3.3 海水的运动教师教学用书
第三章 地球上的水
3.3 海水的运动
【教学目标和要求】
1.了解海浪、潮汐和洋流是海水运动的基本形式。
2.运用图表等资料,说明海浪、潮汐和洋流对人类活动的影响。
3.结合实例说明人类利用海水运动规律开发海洋的主要途径。
【教材设计思路】
依据课程标准的要求,本节内容主要围绕海水运动展开,重点落实“运用图表等资料,说明海水运动对人类活动的影响”这一“内容要求”。海水的运动形式复杂多样。对于表层海水而言,其基本运动形式是海浪、潮汐和洋流。
说明“海水运动对人类活动的影响”,主要从以下几方面着手。第一,海水运动大致可分为海浪、潮汐和洋流。海水运动的成因和分布规律较为复杂,课程标准要求在选择性必修1中以洋流为例,具体阐述海水运动的成因和规律,因此本节的教材内容不宜过深。第二,海水运动对人类活动的影响,沿海地区的学生有生活体验,为了让内陆地区的学生也能有直观的认识,教材需要安排丰富的图表资料及案例。第三,虽然课程标准的要求是“海水运动对人类活动的影响”,但这种影响是相互的,教材也应关注人类活动对海水运动的影响。海水运动中蕴藏着能量,人类可以将海水运动的能量转换为电能等资源。海水运动是有规律的,人们通过长期的观察和研究,基本掌握了这些规律,并加以利用。
综合上述分析,本节教材为落实课程标准的要求,分“海浪”“潮汐”“洋流”三个标题。
在“海浪”部分,教材编排思路是“成因-影响”,内容重点是海浪对人类活动的影响。海浪有很多种类型,教材以最常见的风浪为例解释海浪。人们可以根据海浪预报,选择适宜的海浪条件从事相关活动。如冲浪需要较高的浪高,捕捞、勘探等需要风平浪静。在极端情况下,海啸和风暴潮会带来巨浪,形成灾害。教材选择1953年荷兰风暴潮事件设计“案例”,详细说明风暴潮给荷兰带来的灾害,以及灾后荷兰着手风暴潮的防御。海浪会侵蚀海岸,人们可以通过工程措施和生物措施减缓海浪的侵蚀。教材以青岛的海堤为例,说明人类可以通过修建硬化海堤等一系列措施减缓海浪的侵蚀。
在“潮汐”部分,教材编排思路是“成因-规律-影响”。其中,潮汐的成因和规律教材简单处理,不展开讲解,也不需要学生掌握。对潮汐规律的解释主要是为了呼应节首的情境设计,不是本节重点。本节的重点是潮汐对人类活动的影响。教材图文并茂地说明人们利用潮汐规律开展采集、养殖、发电等活动,以使学生对潮汐有直观的认识。教材以钱塘江大潮为“案例”,通过图文结合的方式,让学生感受潮汐的壮观。教材设计题为“讨论海水运动对人类活动的影响”的活动,需要学生讨论潮汐对赶海、游泳、观潮、船舶进出港口的影响。从而加深学生认识海水运动对人类活动的影响。
在“洋流”部分,教材编排思路是“分类-影响”。教材介绍洋流的分类仅简单提到寒、暖流的概念,是为了让学生更好地理解洋流对人类活动的影响。教材一方面说明洋流对人类活动的间接影响,如洋流影响海洋生物资源,从而影响渔业捕捞;另一方面说明洋流对人类活动的直接影响,如航行、污染物扩散等。案例“纽芬兰渔场的形成与衰落”,说明人类的过度捕捞和破坏将导致海洋生态环境失衡,虽然洋流没有改变,但渔场不复存在,从而培养学生的人地协调观。
本节内容结构如图3-4所示。
【内容要点说明】
情境设计
1.一直以来,潮汐都是人类活动考虑的重要因素。尤其是大型军事活动,如大型登陆作战,更加注重对潮汐规律的应用。
1944年的诺曼底登陆是一场海陆空多兵种合作的大会战。各军种都有自己的登陆要求,尤其是海军和陆军对登陆水位的要求截然相反,指挥部该如何安排军事行动呢?情境中的提问会激发学生兴趣,鼓励学生思考和探究。
2.需要注意的是,指挥部是在综合考虑天气、海况等因素后确定的登陆日。
情境中只强调指挥部对潮汐现象的应用,不涉及各战场具体的登陆情况(如5个滩头有5个不同的登陆时刻),以及作战情况。本情境也是一个历史地理的综合情境,可以培养学生的综合思维以及解决地理问题的能力。
海浪
1.海浪就是海里的波浪,主要包括风浪和涌浪。
由风直接作用于海面而形成的波浪称为风浪。风浪的外形不规则,波峰尖而短,波面两侧不对称,波长参差不齐,波面上常出现浪花,传播方向与风向一致。因引起风浪的风减弱或消失,风浪离开风吹的区域,形成涌浪。涌浪的外形平滑规则,波面较为平坦,两侧对称,波长较长,波面上没有浪花,传播方向与风向无关。风浪或涌浪传至岸边的浅水区便形成近岸浪。近岸浪的传播主要受水深的影响,当水深小于波长,波浪开始“触底”,发生倒卷现象。
2.波峰、波谷、波高、波长是描述波浪形态的基本要素。
图3.20直观形象地说明了这几个基本要素的含义及其相互关系。除此之外,海浪的周期(或频率)也是描述海浪的要素之一。在海洋研究中,一般将波高、波长、周期称为海浪三大要素。
