行自由組合，這在一定程度上加強了地理學科與物理、生物、化學、數學等學科的聯系。新的選科方式也是落實基礎教育為社會培養跨學科綜合創新人才的重要途徑。實踐表明，用跨學科知識、思維解決單學科或多學科問題是部分學生欠缺的思維能力?；谛赂呖荚u價要求命制的高考試題充分體現“價值引領、素養導向、能力為重、知識為基”［1］的特征，重點考查學生運用知識、思維、方法解決真實復雜情境問題的綜合能力和素養。而高考所考查的學生能力與素養主要是通過學生的答題思維反映出來。因此，在教學中運用跨學科融合培養學生答題、解決問題的綜合思維和能力是很有必要的。

《義務教育地理課程標準（2022年版）》首次提出“跨學科主題學習”的要求，并指出“地理課程跨學科主題學習是基于學生的基礎、體驗和興趣，圍繞某一研究主題，以地理課程內容為主干，運用并整合其他課程的相關知識和方法，開展綜合學習的一種方式”，要求用跨學科的思維與方法認識世界［2］。本文所指的跨學科融合是指在地理教學或學習中，綜合運用其他一個或多個學科的知識、思維與方法輔助分析和解決地理問題的過程。新時代社會對綜合性、創新性人才的需求日益增加，跨學科融合教學成為未來一段時期內中學教育的時代背景。根據最新高考評價要求，高中階段應重視運用跨學科知識、思維與方法培養學生的邏輯思維、抽象思維、辯證思維等綜合思維能力。從地理學的角度看，綜合思維是指人們運用綜合的觀點認識地理環境的思維方式和能力［2］，是地理學科核心素養之一?？鐚W科融合教學對培養地理學科核心素養具有獨特的教學價值，尤其是對地理綜合思維。高中階段學習備考任務重，多數學校開展跨學科研學實踐或實驗的時間和條件有限，在課堂教學中開展跨學科融合教學將成為培養學生跨學科能力的主要途徑?；诖?，筆者認為，將跨學科知識、思維與方法融合于地理試題解析過程，可以有效培養和提升學生的地理綜合思維與跨學科能力。

二、運用數學思維方法培養邏輯思維與地理空間能力

1.運用數學關系式法分析比值或差值類陌生地理概念，培養學生要素綜合思維能力

示例1：相對濕度是空氣中實際水汽壓與同溫度條件下飽和水汽壓的比值，用百分數表示。圖1示意我國某大城市1975～2015年城區和郊區各月平均相對濕度。據此完成下題。

造成城區與郊區相對濕度差異的主要原因是城區較郊區：

A.氣溫高? ? ? ? ? ? ? ? B.蒸發（騰）強

C.降水量大? ? ? ? ? ? D.綠地面積大

本題中的“相對濕度”是一個比值類概念。首先運用數學等量關系式法構建比值類數學關系式，即相對濕度=（實際水汽壓/飽和水汽壓）×100%。將實際水汽壓、飽和水汽壓與相對濕度三者的要素關系轉化為分子、分母與比值之間的數量關系，根據數學邏輯可知比值大，則分子大、分母??；比值小則分子小、分母大或分子分母都?。ù螅?，故該關系式存在兩種推論。此時，就需要運用學科知識進一步分析，讀圖、類比得出城區相對濕度小于郊區，即關系式中的比值小，這說明分子（城區實際水汽壓）小，分母（飽和水汽壓）大或二者都?。ù螅?。通過運用地理學科知識，對城區與郊區影響空氣濕度的要素，如氣溫、降水、光照、下墊面含水量、植被、人類活動等要素一一類比分析，推出城區植被較少與硬底化面積大導致空氣中實際水汽含量小，且受人類活動影響城區氣溫高于郊區。再結合物理學知識可知，氣溫越高，則飽和水汽壓越高，說明城區實際水汽壓小，飽和水汽壓大這一推論是正確的。據此推出影響城區與郊區這一較小尺度范圍內相對濕度差異的主要因素是氣溫差異。

