水循环的难点范例6篇

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水循环的难点范文1

关键词:高中地理;微课;应用策略

地理是高中教学的重要学科,提高地理教学质量,改变传统教学模式是新课改的必然要求。微课在现代化教学的今天,以其时间短、知识点集中、重难点突破有针对性等特点,为高中地理课堂增趣提效。下面,笔者结合中图版高中地理教学的几个实际案例,分别从新课的导入、教学的重点难点、知识的复习巩固以及情境的创设等方面,谈谈微课、微视频为高中地理教学增效的几点教学体会。

一、利用微课导入,引发学生的好奇

高中地理的新课教学,教师注重导入,以新、奇、趣的导入方式,吸引学生的注意力。但是导入的方法,也就是情境法、图片、地图、故事等的使用,使学生感到视觉上的疲倦,久而久之,也失去导入的作用。而如果使用微课导入,将会给学生新鲜感。如,在课之伊始,将课前制作的微视频呈现给学生,呈现出一节课要学的重点和难点,引导学生预知课堂内容,对即将所学的知识引发自主探究的欲望之效果。如,对于中图版高中地理必修一第二课的《水的运动》时,在课之初,教师用微视频呈现给学生本节课的内容提纲,微视频包括:(1)水循环的类型和水循环的意义;(2)人类活动对水循环的影响;(3)世界洋流的形成、分布规律;(4)洋流对地理环境的影响。这样,将知识点呈现给学生,让学生明确这节课的学习目标和学习重点,有利于学生课堂上对这些知识点增强关注。课前,教师也可以把这个微视频发给学生,让学生根据微视频中提出的学习提纲,有目的、有针对性地预习新课内容,也有利于学生之间对这些内容进行讨论、交流等自主学习、合作探究。再者,微视频的提纲式问题,也是教学的重点和难点,也有利于课堂的教学,是教师设疑、提问的依据。

二、利用微视频,突破重点和难点

地理知识、概念等抽象、难以理解,地理也因为难点被认为是比较难学的学科,从历年的高考成绩来看,也足以看出学生对地理学得不尽如人意,平时的教学中不难发现,学生对地理的学习兴趣不浓,对一些地理知识、概念等混淆不清,致使教学效果不尽如人意。为了让学生把握重点和难点,微课引入到地理教学中,很有必要。教师利用微课,可以针对某一个重点或者难点,进行详细解释,有利于学生针对性地理解和把握。微课一般时间是5~8分钟,最长的就是10分钟。微课除了时间短,主要突出优点是针对某一个知识点,可以是重点,也可以是难点,或者是学生的疑点而制成相应的视频短片,通过微视频的观看,有利于学生加深对知识的掌握,也加深了印象。如《水的运动》的教学,“水循环的类型以及水循环的意义”是章节的重点之一,尤其是水循环的类型———海陆间循环、陆地内循环、海上内循环等,每一种水循环的主要环节以及示意图、特点和例证等,内容多且容易混淆,通过微视频让学生观看一章表格,通过表格将三种不同水循环类型的相关内容进行对比,从而加深理解和记忆,有利于学生突破这一重点,掌握这一难点。并且,微视频的主要优点之一还是微视频制作好后,学生可以反复观看,课前观看、课堂上使用以及课后复习,可以反复观看,直到将知识点真正掌握,较之于传统教师的讲解,效果好不言自明。教师讲解是“一次性”的,对于没听明白、没有理解的学生而言,不会有反复再利用的机会和条件。

三、利用微课进行知识的回顾与复习

常规的复习,多以看课本、做练习为主要形式,形式的呆板、方法的单一,难以达到复习之效果,就是复习和巩固,也是知识的死记硬背,对于课堂上没有真正理解的内容,课后的复习也是“囫囵吞枣”。而微视频、微课的有效使用,可以弥补这一不足,利用相关的微课、微视频,让学生对知识点再次总结、概括重点,击破难点,并且,课堂结束之后,利用微视频或者微课,还可以通过专题、练习的方式而巩固知识点的运用。如,学习《水的运动》内容后,呈现给学生教师自己制作的微视频,让学生反复观看,对知识融会贯通;链接网络资源的微课、微视频,让“名师”“优课”走进学生,陪伴学生高效复习,及时巩固,并利用相关的视频,呈现给学生一些单项选择题、材料分析题、读图思考并简答等,让学生不仅做练习,还从名师对这类题的回答以及解题的分析得到启示。

四、利用微课进行情境的模拟

地理知识呈现时间的跨越、空间的跨度,难度大更抽象,有些知识点学生难以理解,即使教师讲得口干舌燥,学生有时还会有“不知其味”之感。如星体运动的教学,对于星体的运动,如果教师采取“灌输”的方式,效果之差可想而知。而如果利用微课、微视频的模拟演示,利用篮球、乒乓球等当成不同的星体,模拟其自转、公转的情况,并且,在视频中标注运转的方向,这样拉近了“星体的运动”与真实生活的距离,让学生感到星体就在身边,天体、星体的运动贴近生活,增强直观性和生动性。微课、慕课、微视频在网络发达的今天,作为新生事物迅速发展,并走进了课堂,融入学生的生活,但毕竟是新事物、新方法,教师还没有足够的重视和使用,闲置了一些优秀的微课、微视频,更不用说微视频的制作了。作为新时代的地理教师,应站在新潮流的前沿,立足课改实际,勇于创新教学,善于运用“高科技”,让微课走进高中地理课堂,助力高中地理教学走向高效。

作者:杨春 单位:湖北省建始县第一中学

参考文献:

[1]贺伟民.微课在高中地理课堂教学中的应用[J].课程教育研究,2015(27).

