例谈运用理科知识阐释地理问题

汪新平

【摘要】综合性是地理的学科特点之一，这既是地理学科的魅力所在，一定程度上也增加了地理教学的难度。运用理科知识阐释地理问题既能体现出地理学科的综合性特点，又能有效降低教学难度，提高地理教学效果的有效性，有利于不同学科的交叉，促进方法借鉴、文理渗透和学生综合能力的培养，加快地理学科的融合。

【关键词】跨学科;地理问题;综合性

综合性是地理的学科特点之一。地理学科横跨自然科学与社会科学，研究对象上至大气圈，下至水圈、岩石圈和生物圈;学科知识既涵盖自然地理：如地球运动、海洋和陆地、自然环境各要素等，又包括人文地理：如资源、人口、城市、工农业、交通等;学科方法上通过比较、综合、归纳等思维来研究地理现象和问题。综合性既是地理学科的魅力所在，一定程度上也增加了地理教学的难度。运用理科知识阐释地理问题既能体现出地理学科的综合性特点，又能有效降低教学难度，提高地理教学效果的有效性。

一、运用数学知识阐释地理问题—正午太阳高度角的计算

正午太阳高度H=90°-纬度差=90°-▕直射点纬度±所求点纬度▏

①如图1所示，直射点与所求点a处在同一半球，∠1为直射点纬度，∠2为所求点a的纬度。由于同位角相等，则∠4=∠3=∠2-∠1。则a点的正午太阳高度Ha=90°-∠4=90°-∠3=90°-（∠2-∠1），即当直射点与所求点处在同一半球时，二者纬度相减为纬度差。

②如图2所示，直射点与所求点b处在不同半球，其中∠1为直射点纬度，∠2为所求点b的纬度。由于同位角相等，则∠3=∠1+∠2。则b点的正午太阳高度Hb=90°-∠3=90°-（∠1+∠2），即当直射点与所求点处在不同半球时，二者纬度相加为纬度差。

二、运用物理知识阐释地理问题—自流井的原理

自流井的原理可以运用液体压强理论解释。液体内部存在压强，根据液体压强理论公式p =ρgh（ρ为液体密度，h为液体深度，g=9.8m/s2是常量），同一液体内部压强大小只与液体深度有关，不同深度处的压强并不相等，液体越深，压强越大。如图10所示，A处压强等于ρgh1，B处压强为ρgh2，由于h2大于h1，B处压强大于A处压强。当在A处掘井，在水的压力作用下水自A处自流而出，形成自流井。

三、运用化学知识阐释地理问题—喀斯特地貌的形成

喀斯特地貌形成是石灰岩地区地下水长期溶蚀的结果。石灰岩的主要成分是碳酸钙（CaCO3），在有水（H2O）和二氧化碳（CO2）时发生化学反应生成可溶于水的碳酸氢钙[Ca（HCO3）2]，化学反应式为：

CaCO3+H2O +CO2 =Ca（HCO3）2

由于碳酸氢钙[Ca（HCO3）2]可溶于水，岩石形成空洞并逐步扩大。这种现象在南欧亚得里亚海岸的喀斯特高原上最为典型，所以常把这种地形统称为喀斯特地貌。喀斯特研究在生产实践上具有重要意义：在水库大坝选址时应尽量避免喀斯特地貌，防止塌方、漏水;喀斯特景观是很好的旅游资源，如张家界武陵源、广西桂林山水、云南路南石林等。

由于岩溶地区的地下水或地表水在适宜的环境下，且往往是在植物作用影响下，导致碳酸钙过饱和而沉积。一些地区的地下热水以温泉的形式出露地表后，由于压力和温度等环境条件的改变，溶解在热水中的某些化学物质沉淀物常在泉口附近形成泉华，其中以CaCO3沉淀物形成的钙华最为常见。沉淀时地热流体的化学成分、温度、流量，水热活动强弱、活动持续时间，以及沉积环境（如地形、地貌、气侯，植被发育程度等）诸多因素的影响，导致溶蚀作用的速率存在较大差异。

四、运用生物知识阐释地理问题—土壤肥力差异的原因

土壤肥力高低受土壤母质、气候、生物、地形等自然因素和耕作、施肥、灌溉、土壤改良等人为因素的共同作用，其中微生物的分解作用对土壤肥力有重要影响：植物的枯枝落叶和人工施入土壤中的有机肥料只有经过微生物的分解，才能形成腐殖质改善土壤肥力，但气候条件会影响微生物活动。例如：熱带雨林地区终年高温多雨，微生物分解作用旺盛，营养物质迅速释放，但土壤吸收缓慢，大部分进入植物体内，加之淋溶作用强烈，雨林地区土壤十分贫瘠;而在植被繁茂、气候温凉的地区，由于气温较低，微生物分解作用微弱，土壤对营养物质的吸收十分充分，所以土壤一般比较肥沃，如我国东北平原地区。

随着社会经济的发展和地理信息技术的进步，尤其是新高考选课走班的背景下，自然地理和人文地理的渗透融合日益明显，社会生产实践对地理综合性的理论和技术支撑的需求逐渐增强。但是长期以来，自然地理和人文地理的割裂对立阻碍了地理学科的综合研究发展。运用理科知识阐释地理问题有利于不同学科的交叉，促进方法借鉴、文理渗透和学生综合能力的培养，加快地理学科的融合。