在情境中出現多學科關聯的陌生概念或名詞是高考命題創新性、綜合性的表現之一，正確解讀陌生概念或名詞是解答此類試題設問的關鍵。對于類似“a（地理概念）是b與c（a、b、c指代某種地理事物或現象或數值等）的比值/差值/距平/之和”等數值類地理概念，在解題時可根據地理概念中要素的數量或數值關系建立相應的數學等量關系式，如a=b/c或者a=b-c等，將要素關系轉化為數量關系，綜合運用與該陌生概念相關的多學科知識建立陌生概念與其他要素或地理事象之間的關聯，在始終保持等量平衡關系的基礎上綜合分析即可得出答案。數學等量關系式思維方法除用于上述數值類陌生地理概念情境類試題外，還可以廣泛用于人口統計分析、城市化水平變化分析、水量平衡關系應用、增長率與數量變化關系分析等與數量關系變化相關的內容。如2022年普通高等學校招生全國統一考試（乙卷）文科綜合地理試題第1題（試題詳見當年高考真題）是分析人口的變化特點，需要根據材料信息建立兩個等量關系：人口總量=中心城區人口數量+中心城區以外地區人口數量、中心城區人口比重=中心城區人口數量/總人口數量，進而根據表格數據分析出結論。這類型的題目具有要素關系復雜、數量動態變化、結果分析多維等特征。運用數學等量關系式、類比思維等思維方法能快速理清要素關系，順利掃除解題障礙，幫助學生在高效解題的同時，培養學生運用跨學科思維方法構建要素關聯、進行要素綜合的思維能力。

2.運用數形結合法提升學生空間感知與分析能力，培養時空綜合思維

示例2：2021年10月16日，神舟十三號載人飛船在酒泉衛星發射中心成功發射，將我國3名航天員順利送入距離地表約400千米的中國空間站。2022年4月16日，航天員安全返回地球。據此完成下題。

駐留期間，酒泉衛星發射中心發射塔與廣州市區廣州塔兩地每天正午太陽高度的差值：

A.先變大后變小? ? ? ? ?B.先變小后變大

C.持續不斷變大? ? ? ? ?D.始終保持不變

此題考查正午太陽高度角的年變化幅度，涉及時間變化、數值變化、空間類比等復雜關系?？蛇\用數形結合法輔助解題。首先，畫出太陽直射點移動軌跡示意圖，標出航天員駐留期間太陽直射點的移動軌跡及廣州與酒泉的相對緯度位置關系圖（見圖2），并以冬至日為例， 用數形結合法將酒泉、廣州兩地冬至日的正午太陽高度角計算公式轉化為圖中的a和b并標示出來。然后借助圖2，運用正午太陽高度角相關知識分析，可以將設問問點“兩地每天正午太陽高度的差值”這一數值轉化為直觀的圖形，即圖中的（b-a）部分，實際上就是廣州與酒泉兩地之間的緯度之差，而兩地之間的緯度之差是不會隨時間變化的，由此順利解答本題。

數形結合法是將試題中的數量（或要素）關系轉化為圖形呈現的思維方法。這種方法能將抽象思維轉化為具象思維，能使復雜的地理問題得以簡化?！皵怠笨捎脕砻枋龌蚍磻乩硪?，“形”能反應地理空間、時間的變化或相互關系，數形結合能更直觀地表示地理要素、時間、空間的變化或相互關系。運用數形結合法進行地理教學能有效培養學生的時空綜合思維能力。尤其對于地球運動、大氣運動、地理環境的整體性與差異性等時空綜合性強、學習難度較大的內容，運用數形結合法可有效降低學習難度，提高學生的空間感知能力。如地形剖面圖、等值線圖、坐標統計圖等都是典型的數形結合在地理學科中的體現。以高考試題中出現頻率較高的坐標統計圖為例，獲取和解讀信息時要注意數值與地理信息的融合理解：一是地理要素（圖例）絕對數值大小的地理含義，即圖中任意某點橫、縱坐標數值所表示的地理信息，特別關注最值對應的相關信息；二是關注數值變化的地理含義，包括坐標中出現正負數值變化、數值橫向或縱向變化趨勢與起伏大小等所隱含的地理信息；三是運用類比思維進行數值或要素比較，如同一要素在不同時空的對比或同一時空條件下不同要素特征的對比等。

不同類型圖表可反映要素與要素、要素與時間、要素與空間、時間與空間的相互關系，解讀地理圖表的過程就是運用跨學科的知識與思維方法對地理圖表中的要素與時空進行比較與分類、歸納與演繹、分析與綜合、抽象與概括的過程，能有效培養學生的要素綜合與時空綜合思維能力。