水循环的难点范文2

[关键词]地图 探究 问题设计

[问题缘起]

地理新课程标准积极倡导“自主学习、合作学习和探究学习”,其核心是探究能力的培养。地图教学是培养探究能力的一条主要而有效的途径。但在实际的教学中,地图教学往往是说起来重要,但教起来次要。就图讲图的现象普遍存在,“探究”在地图教学中不能有效得以落实。

笔者在这方面做了一定的尝试,下面以第二单元《岩石圈与地表形态》的两个教学片段为课例,谈谈个人在这方面的教学实践。

[教学片断]

一、关于“图2-2-2”的探究设计:

(1)纵坐标、横坐标的含义?描述图中曲线的含义?

(2)线状图的判读要把握曲线的变化趋势和关键转折点的变化,请结合图示加以说明。

(3)比较s波、P波的速度?s波、P波经过莫霍界面、古登堡界面的速度变化?

二、关于“岩石圈的物质循环”的探究设计:

(1)学生阅读课文,文字说明岩石圈物质循环的一般过程。

(2)结合图2-1-7,完善岩石圈物质循环示意图,说明岩浆、岩浆岩、沉积岩、变质岩之间的内在联系。

(3)教师结合示意图进行强调,介绍判读的一般方法。

(4)学生完成课文图2-1-8“岩石圈物质循环示意”图的填空。

(5)岩石圈物质循环与人类关系密切,举例说明其与人类生产和生活的关系。

[教学反思]

在地图教学中,我们该如何设计探究题,有效克服就图讲图的现象呢?

一、地图探究题的设计要符合学生认知规律,体现以人为本的设计原则。

首先,教师要从学生的心理现状和知识储备两方面做好学情分析,做到心中有数。比如高一阶段学生还停留在兴趣决定态度的心理层次上,教师在授课语言和活动设计上就要加强趣味性和激励性。高二阶段学生的身心发育渐进成熟,分析问题、探究问题的能力逐步增强,在组织学生进行“探究式”学习时,不能过于简单,也不能太超越学生的实际能力。在知识储备上,小学学过什么,初中学过什么,应该有所了解。

其次,教师要运用归纳法从地图探究中获取读图的一般方法和一般技能;然后再用演绎法将获得的一般方法和一般技能应用于实践中,即要符合从个别到一般、再从一般到个别的逻辑思维顺序。教学片段1中关于线状坐标图的解读即体现了这一原则。该图是一幅坐标图与线状图的复合图,问题的设计不仅仅局限于对本幅图的阅读理解,更主要的是让学生掌握坐标图、线状图这一类图的一般阅读方法,力求体现了由一题到一类、由特殊到一般的教学思路。

第三,由易到难、由简单到复杂、由显性信息到隐性信息的命题原则是目前命题的基本原则,因此我们在设计探究题时首先要考虑学生“最近发展区”的知识,然后逐渐加大难度。教学片段2中关于岩石圈物质循环过程的介绍就充分体现了这一原则。教者较好地处理这一重难点,将复杂的地图进行分解,由浅入深、由易入难,使难点简单化,学生学起来轻松,教师教起来方便!

二、地图探究题的设计要紧扣地理教学的三维目标,增强探究的针对性。

在三维目标中,“知识与技能”指学科的基础知识与基本操作技能,明确了“学什么”,是实施另外两个目标的基础,这也是围绕地图设计探究题的最基本的立足点。“过程与方法”是组织教学内容和学生学习过程的具体化,指知识发生、形成与应用的过程和知识形成与应用知识的方法,明确了“怎样学”,追求达到“会学”的高目标和高要求,它强调通过多种途径,采用多种手段,让学生通过独立自主地发现问题,收集与处理问题以及开展试验、操作、观察、表达与交流等探究活动,获得知识、能力、情感态度和价值观的发展。“情感态度与价值观”一般包括对自己、对他人、对国家、对世界、对自然及其相互关系的情感、态度、价值判断以及科学态度、科学精神、“好奇心”、“兴趣”等,是对知识价值的理解和学习主动性、积极性的提升,是“知识与技能”的有效学习和“过程与方法”的高效实施的动力。但“情感态度与价值观”目标往往成为设计教学目标的盲区。没有“情感态度与价值观”的教学目标是不完善、不准确的教学目标,因此探究地图要与“情感态度与价值观”的培养有机结合。

例如,《水圈和水循环》中图2-3-3“水循环示意”图的解读,首先明确本课的教学的三维目标:“阅读水循环示意图,描述水循环的过程和主要环节,并且结合实际说出水循环对人类及地理环境的影响;通过学习水循环对自然环境的影响,认识地理要素之间相互制约、相互影响的关系;增强节约用水、保护水资源的意识,树立正确的资源观。”围绕这一目标可如下的探究活动设计:

(1)阅读示意图,说明水循环按发生的空间范围不同,分为哪三种类型?