3.海啸是海浪的极端表现形式。
例如,2004年印度洋大地震造成的海啸,海浪波高达10余米,摧毁沿海建筑,夷平村镇,对东南亚和南亚地区造成巨大人员伤亡。再如,2011年东日本大地震引发的海啸,波高最大达23.6米,对日本沿岸地区造成重大灾害。通常认为,波高超过6米的海浪,就会对绝大多数船只造成威胁。
4.强风会引发风暴潮。
如强风和潮汐叠加,往往会引发更具有破坏力的风暴潮。风暴潮发生时,海面会上升,容易引起沿海水位暴涨,发生海水倒灌,给沿海地区带来巨大的灾难。形成严重风暴潮有三个条件:第一,强烈而持久的强风(向岸);第二,地形平坦,如平缓的海滩或喇叭口状的港湾;第三,同时发生天文大潮。人们通常将风暴潮分为台风风暴潮和温带风暴潮两大类。台风风暴潮是由台风引起的,多发生于夏秋季节。温带风暴潮是由温带气旋引起的,多发生于春秋季节,夏季也偶尔发生。
5.海堤和防波堤等保护海岸免受侵蚀的结构,被称为硬加固。
海堤和防波堤都是平行于海岸修建的,海堤靠海一侧会经历强烈的侵蚀,需要人们及时维护。在防波堤保护下的海岸附近能够形成平静的水域,但同时也有大量的沙石堆积。沿岸的硬加固出现了越来越多的问题,人们认为硬加固虽然临时转移了海洋的能量,但对相邻的海滩造成了巨大的影响。人们寻找其他方法代替硬加固,如人工育滩、向海滩输送大量泥沙等。海岸沉积物的流失是海洋自身运动的结果,即便人们每年花费数千万修筑海岸也无法杜绝这种海岸侵蚀,人类只能通过一些措施减缓侵蚀。
6.海岸防护林是为保护海岸和沿岸地带而设置的防护林的统称。
处于海岸的不同地理位置需要营造不同的防护林,如防风固沙林、农田防护林、水源涵养林、水土保持林、红树林等。与硬加固相比,这种生物措施的海岸保护不易造成恶性后果。
7.1953年荷兰遭受的风暴潮是一次罕见而严重的灾难。
此次风暴潮之前荷兰也修建有拦潮闸、防波堤等水利设施,而涨潮、强风引起的巨浪与连续的暴雨同时出现,致使水位异常抬高,海浪侵入内陆。灾后,荷兰立刻进行总体防洪规划,开始修建工程巨大的三角洲工程。1997年,随着马斯兰拦潮闸竣工,三角洲工程终于全部落成。这场历经40多年的建设为荷兰提供了防洪安全屏障。在此之前,人们通常认为热带地区是风暴潮的多发地,温带国家和地区往往疏于防范。从1953年荷兰风暴潮灾害后,温带风暴潮才被人们重视。
潮汐
1.潮汐是海水在月球、太阳引潮力作用下产生的周期性运动。
通常将海面的周期性垂直涨落叫潮汐;海水的周期性水平运动称潮流。学生无须理解引潮力,也不用区分潮汐和潮流。教材没有提出引潮力,只提到月球和太阳对地球的引力。教材中的潮汐就是指海水的涨落,没有强调海水的周期性水平运动。
2.从理论上讲,潮汐的涨落现象平均以24小时50分为一个周期。
在一个周期的时间内,能观测到两次涨落,也就是出现两次高潮和两次低潮。但在实际中,受海盆深度、大小和形状的影响,不同的地区会出现半日潮型、全日潮型和混合潮型三类。在一些地方,这两次涨落大致相同,即前一次高潮和低潮的潮差与后一次的潮差大致相等,涨潮时间与落潮时间几乎相等(约6小时),这种潮汐被称为“半日潮”。在另一些地方,两次涨落差别很大,即前一次的潮差与后一次的潮差相差很大,涨潮时间与落潮时间不等,这种潮汐被称为“混合潮”。还有一些地方,在一个周期内仅出现一次海水涨落,只有一次高潮和一次低潮,这种潮汐被称为“全日潮”。教材中描述的是理想状态的潮汐周期。
3.潮汐涨落是有周期变化的。
除全日周期变化外,还有半月周期、一月周期、一年周期及多年周期的变化等。潮汐现象的这种周期性变化,给潮汐预报带来很大的方便。很久以前,人们就开始计算、预报潮汐。现在中国海事服务网、国家海洋环境预报中心等网站都提供在线可查的潮汐预报。
4.潮汐与人类活动密切相关。
潮间带采集,就是俗称的“赶海”。在沿海地区,人们会根据潮汐规律去海滩上打捞或采集海产品。现在赶海活动不仅仅是当地居民日常的活动,还吸引着众多旅游者前来体验。利用潮汐发展养殖,是沿海劳动人民摸索出的方法。除了紫菜外,还可以养殖海带、贝类。沿海港口建设中,准确估算潮汐,就能估算港口、河道的合理挖掘面积,减少工程量。港口船舶可根据潮汐规律进出港口,载重较大的船舶应赶在涨潮时进出。
5.潮汐发电方面,目前应用较为广泛的是潮汐电站,即在海湾或河口筑拦潮大坝,利用潮位差,把潮汐位能转化为动能,通过水轮机进行发电。
只在涨潮或落潮时发电的称为单向发电站;涨潮、落潮均能发电的被称为双向发电站。前者对发电机组要求较低,但只能利用一半的潮汐能;后者对发电机组要求较高,可以充分利用潮汐能(如浙江温岭潮汐电站)。潮汐发电潜力巨大,清洁无污染。潮汐电站的建设成本很高,因潮汐的日、月变化,还需额外配备相应的调节设施,与其他电站组合发电。