三、運用跨學科知識解讀跨學科名詞或概念，培養地方綜合思維

示例3：溶解氧是指溶解在水體中的分子態氧，其含量變化與水溫、鹽度、有機質分解和生物活動等有關。自20世紀50年代以來，長江口外海域水體溶解氧低值區的面積不斷增大，強度不斷增加，夏季尤其顯著，這對海洋生態環境產生了許多現實和潛在的影響。請分析長江口外海域水體溶解氧低值區在夏季強度顯著增加的原因。

試題中的“溶解氧”是一個跨地理、化學、生物、物理等多學科的名詞。解答時需關注材料中的概念描述，并借助其他學科的知識理解溶解氧與水溫、鹽度、有機質分解及生物活動的關系。結合生物、化學、物理、地理知識可獲取以下信息：水中的氧氣主要來源于大氣壓力作用下氧氣向水中滲透溶解以及水生生物光合作用釋放出的氧氣；氣體的溶解度隨溫度升高而減小，故溫度越高，水中溶解氧越少；水生植物多，光合作用強會增加溶解氧；生物活動活躍時生物呼吸作用強，有機質分解快，這會加快溶解氧的消耗；表層水體鹽度低，密度小，與深層水體垂直交換少，使得深層水體含氧量減少。綜合以上信息構建要素關聯，再針對“長江口外海域”這一特定區域在“夏季”這一特定時段的水溫、鹽度、生物活動等要素特征進行綜合分析，推導答案。

地理學科的綜合性特征及高考創新性、綜合性的考查要求使得跨學科陌生名詞或概念在高考試題中出現的頻率呈現上升趨勢，如2021年廣東高考地理卷中出現了溶解氧、熱融湖等6個陌生概念。解讀陌生概念可按照以下思維路徑獲取信息：找出概念的定性描述——是什么（關聯相關學科知識）；從概念描述中找出其在哪里（關注區域特征），其產生、形成或分布、發展變化等與哪些要素相關（建立要素、時空關聯）；其有何作用、意義或影響（因果關聯）等。之后，再結合試題中的具體區域、時間等信息進行區域綜合分析。一些陌生概念的解讀還需要借助其他學科的知識，例如2022年普通高等學校招生全國統一考試（甲卷）地理試題中的第44題（具體題目詳見當年高考真題）中的“多氯聯苯”。材料沒有說明多氯聯苯是什么，只說明“曾被廣泛使用”，題目要求“分析該湖魚類體內多氯聯苯的來源，列出應采集的樣品種類及采樣點的位置，并說明理由”。解題時需要運用化學知識了解多氯聯苯的化學成分是什么，從而理解它可能會在生產生活的哪些領域使用？運用生物和地理知識分析多氯聯苯在自然界中的循環過程，這有助于理解它可能會在哪些地方殘留或帶來什么危害，進而輔助解答此題。地理試題中的陌生名詞或概念的出現，加大了考生審讀情境材料的心理難度，靈活運用跨學科知識準確理解陌生名詞或概念，能提高學生解讀或獲取地理信息的效率，培養學生的地方綜合思維能力。

四、地理跨學科融合教學建議

（一）提升教師的跨學科融合教學意識與跨學科能力素養

跨學科融合教學既是一種教學方式，又是一種教學理念。隨著跨學科主題學習被寫入義務教育課程標準，跨學科融合教學將會受到重視。教師要逐步提高跨學科融合教學的意識，有意識地在教學中引導學生養成運用跨學科知識、思維與方法分析和解決地理問題的意識與習慣。而教師自身的跨學科能力也會影響跨學科融合教學的效果。這要求教師既需要具備多學科的本體性知識，又需要具備整合跨學科資源并實施跨學科教學的能力［3］?？鐚W科融合教學對多數教師而言都是一個全新的挑戰。面對這一挑戰，教師首先要加強理論學習，熟悉跨學科融合教學的概念、理論基礎與實施原則等相關理論知識，還要加強對跨學科通識性知識的融會貫通，不斷提高自身的跨學科知識儲備。其次，要積極開展跨學科融合教學實踐，包括跨學科實驗、研學實踐、跨學科融合的課堂教學等。教師可先從一些典型且易操作的課題，如正午太陽高度角變化、模擬大氣溫室效應、熱力環流等做起，設計并實施跨學科融合教學方案，在實踐中反思改進。最后，發揮團隊力量，與本學科或其他學科教師一起開展跨學科教學實踐與研究。