(2)结合图示说明每种水循环过程的组成环节?它们共同具备的环节是什么?

(3)根据你的理解,绘制三种水循环过程示意图。

(4)人类可以对哪些水循环环节施加影响?举例说明。

(5)海陆间水循环使陆地水不断得到补充、更新,是不是就不存在水资源短缺问题?如果存在分析原因?我们应树立怎样的水资源观?

(6)从圈层角度分析水循环的地理意义?

水循环的难点范文3

在推广和应用现代教育技术的实践中,转变观念是根本,但要使教育技术能在课堂教学中发挥作用,提高教学效果,关键在于教师如何制作教学课件,并以恰当的方式把它嵌入到教学环节中,构建高效课堂,课堂教学才是中学生素质教育的主战场。在课堂教学中,我们主要抓了以下几个环节:一是创设教学情境,有效导入新课;二是教学过程要体现以学生为主体的教育理念,营造师生互动的高效课堂;三是学生的能力培养要贯穿始终。

1.创设情境,导入新课,引发学生学习地理的兴趣

高效课堂,导入为先。导入的方法很多,根据教学内容不同,因人、因地、因时而异。中学地理教学内容主要涵盖自然地理、人文地理、区域地理三大部分,知识体系的特点不同,设计思路也不同。自然地理主要是揭示自然界各要素的运动变化规律,我们在教学中大多设计相应的动画或视频导入,例如:运动着的地球、运动着的大气、运动着的水、正在爆发的火山等。人文地理是探讨人类的生产生活与自然界的关系,我们一般是截取生产、生活中的视频,或利用时事热点进行导入,把教材中的相关理论与学生生活常识或热点问题联系起来,制成多媒体课件,导入新课。例如:在学到“城市化”一节,导入视频:家乡城市里拥挤而川流不息的人群、密集的楼房、冒着黑烟的工厂烟囱;学到“农业区位”,用正在田间劳作的农民视频导入;在学到“工业区位”时,播放工厂车间的生产流水线的视频,让学生有身临其境的感觉。区域地理内容涉及的空间范围广泛,地球上各个国家和地区的自然、人文等地理事物繁杂,在学习区域地理内容时,通过电脑播放该国家或该区域的人物、风土、名胜古迹等资料,这样,不仅拓展了学生的视野,又提高了学习兴趣、降低了学习的难度。例如,在学到美国的“商品谷物农业”时,向学生展示美国玉米和小麦种植、田间管理、收获和储运过程的视频:广阔的田野、大型机械在作业、卡车在运粮……。在观看同时提出问题,美国的商品谷物农业有何特点,区位因素如何等。学生有了视频的感性认识后,再通过设问引导学生讨论,自然的导入新课,使学生身心愉悦地投入课堂学习。

2.淡化难点,加强师生互动,提高教学有效性

地理学以人地关系为主线,兼具自然科学和社会科学两大学科领域的研究内容。许多地理自然现象的发生、发展是动态地理过程,如地球运动过程中太阳高度角的变化、洋流的形成、水循环的形成过程、岩石圈物质的循环过程、各类外力作用过程等等,这些都很难利用传统的教学方式来引导学生进行学习,那么现代教育技术可以借助其强大的资源管理能力来实现直观化教学,对运动变化的地理事物模拟演示,用闪动、定格、拉近、加快、放慢等动感手段,根据需要把每一个过程或瞬间的各种情况展示得一清二楚,大大降低了学生对抽象地理原理在认知上的难度,便于学生自主学习,还可以重复或后退,进行师生互动,从而突破教学难点,达到较完美的教学效果。例如:高中地理必修一“自然界的水循环”一节,既是本章的重点,又是难点,涉及水体、河流的补给(互相联系的水体)和水循环三个方面的内容,如何把三者融为一体,使学生形成清晰的知识链,这就得借助多媒体。在学习本节时,我是这样处理的:先展示自然界各种水体视频,用定格、拉近、语言提示等方式,让学生看清各水体存在的环境以及它们的相对位置关系,为介绍其补给关系做铺垫;接着用动画显示:冰川和积雪融化流入河中、降落到地面的水汇入河流、泉水和湖水入河……这样的做法让抽象的知识变得形象化,使学生明白水体是相互联系的,接着提问:这些水都流入河流,对河流来说又叫什么现象?学生回答后,教师语言提示承上启下:这既是河流的补给又是水循环的一部分。然后再闪动显示水循环的其它环节:海面蒸发、水汽输送、大气降水、下渗、径流、植物蒸腾……同时让学生说出这些环节的名称。使静止图成为动态图,从中观察到整个水圈内水的运动变化过程,不难看出,水循环就是各种水体相互联系的过程,而环节就是联系的纽带,利于学生构建知识体系。学生边观察、边思考、边回答,活跃了课堂气氛,在学生兴致正浓之际我适时设问引发学生思考:水循环按空间范围分为哪几类?它们分别包含哪些环节?水循环对自然界和人类有何意义?要求学生先自主学习独立思考,再小组讨论解决疑难问题。最后,让学生画出水循环示意图,总结本节内容的知识体系。可见,利用现代教育技术手段,解决了用语言文字难以描述、难以阐释的学习内容,不仅突破了教学难点,也营造了师生互动的和谐氛围。