6.涌潮是一种河口潮汐。
河口潮汐除了潮汐的一般特性之外,还受到河口形态、河床变化、河流径流等因素的影响,计算潮汐时间与高差的方法更为复杂。钱塘江大潮就是世界著名的涌潮,其他大河河口如亚马孙河、恒河等也有明显的涌潮现象。随着网络直播技术的发展,现在每年中秋节前后各大媒体都会直播钱塘江大潮,世界各地的观众都能欣赏这一奇观。潮汐不仅对人们生产和生活产生影响,还会影响人们的审美情趣。
7.“活动”中所列的若干活动是从生活、生产方面选择的较有代表性的活动。
还有冲浪、海钓、潜水等活动,也可以进行讨论。海边冲浪活动应避免落潮时段,可以选择浪高较大的时间。人们海钓时喜欢选择涨潮的时段,这期间鱼类活动比较活跃。有些潜水爱好者喜欢在潮汐现象最为明显的日子潜水,利用海底较为湍急的潮汐流进行探险。
洋流
1.洋流有多种分类,教材中的暖流和寒流只是其中一种分法。
根据成因的不同,洋流又可以分为风海流、密度流和补偿流。洋流的成因和规律均不是本节的重点,因此教材不进行具体说明。
2.洋流具有非常大的规模。
例如墨西哥湾暖流,宽度达60至80千米,深约700余米,流量相当于世界陆地径流总量的20多倍。
3.图3.26直观地显示寒暖流交汇处浮游生物的聚集状况。
阿根廷东南沿海并不是大型渔场,这里选用此图是为了展示洋流交汇处的浮游生物,也为纽芬兰渔场的形成进行了解释。
4.寒暖流相遇,暖湿空气经过寒流流经的海面,往往形成海雾,对海上航行不利。由于雾的形成原因复杂,教材没有提及。
5.设计纽芬兰渔场的“案例”有两个目的。
第一是说明寒暖流交汇海域易于形成大型渔场。从这一角度来理解海水运动对人类活动的影响。第二是说明人类过度捕捞对海洋环境的影响。按理来说,禁止鳕鱼捕捞后,渔场自身寒暖流交汇的自然条件没有改变,鱼群应该很快恢复。但20多年过去了,鳕鱼资源仍然没有恢复。这说明人类过度捕捞破坏的是整个海洋生态环境。这种生态环境的恢复极其缓慢,甚至不可逆。
【教学建议】
教学思路及方法建议
本节教材可按“情境设问-直观感知-分析影响-案例说明”的思路展开。由“诺曼底登陆”情境引出本节的核心问题:海水运动对人类活动有哪些影响?进而利用图表等资料增加学生对海浪、潮汐、洋流的直观感知。教学中可以简单阐述海水运动的相关概念和海水运动的规律,结合实例说明海水运动对人类活动的影响,特别是对海岸工程建设、渔业、航海等活动的影响。
本节内容涉及的概念多,也涉及较多物理、地球运动等内容,教学难度较大。所举案例对工程建设、渔业生产、航海、滨海旅游等生产经验和生活体验有较高的要求。教学中应创设情境,引导学生在情境中观察、思考,理解海浪、潮汐、洋流的概念内涵;应充分利用实例,创设生活化的情境,激发学生的探究兴趣,调动学生已有的生活体验,感知海浪、潮汐、洋流与人类活动的关系,形成海洋资源意识、环境意识和人地协调观。
重点和难点
本节教学的重点是“说明海水运动对人类活动的影响”,难点是“理解海浪、潮汐、洋流的概念”。
课时建议 1课时。
实施建议
【导入】
教科书以“诺曼底登陆”事件设计情境,展示不同军种对登陆条件的要求。该情境通过分析海水运动(潮汐)对军事活动的影响,不仅激发了学生探究问题、解决问题的兴趣,还巧妙地揭示了地理知识在人类活动决策中的价值。实际教学中还可以选择海浪、潮汐、洋流之一为主题,以实例或故事导入。
方式一:从海浪导入。①以国家海洋环境预报中心网站发布的24小时海浪预报图导入,展示我国近海海域海浪实况,模拟发布海浪预警,感知灾害性海浪对海上设施及生产活动等带来的危害。②以海啸、风暴潮等海洋灾害性事件视频导亼,直观反映海啸、风暴潮的气势磅礴和巨大危害。
方式二:从潮汐导入。①以教材案例“诺曼底登陆”导入,可以播放《诺曼底登陆》的纪录片片段,将学生带入那个硝烟弥漫的战场,探究指挥部最终选择6月6日登陆的原因,认识潮汐的规律和人类对潮汐规律的利用。②以钱塘江大潮视频导人,感受“壮观天下无”的大潮景观,了解钱塘江大潮的发生机理,以及对当地发展旅游业的作用。
方式三:从洋流导入。①以《郑和下西洋》纪录片片段导入,通过探究郑和下西洋的路线与时间的选择,引出洋流的概念和对航海的影响。②以哥伦布发现新大陆的故事导入,结合航海图,分析1492年与1493年两次航行用时不同的原因,引出洋流的概念和对航海的影响。③以太平洋垃圾带的图片导入,引出洋流的概念和对海洋污染的影响,渗透海洋环境观教育。
【海浪】
这部分教学的重点是说明海浪对人类活动的影响。具体教学过程应围绕两个核心问题进行:第一,海浪运动的特点是什么?第二,海浪对人们滨海和海上活动有哪些影响?