（二）打破學科局限，強化學科關聯與融合

部分教師的學科本位思想較為嚴重，這既制約了教師的專業發展，又不利于培養綜合創新人才。開展跨學科融合教學要求教師打破學科本位的局限，更新教學理念，弱化學科界限，強化學科關聯。地理學是典型的多學科交叉的綜合性學科，與其他學科存在大量共通的跨學科知識，兼具科學思維與人文素養。教師在教學時應充分挖掘教材中的跨學科內容，分析其所涉及的跨學科知識、思想方法并進行有機融合；同時與其他學科教師開展跨學科備課與交流，構建跨學科融合教學實踐方案，提升教師跨學科融合教學能力。

（三）跨學科融合教學要以核心素養的培養為目標導向

跨學科融合教學應培養學生的創新素養和實踐能力，而不是單純地為了強化對主體學科知識的理解與掌握。教師首先要明確學生發展核心素養與學科核心素養的基本內容與內涵，深入研讀課程標準，圍繞核心素養和教學內容，準確理解并設計素養目標。其次，圍繞目標分析是否需要借助其他學科的知識或思維方法，探索達成素養目標的跨學科融合方式、手段，如課堂理論學習、模擬實驗、戶外實踐、課后作業等。最后，通過思考達成素養目標的教學路徑來確定如何構建跨學科融合的整體教學框架。

（四）跨學科融合教學的實施要適度

一是教學內容的選擇要適度。雖然很多研究都列出了地理教材中幾乎所有章節的跨學科內容，但不是所有的跨學科內容都適合或需要開展跨學科融合教學。二是跨學科知識、思維方法的選擇要適度。由于不同學科對跨學科共通知識與思維方法研究的側重點不同，在專業術語的表述上也存在較大區別?？鐚W科融合教學要注意相同的思維方法在不同學科中的應用方式不同。三是跨學科融合的深度要適度?；诟咧袑W生的認知水平與思維能力，高考試題中的跨學科知識都是以基礎的跨學科共通知識或者學科常識性知識為主，因此跨學科融合教學涉及的跨學科知識不能太難、太復雜，應側重于多學科共通性知識的綜合應用，而不是分開單獨講解某些學科知識。四是跨學科融合的時機選擇要適度。如果是獨立實施的跨學科融合教學課時或實踐活動，融合的其他學科知識必須是學生已經學過的；若是在一節課的某個時段融合，則應該根據課堂教學需要和學生實際情況選擇恰當時機，這樣才能起到畫龍點睛的作用。

（五）適當布置跨學科融合的課后作業，提高學生的跨學科學習意識與能力

布置跨學科融合的課后作業既是對課堂教學的延伸與拓展，又能考查學生遷移應用能力、綜合思維與實踐能力。有些模擬實驗、戶外觀察、調查考察或模型道具的制作等活動無法在課堂上完成，而學校又不具備統一組織實施的條件時，可在教師的指導下設計成課后作業，由個人或以小組合作的形式完成；教師也可布置一些跨學科的綜合性書面作業讓學生獨立完成，但教師對作業的完成過程要全程跟蹤、適當指導。學生通過完成跨學科作業，能增強自身綜合運用跨學科知識學習的意識，培養自身的整體觀念和綜合思維，提高自身的創新能力。

五、結語

以核心素養培養為主要目標、以核心素養評價為導向的新課程改革為跨學科融合教學的開展提供了實踐平臺，社會對綜合性、創新性人才的需求為跨學科融合教學提供了廣闊的前景，未來會有更多的學校、教師和學生關注并參與到跨學科融合教學的實踐當中，共同推動跨學科融合教學理論與實踐應用的完善與發展。

［? ?參? ?考? ?文? ?獻? ?］

［1］? 中國高考報告學術委員會.高考評價體系解讀（2023）［M］.北京：現代教育出版社，2022.

［2］? 朱雪梅，王敏萱.跨學科主題學習：初中地理課程改革的新挑戰［J］.地理教育，2022（7）：3-7.

［3］? 中華人民共和國教育部.普通高中地理課程標準：2017年版2020 年修訂［M］.北京：人民教育出版社，2020.

［4］? 教師跨學科能力發展項目組，胡慶芳，朱遠妃.教師跨學科能力的理想、現實與實現［J］.上海教育科研，2020（2）：76-78，46.

（責任編輯? ? 陳? ? 明）

［基金項目］本文系廣東省教育科學“十四五”規劃課題“基于STEAM教育理念的地理作業跨學科設計研究”（立項編號：2022YQJK275）的階段性研究成果。