3.注重培养学生读图用图的能力

地图是地理学的第二语言,对学习地理的作用是不言而喻的,利用现代教育技术手段,可以将地图活化,通过一些简单的操作,可把地图任意放大、缩小,既能看到全图,也可突出某个地点的特征,做到点面结合,培养学生读图、用图的能力。例如,高中地理必修三“地理环境对区域发展的影响”一节,教师可以利用这种功能将松嫩平原和长江三角洲放在同一幅图上,区别二者的位置关系,以及由此引起的水热差异,又可将图放大可分别读出其地理要素特征,之后再进行缩小,将两个地区作比较。让学生学会如何读图、用图,便于全面掌握地理知识。除了缩放功能外,多媒体还可以把不同要素的图层叠加重组,进行空间分析,例如把河流分布图与地形地势图和降水量图叠加就可分析水能资源的分布;把气压带风带图与气候类型图叠加可以分析气候特征的成因;将世界风带图与世界洋流分布图叠加可以分析洋流的形成;将世界地形图与六大板块分布图叠加可以分析世界海陆和地表起伏的原因等等。这样的例子很多,利用地理信息技术,进行信息叠置开展复合分析,是研究地理事物分布规律、相互联系的重要方法。在教学中,教师要把这种活用地图的理念传递给学生。

二、拓展教育空间,优化教育结构

全面实施素质教育,提高学生创新精神和实践能力,单靠课堂教学是不够的,要给学生搭建一个良好的信息化学习平台,提供多样化的学习方式,代替教师面向学生,打破了学习的时间、空间的限制,使学生能够借助网络进行自主、有效的学习。为此,我们从以下两方面做了尝试。一是,教师将自己的电子教案上传到学校学习网上,给学生提供学习资源。学生可以通过网络自主地选择性地学习,选择学习内容、控制学习节奏,对学习过程中的重难点知识实现重复学习而不受时间的限制。还可以进行远距离的实时交互,通过和教师和同学的不断交流而充实自己,不断进行自我反思,在反思中进步和成长,这种建立在共享的、共讨的前提下的学习模式是传统面授教育所不能达到的。或者把网上学习与学校学习结合起来,根据自身学习的需要,在校园网中进行“以我为主”的二次学习。二是,利用课外活动的时间,教会学生扫描、修图、下载、编辑等基本技能,提高学生动手能力。引导学生收集各种有价值的与地理有关的图片、文字资料、视频录像等地理素材,上传入网,扩充教学内容,参与校园网络平台的建设。有了地理素材和编制的基本技能,学生可以虚拟课堂情景,参与组编设计教案和学案,纵横自己的思维,开拓创新,不拘泥于教材,不局限于教师定出的“框架”,学生在此过程中品尝着创造的乐趣,提升创新思维的人格品质。

三、现代教育技术运用中的误区

现代教育技术丰富了教育教学方式,培养了学生学习兴趣,提高了教学效率。然而,有的老师把现代教育技术片面地理解为教育媒体技术,陷入了误区,在课堂教学中,把关注点放在如何制作和使用多媒体课件上,忽视了课堂上的师生互动,淡化了学生的主体地位,或是展现过量的信息,干扰了学生对教学内容的深入理解。

1.片面追求教育媒体的作用,忽视学生的主体地位

有的教师设计课件时,把所有的知识点,每一个活动,都通过图像、文字、声音显示出来,排好顺序结构,上课时,便按顺序播放下去,屏幕成了课堂的主宰,课堂中教师很多时候仅仅充当放映员、解说员的角色,被课件牵着走,教师的主导作用变成了媒体的主导,学生只是被动地接受,不能充分体现其主体性,这显然已经本末倒置了。在课堂教学中,要以学生为中心,要高度重视学生自主、合作、探究学习以及师生互动环节,屏幕上的文字和画面,只是创设情境的手段,是帮助学生进行意义建构的桥梁,其所想表达的意图和思想仍需通过适当的师生双边活动,让学生有效地“同化”和“顺应”。所以,教师一定要真正领会现代教育的内涵,构建以学生为主体、教师为主导,师生和谐的学习共同体。

2.信息量过大,影响学生思维

据心理学家分析得出:学生在一定的时间内只能接受主要的信息,短时间接受超量信息时,就会使人脑处于停滞状态。这就要求,老师在设计课件时,要根据教学内容和学生的认知规律精选课件素材,切忌过多过滥。而有的老师制作多媒体课件,惟恐不能体现出其信息量大的优势,将与课程相关的所有材料尽数罗列,课堂上呈现过量的信息:一幅幅图片,一段段文字,一个个动画,琳琅满目的资料轮番轰炸,令人目不暇接,学生的注意力分散到屏幕上的色彩、画面、文字和与之伴随的音乐之上,使学生无法专注于多媒体所蕴含的教学内容,更无法进行深度思考,这就降低了教学效果。

四、小结

水循环的难点范文4

关键词:微课;高一地理;生活化;综合性

微课是在科技飞速发展下诞生的一种新的教学模式,也是多媒体家族中的一员。微课主要是由课堂教学视频组成,同时还包括有关教学设计、素材、教学反思、课堂练习、教师点评等辅助教学资源。在高中地理教学中合理利用微课,能够提高课堂效率,有助于对学生进行个性化辅导。