海浪是最常见的、学生比较熟悉的、容易理解的海水运动形式。教学中,注意调动学生已有的知识和经验,以视频、图片等资料为载体,通过具体实例引导学生观察、探究、推理、归纳,得出结论。
教学中可结合学生已有知识,引导学生通过阅读图3.20,理解风与海浪的关系。了解波的基本要素和一般特征,重点是引导学生观察波的传播方向,理解风是海浪形成和传播的主要动力。风力越大,浪高越高,传递的能量越大。
海浪对人类活动的影响是重点。通过查阅资料、观看视频等方式,引导学生感受海浪对人们滨海和海上活动的影响。这种影响需要从利、弊两方面进行探讨。可以展示国家海洋环境预报中心网站发布的24小时海浪预报图,模拟发布海浪预警,根据提供的实例资料,分组探讨灾害性海浪对滨海和海上活动的不利影响,如冲毁堤岸,淹没海塘、码头,破坏海上工程。教学中还应从培养学生综合思维的角度探讨海浪对人类活动的有利影响。例如,展示冲浪运动的视频,感知冲浪运动员随波逐浪、驾驭海浪的勇气,体会人们利用海浪的特点开展体育运动的智慧。
要通过真实的情境和资料引导学生感受海啸、风暴潮的巨大危害,关注海浪预报,增强防灾减灾意识,提高应对海洋灾害的能力。教学中可以借助教材案例“1953年荷兰遭受风暴潮袭击”具体展开,也可以借助其他实例的视频展开,进一步引导学生查阅资料,讨论提高应对海洋灾害能力的措施。这些措施包括加强海洋监测预报、加固海堤、修建挡潮闸、种植海岸防护林等。
【潮汐】
这部分教学的重点是潮汐对人类活动的影响。具体教学过程应围绕两个核心问题进行:第一,潮汐运动的特点是什么?第二,潮汐对人们的生产和生活有哪些影响?
潮汐是海水的一种周期性涨落现象,沿海地区学生十分熟悉,但内陆地区的学生未必知道。教学中应通过视频等资料,帮助学生感受潮汐景观,理解潮汐特征。潮汐运动最大的特点就是周期性,人们已能准确计算各地各日潮涨潮落的时间。教学中可以展示一些沿海地区的潮汐时间表以帮助学生理解此特点。至于潮汐的成因不作深入的探讨,只要了解潮汐的发生与月球和太阳的引潮力有关就可以了。
人们对潮汐的利用主要是根据潮汐的周期性规律展开的。教学中可以再现《诺曼底登陆》的纪录片片段,探究指挥部最终选择6月6日登陆的原因及各军种行动的先后顺序:6月6日是农历十五,潮汐现象最为明显,潮水涨得最高,落得最低;海军在夜晚潮水水位最低时先登陆,展开爆破,破坏海岸障碍物;陆军在潮水水位最高时隐蔽登陆;空军利用明亮的月光识别地面目标。潮汐在军事上的应用十分广泛,教学中还可以补充郑成功利用大潮登陆台湾等案例加以说明。
人们对于潮汐规律的利用主要体现在日常的生产、生活中。可以提供一些资料,引导学生围绕沿海晒盐、捕捞、养殖、灌溉、航运、游泳、旅游、发电等活动展开讨论,认识潮汐与人类活动的关系。还可以结合“钱塘江大潮”案例和“讨论海水运动对人类活动的影响”的活动,引导学生理解潮汐对滨海人们的生产、生活的深刻影响,欣赏大自然的魅力。
【洋流】
这部分教学的重点是了解洋流运动的特点,说明洋流对人类活动的影响。具体教学过程应该围绕两个核心问题进行:第一,洋流的运动有什么特点?第二,洋流对人类活动产生怎样的影响?