一、地理微课的特点

微课的主要特点包括教学时间短、教学内容少、容量小、主题鲜明、反馈及时、针对性强。高中地理微课在具有微课的一般特点的同时,还具有独特的学科性质。

1.生活化

新课程标准的理念是要将学科知识和学生的生活情境联系起来,选择和学生生活紧密联系的地理现象与教学实例,帮助学生理解科学知识,解决问题。如在学习“常见天气系统”这一节内容时,教师可以通过让学生观看新闻节目中对“台风”的预报,提高对台风危害的认识,并引导学生学习台风形成的原因。

2.更有趣

地理微课能够将大量信息通过多媒体文字描述、图片和视频的形式传输到学生的头脑中,并对学生的视觉、听觉等感官形成刺激,因此微课中的地理课显得更有趣,更能激发学生学习地理的兴趣。如,在学习“自然地理环境的差异性”这一节内容时,教师可以通过多媒体展示出自己搜集的赤道到两极的地表景观和自然带的图片,让学生发现其中的更替规律。这样能够让学生通过形象的画面快速总结出规律。

3.综合性

教师在制作地理微课时,要联系自然学科和社会学科的特点,把学生的心理特点作为出发点,挖掘教材中的知识并和其他学科融合起来,在教学中提高学生的地理素养。

二、地理微课在教学中的具体应用

教师在教学过程中应用微课时要体现有效性,以提高学生的学习兴趣,增强地理课堂的感染力。地理微课在教学中的应用主要体现在四个方面:

1.明确知识要点

地理学科中的知识点较为散乱,但又很重要,这时微课就担负起了重任。教师可以通过学生的自主预习,然后结合多媒体课件出示导学问题,将知识点规划出来。如学习“自然界的水循环”时,学生预习完对“水训练的类型”“水循环的环节”等知识点还是很模糊、零散,教师在微课中可以利用幻灯片的形式将水循环的几种类型用动态画面展示出来,这样便于学生理解和识记,从而快速掌握水循环的概念。

2.将难点形象化

微课能够有效地将枯燥、复杂的知识点转化为生动形象的动画演示形式,这样,教师不用再进行口干舌燥的讲解,而且学生理解也更快,接受起来也十分容易。如在学习有关气流的运动时,气压的形成过程是重点、难点,教师可以利用动态画面向学生展示地面受热不均匀时空气的上升和下降运动,帮助学生理解高低气压的形成。

3.体现个性化学习

由于学生的知识基础和学习能力不同,所以对于课上的学习内容表现出不同的学习需求。有的学生学得快,课堂剩余学习时间多,那么他们可以通过微课来进行知识拓展或者预习下一章节。

4.进行课堂小结

微课可以通过知识的再现,加深对课本知识的印象,并回忆解决问题的途径和步骤。如学习完地球自转和公转后,将知识综合到一起,让学生将两者进行对比,加深对地球运动的理解。

三、应用的原则

在地理课上利用微课进行教学时,要做好微课教学设计,明确设计的目的和针对性。微课不是为了点缀课堂,而是将重点或难点用较短的时间集中展现,帮助学生理解。因此,教师在设计微课时,首先要明确微课要解决的问题主要有哪些,针对这些问题引导学生寻找解决的办法。较长的、特别复杂的内容显然不适合用微课的形式传授。此外,新课标还提出了学习有利于学生终身发展的地理的教学要求,教师在运用微课进行教学时要注重联系生活,设置问题的难度不能太大。

综上所述,微课虽然还未被广泛应用到高中地理教学中,但它给教学带来的影响还是巨大的。微课作为一种重要的数字化资源,可以改变传统教学方式。地理教师要在正确认识微课特点的基础上,科学合理地利用微课资源,通过有效途径帮助学生加深对重点和难点的理解,提高学生的学习效率,构建个性化高效课堂。同时,微课也为学生提供了多样化的选择,学生可以利用微课掌握自己的学习节奏,能够适应学生个体发展的需要。

参考文献:

[1]胡秀明.微课在高中地理教学中的应用研究[D].沈阳师范大学,2015.

[2]何芬.基于微课的高中地理差异教学实践研究[D].南京师范大学,2015.

水循环的难点范文5

华北地区是我国政治、经济和文化的中心。华北平原2000年人口4.37亿,占全国34.8%;GDP3.13万亿元,占全国32.3%;农业灌溉面积3.46亿亩,占全国42%。但是,它也是我国水资源供需矛盾十分突出的地区[1-4]。海河流域多年平均水资源总量约为419亿m3,人均水资源占有量仅为335m3,不足全国1/6,世界的1/24。

从自然背景看,华北地区十年九旱,尤其1972、1999、2000年华北大旱,出现了严峻的缺水局面,不得不采取“弃农、压工、保生活”的供水措施。从人文背景看,华北地区尤其是海河流域,人类活动强度之大、水资源开发利用程度之高为举世瞩目。20世纪60年代,大力开展水利工程建设,开发利用地表水资源;70年代后尤其1972年大旱,流域地表水不足,开始争夺地下水。90年代,随着社会经济发展人口的增加,水资源严重不足导致超采地下水、争夺雨水。按照国际标准,合理的水资源开发利用程度一般为40%左右。然而,目前海河流域的水资源开发利用程度已经超过了90%。高强度的水资源开发利用导致该地区水资源供需严重失衡。目前,海河流域河川径流衰减十分严重。地下水亏空接近900亿m3。现状年缺水80多亿m3,主要靠超采地下水和利用不合标准的废污水来解决。

水资源的短缺不仅影响国民经济发展,而且还导致华北地区尤其是海河流域严重的生态环境问题[3]。突出表现在:

1.1山区来水大量减少,水资源量衰减严重

以首都北京市供水水源地的密云、官厅水库为例,官厅水库1955-1984年期间平均来水量11.3亿m3,但到1985-1995年期间平均来水量已衰减到2.7亿m3,仅为前者1/4。两个时期的流域平均降水量却相当(407.5mm)。密云水库来水减少的趋势也十分严重,相比1960-1979年段,1980-1997年的平均来水量已减少了4亿m3。山区水源地来水量的大量减少,给城市和中下游地区的生态环境和社会经济发展带来极大的危害。

1.2地下水过量开采,部分地区已经枯竭

到目前,华北城市化地区地下水超采严重,范围已近9万km2,占平原面积的70%。已分别形成了以北京、石家庄、保定、邢台、邯郸、唐山为中心,总面积达4.1万km2的浅层地下水漏斗区,其中1万km2范围的含水层已疏干;形成了以天津、衡水、沧州、廊坊等多个城市为中心、面积达5.6万km2整体连片的深层地下水漏斗区。地下水枯竭直接威胁华北城市平原地区的安全用水储备,同时引起严重的地面沉降、海水入侵,情况十分危急。

1.3河道断流,功能丧失

目前华北地区多数中下游河道枯竭断流,失去了地下水补给、输沙、排盐等作用。土地退化、湿地萎缩等生态问题十分严重。据统计,总长1万km的河长中,有4000km河道干涸。海河流域内194个万亩以上天然湖泊、洼淀现在大多已经干涸。入海水量由20世纪50年代的年均240亿m3锐减为2001年的10多亿m3。海河流域的生态系统已由开放型向封闭型和内陆型方向转化,造成河口泥沙淤积和盐分积累,河口自然生态遭到破坏,河口海洋生物大量灭绝。

1.4水污染严重

目前,水污染已由20年前的局部河段发展到现在的全流域,由下游蔓延到中上游,由城市扩散到农村,由地表侵入地下。据统计,近年来海河流域的废污水排放量每年高达60亿吨。官厅水库因水质恶化,被迫于1997年开始退出生活供水。流域内每年还引用20多亿m3污水进行灌溉,对浅层地下水、土壤和农作物造成污染。

产生华北地区水生态环境变化有多方面原因,但核心问题是“水”,即在自然和人类活动作用下的华北地区水循环系统发生了“不健全”的问题。例如,华北地区持续干旱引起降水(广义水资源量)的减少;土地利用/覆被变化正在改变“陆-气水循环”的响应关系;城市化过程加速了深层地下水的消耗和水污染问题;流域中众多的水库、排洪工程建设改变了河流自然系统水循环的流路,减少了中下游地下水的补水与蓄水功能;社会经济活动的各种用水行为加剧了人工侧支水循环中的“耗水”强度[17],人类活动大量超采地下水大大降低了区域水资源的可再生性。

为了缓解华北缺水问题,人们通过各种资源转化技术和管理措施节水、通过跨流域调水增加本地的来水。与自然水循环系统相比较,现代水文水资源学科面对的高强度人类活动作用下的“人工”侧支水循环作用也愈来愈突出。因此,开展变化环境中的华北地区水循环机理研究,认识“不健全”的水循环过程导致华北地区缺水、水生态环境退化的成因,提出可持续发展理念下解决华北水资源安全、改善生态环境的科学对策,是21世纪国家资源环境领域急待解决的重大国家需求中的水科学基础问题[4-6]。

3.华北水资源研究的几点反思

尽管华北水资源已经有了相当的工作,但是目前华北缺水问题还没有真正解决,水生态环境问题愈来愈严重。究其原因,除了华北地区社会经济增长、人口压力大和环境发生了新的变化之外,有许多水循环与生态环境交叉的关键性基础科学问题研究不够。国家在解决华北缺水和遏制严重的生态环境退化措施和对策方面,迫切需要深层次的基础研究的科学依据。这些问题不得不引起人们的反思。

目前,华北水资源研究亟待解决的关键问题有[16-32]:

3.1华北山区来水减少的成因问题

近30年华北山区来水及水资源量严重衰减,其变化究竟是气候影响还是人类活动所为?华北山区人类活动用(耗)水究竟是个什么情况?山区土地利用/覆被变化与流域水循环有什么影响关系?山区业已修建大量的水利工程和水保工程,它们究竟在山区来水大量减少的变化过程中起到什么样的角色?如何认识它们的作用和水源地保护的关系?这些问题过去研究较少,其中内在的原因和机制不太清楚。