学生对洋流是比较陌生的。关于洋流概念的教学,可以借助漂流瓶的故事,或者播放《洋流》纪录片,引导学生感受洋流的真实存在,形成对洋流的初步感知。洋流是海水常年比较稳定地沿着一定方向作大规模的流动,关键词是“比较稳定”“一定方向”“大规模”,注意洋流与海浪和潮汐的区别。至于洋流的规模,可以以墨西哥湾暖流或西风漂流的流量与亚马孙河或长江流量对比加以说明。洋流有多种分类方法,这里只强调按照海水温度的分类。教学中应将重点放在“寒暖流交汇地区,有利于浮游生物繁殖,形成渔场”上。
关于“洋流对人类活动的影响”的教学,应当结合具体的实例,以小组合作探究的形式进行。
第一组探究洋流对海洋生物和渔场分布的影响。引导学生阅读图323,结合教材“纽芬兰渔场”案例,也可以补充北海道渔场、舟山渔场等图文资料,对照世界洋流分布图加以分析,得出结论:一般来说,寒暖流交汇的海域,海水受到扰动,可以将下层营养盐类带到表层,有利于浮游生物大量繁殖,易于形成大渔场。可以借助“寒暖流交汇”的实验或动画,帮助学生理解渔场形成的原理。本活动教学要进一步延伸到资源意识、环境保护意识和人地协调观的培养上,结合“纽芬兰渔场”的案例,引导学生通过讨论形成科学的发展观:渔场是大自然的馈赠,但人类对渔场的开发利用,要遵循可持续发展的原则,过度开发可能导致渔业资源枯竭,生态平衡失调,引发严重的社会、经济和环境危机。
第二组探究洋流对海洋航行的影响。可以《郑和下西洋》纪录片或哥伦布发现新大陆的故事导入,结合航海图,分析航行路线和航行时间的差异,理解洋流对航海速度和成本的影响:顺流航行速度快,燃料成本低;逆流航行速度慢,燃料成本高。关于洋流对航海安全的影响,可以播放电影《泰坦尼克号》,探索泰坦尼克号游轮沉没之谜:洋流从极地地区挟带冰山撞击游轮,导致游轮沉没。
第三组探究洋流对海洋污染的影响。可以“太平洋垃圾带”的案例导人,探究“太平洋垃圾带”的形成与发展,感知洋流可以扩大海洋污染的范围。这里要注意两点:一是辩证地看待洋流对海洋污染的影响,不利的影响是扩大污染范围,有利的影响是加快污染物的净化速度;二是关注海洋环境,渗透海洋环境观教育。
评价建议
一、评价目标
根据教学目标,参照学业质量标准,可制定本节评价目标(表3-10)。
表3-10 第三章第三节教学与评价目标
1.纸笔测验。
命制试题时不能过度注重波浪、潮汐和洋流等概念和分布的识记,而是要关注其与人类活动关系的分析过程。
2.课堂观察。
要紧扣重难点观察、评估学生的认知过程。本节内容重在波浪、潮汐、洋流对人类活动的具体影响。课堂上要关注学生从案例中提取信息的方法,以及运用数据、示意图说明问题的思维过程。
3.表现记录。
本节要重点关注学生结合自身体验或案例,在分析问题的过程中体现的海洋资源观和环境观,以进行等级评定。
三、评价示例(以教材中活动为例)
活动1:讨论海水运动对人类活动的影响(资料略)
1.讨论下列活动与潮汐的关系。(活动项目略)
对本活动中学生的表现评价可参考表3-11。
表3-11 活动表现评价及样例
对本活动中学生的表现评价可参考表3-12。
表3-12 活动表现评价及样例
3.3 海水的运动
【教学目标和要求】
1.了解海浪、潮汐和洋流是海水运动的基本形式。
2.运用图表等资料,说明海浪、潮汐和洋流对人类活动的影响。
3.结合实例说明人类利用海水运动规律开发海洋的主要途径。
【教材设计思路】
依据课程标准的要求,本节内容主要围绕海水运动展开,重点落实“运用图表等资料,说明海水运动对人类活动的影响”这一“内容要求”。海水的运动形式复杂多样。对于表层海水而言,其基本运动形式是海浪、潮汐和洋流。
说明“海水运动对人类活动的影响”,主要从以下几方面着手。第一,海水运动大致可分为海浪、潮汐和洋流。海水运动的成因和分布规律较为复杂,课程标准要求在选择性必修1中以洋流为例,具体阐述海水运动的成因和规律,因此本节的教材内容不宜过深。第二,海水运动对人类活动的影响,沿海地区的学生有生活体验,为了让内陆地区的学生也能有直观的认识,教材需要安排丰富的图表资料及案例。第三,虽然课程标准的要求是“海水运动对人类活动的影响”,但这种影响是相互的,教材也应关注人类活动对海水运动的影响。海水运动中蕴藏着能量,人类可以将海水运动的能量转换为电能等资源。海水运动是有规律的,人们通过长期的观察和研究,基本掌握了这些规律,并加以利用。
综合上述分析,本节教材为落实课程标准的要求,分“海浪”“潮汐”“洋流”三个标题。
在“海浪”部分,教材编排思路是“成因-影响”,内容重点是海浪对人类活动的影响。海浪有很多种类型,教材以最常见的风浪为例解释海浪。人们可以根据海浪预报,选择适宜的海浪条件从事相关活动。如冲浪需要较高的浪高,捕捞、勘探等需要风平浪静。在极端情况下,海啸和风暴潮会带来巨浪,形成灾害。教材选择1953年荷兰风暴潮事件设计“案例”,详细说明风暴潮给荷兰带来的灾害,以及灾后荷兰着手风暴潮的防御。海浪会侵蚀海岸,人们可以通过工程措施和生物措施减缓海浪的侵蚀。教材以青岛的海堤为例,说明人类可以通过修建硬化海堤等一系列措施减缓海浪的侵蚀。
在“潮汐”部分,教材编排思路是“成因-规律-影响”。其中,潮汐的成因和规律教材简单处理,不展开讲解,也不需要学生掌握。对潮汐规律的解释主要是为了呼应节首的情境设计,不是本节重点。本节的重点是潮汐对人类活动的影响。教材图文并茂地说明人们利用潮汐规律开展采集、养殖、发电等活动,以使学生对潮汐有直观的认识。教材以钱塘江大潮为“案例”,通过图文结合的方式,让学生感受潮汐的壮观。教材设计题为“讨论海水运动对人类活动的影响”的活动,需要学生讨论潮汐对赶海、游泳、观潮、船舶进出港口的影响。从而加深学生认识海水运动对人类活动的影响。
在“洋流”部分,教材编排思路是“分类-影响”。教材介绍洋流的分类仅简单提到寒、暖流的概念,是为了让学生更好地理解洋流对人类活动的影响。教材一方面说明洋流对人类活动的间接影响,如洋流影响海洋生物资源,从而影响渔业捕捞;另一方面说明洋流对人类活动的直接影响,如航行、污染物扩散等。案例“纽芬兰渔场的形成与衰落”,说明人类的过度捕捞和破坏将导致海洋生态环境失衡,虽然洋流没有改变,但渔场不复存在,从而培养学生的人地协调观。
本节内容结构如图3-4所示。
【内容要点说明】
情境设计
1.一直以来,潮汐都是人类活动考虑的重要因素。尤其是大型军事活动,如大型登陆作战,更加注重对潮汐规律的应用。
1944年的诺曼底登陆是一场海陆空多兵种合作的大会战。各军种都有自己的登陆要求,尤其是海军和陆军对登陆水位的要求截然相反,指挥部该如何安排军事行动呢?情境中的提问会激发学生兴趣,鼓励学生思考和探究。
2.需要注意的是,指挥部是在综合考虑天气、海况等因素后确定的登陆日。
情境中只强调指挥部对潮汐现象的应用,不涉及各战场具体的登陆情况(如5个滩头有5个不同的登陆时刻),以及作战情况。本情境也是一个历史地理的综合情境,可以培养学生的综合思维以及解决地理问题的能力。
海浪
1.海浪就是海里的波浪,主要包括风浪和涌浪。
由风直接作用于海面而形成的波浪称为风浪。风浪的外形不规则,波峰尖而短,波面两侧不对称,波长参差不齐,波面上常出现浪花,传播方向与风向一致。因引起风浪的风减弱或消失,风浪离开风吹的区域,形成涌浪。涌浪的外形平滑规则,波面较为平坦,两侧对称,波长较长,波面上没有浪花,传播方向与风向无关。风浪或涌浪传至岸边的浅水区便形成近岸浪。近岸浪的传播主要受水深的影响,当水深小于波长,波浪开始“触底”,发生倒卷现象。
2.波峰、波谷、波高、波长是描述波浪形态的基本要素。
图3.20直观形象地说明了这几个基本要素的含义及其相互关系。除此之外,海浪的周期(或频率)也是描述海浪的要素之一。在海洋研究中,一般将波高、波长、周期称为海浪三大要素。
3.海啸是海浪的极端表现形式。
例如,2004年印度洋大地震造成的海啸,海浪波高达10余米,摧毁沿海建筑,夷平村镇,对东南亚和南亚地区造成巨大人员伤亡。再如,2011年东日本大地震引发的海啸,波高最大达23.6米,对日本沿岸地区造成重大灾害。通常认为,波高超过6米的海浪,就会对绝大多数船只造成威胁。
4.强风会引发风暴潮。
如强风和潮汐叠加,往往会引发更具有破坏力的风暴潮。风暴潮发生时,海面会上升,容易引起沿海水位暴涨,发生海水倒灌,给沿海地区带来巨大的灾难。形成严重风暴潮有三个条件:第一,强烈而持久的强风(向岸);第二,地形平坦,如平缓的海滩或喇叭口状的港湾;第三,同时发生天文大潮。人们通常将风暴潮分为台风风暴潮和温带风暴潮两大类。台风风暴潮是由台风引起的,多发生于夏秋季节。温带风暴潮是由温带气旋引起的,多发生于春秋季节,夏季也偶尔发生。
5.海堤和防波堤等保护海岸免受侵蚀的结构,被称为硬加固。
海堤和防波堤都是平行于海岸修建的,海堤靠海一侧会经历强烈的侵蚀,需要人们及时维护。在防波堤保护下的海岸附近能够形成平静的水域,但同时也有大量的沙石堆积。沿岸的硬加固出现了越来越多的问题,人们认为硬加固虽然临时转移了海洋的能量,但对相邻的海滩造成了巨大的影响。人们寻找其他方法代替硬加固,如人工育滩、向海滩输送大量泥沙等。海岸沉积物的流失是海洋自身运动的结果,即便人们每年花费数千万修筑海岸也无法杜绝这种海岸侵蚀,人类只能通过一些措施减缓侵蚀。
6.海岸防护林是为保护海岸和沿岸地带而设置的防护林的统称。
处于海岸的不同地理位置需要营造不同的防护林,如防风固沙林、农田防护林、水源涵养林、水土保持林、红树林等。与硬加固相比,这种生物措施的海岸保护不易造成恶性后果。
7.1953年荷兰遭受的风暴潮是一次罕见而严重的灾难。
此次风暴潮之前荷兰也修建有拦潮闸、防波堤等水利设施,而涨潮、强风引起的巨浪与连续的暴雨同时出现,致使水位异常抬高,海浪侵入内陆。灾后,荷兰立刻进行总体防洪规划,开始修建工程巨大的三角洲工程。1997年,随着马斯兰拦潮闸竣工,三角洲工程终于全部落成。这场历经40多年的建设为荷兰提供了防洪安全屏障。在此之前,人们通常认为热带地区是风暴潮的多发地,温带国家和地区往往疏于防范。从1953年荷兰风暴潮灾害后,温带风暴潮才被人们重视。