3.2华北城市化地区水循环与地下水大漏斗问题

以人类活动为主要特征的华北城市化水循环机理研究十分薄弱,严重滞后城市化经济发展、人口流动面临的集中供水、水污染、地下水大漏斗等带来的城市生态环境问题。华北地区的地下水大漏斗主要集中在城市,这无不与城市持续性超采的用水特性有关。但是,浅层地下水与深层地下水的可再生能力有很大的不同。如何认识城市地区浅层与深层地下水的变化机制?如何认识城市集中供水、补水和浅层与深层地下水的水量水质变化以及它们之间的相互作用关系?如何合理修复城市化地区深层地下水漏斗、防止地下水污染?等是急需研究的问题。

3.3平原农业区大埋深条件下“土壤水-地下水”作用机理

相比80年代,目前华北平原农业区处在与过去不同的大埋深地下水条件,土壤层水资源的作用更加突出。但是,大埋深条件下的“土壤水-地下水”作用机理以及地下水参数的变化问题研究还比较欠缺,直接影响农业节水和水资源评价的基础问题。

3.4对华北地区水生态环境演变过程认识不足

人类活动包括60年代在海河流域建设的大型水利工程对华北持续干旱面临的水生态环境退化过程究竟起到什么样的作用?如何看待防洪、缺水和生态环境保护的矛盾与统一的对策措施问题,存在相当大的争议。

3.5缺乏社会经济转型过程中的“生活-生产-生态用水”规律研究,尤其生态需水研究比较薄弱

关键问题是:华北地区现状条件相适宜的节水型“生活-生产-生态用水”应该是什么样的结构与布局?在社会经济转型过程中华北地区的“生活-生产-生态”的用(耗)水会将发生什么的变化?如何估算华北地区的“生活-生产-生态”的用(耗)水,尤其是华北地区生态需水问题?

3.6华北地区生态环境变化的多维调控阈值与修复目标是个新的问题

华北缺水及其联系的生态环境恶化已是现实。如何从可持续发展的高度和与水相关的生态景观过程与格局,确定有利于地下水补给、控制地面沉降、防止海水入侵的地下水位、河道生态需水等多维调控阈值?如何确定适当的生态修复目标?是过去没有研究的问题。

3.7缺乏定量描述人类活动高强度作用下的流域水循环模型及综合集成系统

在考虑人类活动影响的流域水循环方面,陈家琦最先提出“人工侧支水循环”问题(陈家琦,1986),后来王浩提出“自然-人工”水循环二元模式的概念。但是,到目前为止,描述人类活动高强度作用下流域分布式模型研制,仍然是一个空白。在解决区域缺水与修复生态环境的决策支持问题方面,也缺乏将水循环变化和水生态环境演化耦合的综合集成仿真系统。

3.8针对南水北调工程实施后如何合理调配“地表水-地下水-外调水”的问题,其科学基础研究有待进一步加强。

由于供水系统是由当地的地表水、地下水和外调水以及处理的回用污水等多水源组成,在地表水调节水库不足情况下,如何合理调配各种资源,充分发挥多种水源的综合效益,是迫切需要研究的难题。其科学问题的难点是:解决华北缺水以及生态环境修复决策中合理调配的科学依据和准则是什么?如何将自然科学问题与社会科学问题统一到区域可持续发展层面,提出华北地区经济结构调整等重大决策的支持?

4.问题与挑战

从华北地区水资源安全问题的国家需求的水循环基础科学问题看,最为突出的挑战有下列几个方面:

4.1流域水循环及生态环境变化中的人为影响因素的确定与量化方法

华北地区人口密度大,社会经济发达。1980年以来华北地区的流域产流和地下水补给条件发生了明显变化,导致了华北山区径流明显减少、城市化地区地下水大漏斗问题严重、区域水资源评价还原估算等困难。这些变化的原因是什么?如何识别流域水循环中人工侧支水循环的贡献,科学估算水资源量?如何量化华北地区水生态环境变化中的人类活动的贡献,剖析近五十年海河流域生态环境的演变过程?是揭示海河流域生态环境恶化根本原因的关键。

4.2华北地区社会经济转型中的用水规律

由于华北地区特殊的地位和水资源限制矛盾,其用水结构正在不断发生变化。在经济全球化进程中华北地区经济结构将面临重组与优势产业发展模式新的格局挑战。因此,社会经济转型过程中华北地区的“生活-生产-生态”的用水变化规律尤其是生态需水量估算,成为关键的科学问题。这需要借鉴国外发达国家和发展中国家经验,开展经济学、地理学、生态学与水资源的交叉研究。

4.3流域水循环与生态环境变化的耦合机理

华北地区缺水问题与目前生态环境恶化有直接的关系,涉及到地理、水文、社会经济多个方面。如何将高强度人类活动影响的流域水循环变化过程与所制约的水生态环境变化过程实质地联系?它们的耦合机制是什么?如何建立高强度人类活动影响下的流域水文-生态模型,定量复演变化环境中的流域水循环过程以及水文-生态变化过程?是拟解决的关键问题。