潮汐
1.潮汐是海水在月球、太阳引潮力作用下产生的周期性运动。
通常将海面的周期性垂直涨落叫潮汐;海水的周期性水平运动称潮流。学生无须理解引潮力,也不用区分潮汐和潮流。教材没有提出引潮力,只提到月球和太阳对地球的引力。教材中的潮汐就是指海水的涨落,没有强调海水的周期性水平运动。
2.从理论上讲,潮汐的涨落现象平均以24小时50分为一个周期。
在一个周期的时间内,能观测到两次涨落,也就是出现两次高潮和两次低潮。但在实际中,受海盆深度、大小和形状的影响,不同的地区会出现半日潮型、全日潮型和混合潮型三类。在一些地方,这两次涨落大致相同,即前一次高潮和低潮的潮差与后一次的潮差大致相等,涨潮时间与落潮时间几乎相等(约6小时),这种潮汐被称为“半日潮”。在另一些地方,两次涨落差别很大,即前一次的潮差与后一次的潮差相差很大,涨潮时间与落潮时间不等,这种潮汐被称为“混合潮”。还有一些地方,在一个周期内仅出现一次海水涨落,只有一次高潮和一次低潮,这种潮汐被称为“全日潮”。教材中描述的是理想状态的潮汐周期。
3.潮汐涨落是有周期变化的。
除全日周期变化外,还有半月周期、一月周期、一年周期及多年周期的变化等。潮汐现象的这种周期性变化,给潮汐预报带来很大的方便。很久以前,人们就开始计算、预报潮汐。现在中国海事服务网、国家海洋环境预报中心等网站都提供在线可查的潮汐预报。
4.潮汐与人类活动密切相关。
潮间带采集,就是俗称的“赶海”。在沿海地区,人们会根据潮汐规律去海滩上打捞或采集海产品。现在赶海活动不仅仅是当地居民日常的活动,还吸引着众多旅游者前来体验。利用潮汐发展养殖,是沿海劳动人民摸索出的方法。除了紫菜外,还可以养殖海带、贝类。沿海港口建设中,准确估算潮汐,就能估算港口、河道的合理挖掘面积,减少工程量。港口船舶可根据潮汐规律进出港口,载重较大的船舶应赶在涨潮时进出。
5.潮汐发电方面,目前应用较为广泛的是潮汐电站,即在海湾或河口筑拦潮大坝,利用潮位差,把潮汐位能转化为动能,通过水轮机进行发电。
只在涨潮或落潮时发电的称为单向发电站;涨潮、落潮均能发电的被称为双向发电站。前者对发电机组要求较低,但只能利用一半的潮汐能;后者对发电机组要求较高,可以充分利用潮汐能(如浙江温岭潮汐电站)。潮汐发电潜力巨大,清洁无污染。潮汐电站的建设成本很高,因潮汐的日、月变化,还需额外配备相应的调节设施,与其他电站组合发电。
6.涌潮是一种河口潮汐。
河口潮汐除了潮汐的一般特性之外,还受到河口形态、河床变化、河流径流等因素的影响,计算潮汐时间与高差的方法更为复杂。钱塘江大潮就是世界著名的涌潮,其他大河河口如亚马孙河、恒河等也有明显的涌潮现象。随着网络直播技术的发展,现在每年中秋节前后各大媒体都会直播钱塘江大潮,世界各地的观众都能欣赏这一奇观。潮汐不仅对人们生产和生活产生影响,还会影响人们的审美情趣。
7.“活动”中所列的若干活动是从生活、生产方面选择的较有代表性的活动。
还有冲浪、海钓、潜水等活动,也可以进行讨论。海边冲浪活动应避免落潮时段,可以选择浪高较大的时间。人们海钓时喜欢选择涨潮的时段,这期间鱼类活动比较活跃。有些潜水爱好者喜欢在潮汐现象最为明显的日子潜水,利用海底较为湍急的潮汐流进行探险。
洋流
1.洋流有多种分类,教材中的暖流和寒流只是其中一种分法。
根据成因的不同,洋流又可以分为风海流、密度流和补偿流。洋流的成因和规律均不是本节的重点,因此教材不进行具体说明。
2.洋流具有非常大的规模。
例如墨西哥湾暖流,宽度达60至80千米,深约700余米,流量相当于世界陆地径流总量的20多倍。
3.图3.26直观地显示寒暖流交汇处浮游生物的聚集状况。
阿根廷东南沿海并不是大型渔场,这里选用此图是为了展示洋流交汇处的浮游生物,也为纽芬兰渔场的形成进行了解释。
4.寒暖流相遇,暖湿空气经过寒流流经的海面,往往形成海雾,对海上航行不利。由于雾的形成原因复杂,教材没有提及。
5.设计纽芬兰渔场的“案例”有两个目的。
第一是说明寒暖流交汇海域易于形成大型渔场。从这一角度来理解海水运动对人类活动的影响。第二是说明人类过度捕捞对海洋环境的影响。按理来说,禁止鳕鱼捕捞后,渔场自身寒暖流交汇的自然条件没有改变,鱼群应该很快恢复。但20多年过去了,鳕鱼资源仍然没有恢复。这说明人类过度捕捞破坏的是整个海洋生态环境。这种生态环境的恢复极其缓慢,甚至不可逆。
【教学建议】
教学思路及方法建议
本节教材可按“情境设问-直观感知-分析影响-案例说明”的思路展开。由“诺曼底登陆”情境引出本节的核心问题:海水运动对人类活动有哪些影响?进而利用图表等资料增加学生对海浪、潮汐、洋流的直观感知。教学中可以简单阐述海水运动的相关概念和海水运动的规律,结合实例说明海水运动对人类活动的影响,特别是对海岸工程建设、渔业、航海等活动的影响。