4.4可持续发展与地区经济结构调整的“节水-调水-用水”效益配置

南水北调工程实施后,如何合理调配各种资源,充分发挥多种水源的综合效益,是问题的关键。目前,在多水源如何配置的效益评价问题上有相当多的争议。焦点是:如何确定华北地区未来的经济系统在生态系统中的地位?如何协调华北地区缺水背景下,社会经济发展和修复生态环境之间的用水矛盾问题?如何通过华北地区用水大户的农业经济结构的调整提高农业用水的效益?因此,从可持续发展基本准则出发,在前面四个关键问题(流域水循环、生态演化、社会经济用水以及它们综合集成的系统规律)基础上,进一步研究华北地区未来经济结构调整的“节水-调水-用水”配置的综合效益,是解决国家需求应用问题的关键。

5.展望

长期以来,华北地区高强度的人类活动和社会经济发展与生态环境之间总是存在不可避免的冲突和矛盾,尤其是近50年来。有否二者共享的协调途径呢?从宏观的战略方面,可持续发展的理念为解决这对矛盾提供了准则。生态经济学的价值观为构建有利于华北地区自身环境的经济发展,提供了实现可持续发展模式的可能。为了真正解决华北缺水问题,提出有效的环境修复对策,除了要有新的思路之外,重视日趋严重水的问题的科学基础研究和针对国家重大需求的应用研究十分重要。

在未来的十年内,华北水资源已经与水相关的生态环境修复研究,可望在水循环基础研究、水生态环境演变及社会经济用水研究,和综合集成模拟、调控与修复对策研究三个层面上有所进展,系统关系如图1所示意。

水循环基础层面上,将会注重于:

(1)华北地区干旱及生态演变的气候背景研究

(2)华北典型山区径流变化及环境影响的水循环机理研究

(3)华北典型城市地区水环境变化与地下水可再生性研究

(4)华北典型平原农业区环境变化及水循环机理研究

(5)变化环境中的流域水循环及分布式模型研究。

在水生态环境演变及社会经济用水层面上,将会注重于:

(1)华北地区现代生态环境系统的形成过程与演变机理研究

(2)华北地区社会经济转型下用水规律研究和华北地区生态变化的安全阈值与修复目标研究。

在水资源安全和生态环境修复对策层面上,将会针对南水北调重大工程和北方节水问题,注重于:

(1)水-生态-社会经济复合系统综合集成研究

水循环的难点范文6

本文以高中地理必修一第三单元《地球上的水》相关知识为例,对高中地理探究式课堂教学进行探索。

【课堂学案】

考试说明中【考试内容】与【能力要求】分析

【考向预测】

水循环和海水运动对地表形态、有关地理事物的形成和分布影响巨大,因而成为高考的常考内容。考查的形式一般以图像资料为载体,考查各种水体的相互关系、河流的补给类型及影响因素、洋流的分布及对地理环境的影响、水资源的合理利用等。湖泊(含人工湖泊)的水面变化及影响因素、人类活动对水循环的影响、洋流与气候变化之间的关系将会成为今后高考命题的关注点。

【课堂探究】

探究一:河流水文特征

河流水文特征是发生在河流中的水文特性和变化规律。主要包括径流量、水位、含沙量、汛期、结冰期、落差与水能、流速等方面。

知能联动:河流水系特征:水系是流域内具有同一归宿的水体所构成的水网系统。表述角度一般可从河流的长度、流向、水系形状、河网密度等水系特征与河流所在地形、地势、地貌关系密切,主要包括发源地与流向,长度与流域面积,支流及注入海洋,上、中、下游的划分及各河段河床特征,流经省区、重要城市及流经地形区。

探究二:北印度洋海区季风洋流

在世界洋流中,北印度洋海区因受季风环流的控制,洋流流向在一年中具有明显的季节变化,夏季海水向东流动,冬季海水向西流动。而其它洋流在一年中的流向基本保持不变。正因这一特殊性,往往成为考试中的一个焦点,同时也成为学生学习中的重点和难点。

1.观察上图,分析探讨北印度洋季风洋流特征,并完成下表

2.北印度洋季风洋流使得马六甲海峡海水流向在一年中会发生何种变化?原因?

探究三:洋流对地理环境的影响

材料背景:几位秘鲁青年人决定一起参加“从秘鲁经太平洋去冰岛,体验异域风情”的环球之旅活动,他们从秘鲁出发,乘船经太平洋至冰岛环球旅行,途径以下地区:

情景一:停靠的第一站――赤道横穿的科隆群岛。船员们到岛上休息,增补生活必需品,发现岛上有企鹅的踪迹。为什么生存在南极的企鹅会出现在赤道横穿的岛上?(从生存环境角度考虑)并总结洋流对气候产生的影响。

情景二:船只继续前进,12月份到达北印度洋,细心的船员发现船速快了,并得到船长的确认。船长在餐桌上给大家讲了航海中利用洋流流向的故事――“郑和七下西洋的故事”。为什么12月份船速会加快?总结洋流对海洋航行的影响。

情景三:船只经过波斯湾、红海、地中海,来到大西洋东岸,途径葡萄牙、西班牙、法国,穿过英吉利海峡,停靠在英国伦敦港。船员们发现这里鱼船如梭,思考:这里靠近什么渔场?世界四大渔场的成因分别是什么?(秘鲁、纽芬兰、北海道、北海)并总结洋流对海洋生物的影响。