本节内容涉及的概念多,也涉及较多物理、地球运动等内容,教学难度较大。所举案例对工程建设、渔业生产、航海、滨海旅游等生产经验和生活体验有较高的要求。教学中应创设情境,引导学生在情境中观察、思考,理解海浪、潮汐、洋流的概念内涵;应充分利用实例,创设生活化的情境,激发学生的探究兴趣,调动学生已有的生活体验,感知海浪、潮汐、洋流与人类活动的关系,形成海洋资源意识、环境意识和人地协调观。
重点和难点
本节教学的重点是“说明海水运动对人类活动的影响”,难点是“理解海浪、潮汐、洋流的概念”。
课时建议 1课时。
实施建议
【导入】
教科书以“诺曼底登陆”事件设计情境,展示不同军种对登陆条件的要求。该情境通过分析海水运动(潮汐)对军事活动的影响,不仅激发了学生探究问题、解决问题的兴趣,还巧妙地揭示了地理知识在人类活动决策中的价值。实际教学中还可以选择海浪、潮汐、洋流之一为主题,以实例或故事导入。
方式一:从海浪导入。①以国家海洋环境预报中心网站发布的24小时海浪预报图导入,展示我国近海海域海浪实况,模拟发布海浪预警,感知灾害性海浪对海上设施及生产活动等带来的危害。②以海啸、风暴潮等海洋灾害性事件视频导亼,直观反映海啸、风暴潮的气势磅礴和巨大危害。
方式二:从潮汐导入。①以教材案例“诺曼底登陆”导入,可以播放《诺曼底登陆》的纪录片片段,将学生带入那个硝烟弥漫的战场,探究指挥部最终选择6月6日登陆的原因,认识潮汐的规律和人类对潮汐规律的利用。②以钱塘江大潮视频导人,感受“壮观天下无”的大潮景观,了解钱塘江大潮的发生机理,以及对当地发展旅游业的作用。
方式三:从洋流导入。①以《郑和下西洋》纪录片片段导入,通过探究郑和下西洋的路线与时间的选择,引出洋流的概念和对航海的影响。②以哥伦布发现新大陆的故事导入,结合航海图,分析1492年与1493年两次航行用时不同的原因,引出洋流的概念和对航海的影响。③以太平洋垃圾带的图片导入,引出洋流的概念和对海洋污染的影响,渗透海洋环境观教育。
【海浪】
这部分教学的重点是说明海浪对人类活动的影响。具体教学过程应围绕两个核心问题进行:第一,海浪运动的特点是什么?第二,海浪对人们滨海和海上活动有哪些影响?
海浪是最常见的、学生比较熟悉的、容易理解的海水运动形式。教学中,注意调动学生已有的知识和经验,以视频、图片等资料为载体,通过具体实例引导学生观察、探究、推理、归纳,得出结论。
教学中可结合学生已有知识,引导学生通过阅读图3.20,理解风与海浪的关系。了解波的基本要素和一般特征,重点是引导学生观察波的传播方向,理解风是海浪形成和传播的主要动力。风力越大,浪高越高,传递的能量越大。
海浪对人类活动的影响是重点。通过查阅资料、观看视频等方式,引导学生感受海浪对人们滨海和海上活动的影响。这种影响需要从利、弊两方面进行探讨。可以展示国家海洋环境预报中心网站发布的24小时海浪预报图,模拟发布海浪预警,根据提供的实例资料,分组探讨灾害性海浪对滨海和海上活动的不利影响,如冲毁堤岸,淹没海塘、码头,破坏海上工程。教学中还应从培养学生综合思维的角度探讨海浪对人类活动的有利影响。例如,展示冲浪运动的视频,感知冲浪运动员随波逐浪、驾驭海浪的勇气,体会人们利用海浪的特点开展体育运动的智慧。
要通过真实的情境和资料引导学生感受海啸、风暴潮的巨大危害,关注海浪预报,增强防灾减灾意识,提高应对海洋灾害的能力。教学中可以借助教材案例“1953年荷兰遭受风暴潮袭击”具体展开,也可以借助其他实例的视频展开,进一步引导学生查阅资料,讨论提高应对海洋灾害能力的措施。这些措施包括加强海洋监测预报、加固海堤、修建挡潮闸、种植海岸防护林等。
【潮汐】
这部分教学的重点是潮汐对人类活动的影响。具体教学过程应围绕两个核心问题进行:第一,潮汐运动的特点是什么?第二,潮汐对人们的生产和生活有哪些影响?
潮汐是海水的一种周期性涨落现象,沿海地区学生十分熟悉,但内陆地区的学生未必知道。教学中应通过视频等资料,帮助学生感受潮汐景观,理解潮汐特征。潮汐运动最大的特点就是周期性,人们已能准确计算各地各日潮涨潮落的时间。教学中可以展示一些沿海地区的潮汐时间表以帮助学生理解此特点。至于潮汐的成因不作深入的探讨,只要了解潮汐的发生与月球和太阳的引潮力有关就可以了。
人们对潮汐的利用主要是根据潮汐的周期性规律展开的。教学中可以再现《诺曼底登陆》的纪录片片段,探究指挥部最终选择6月6日登陆的原因及各军种行动的先后顺序:6月6日是农历十五,潮汐现象最为明显,潮水涨得最高,落得最低;海军在夜晚潮水水位最低时先登陆,展开爆破,破坏海岸障碍物;陆军在潮水水位最高时隐蔽登陆;空军利用明亮的月光识别地面目标。潮汐在军事上的应用十分广泛,教学中还可以补充郑成功利用大潮登陆台湾等案例加以说明。
人们对于潮汐规律的利用主要体现在日常的生产、生活中。可以提供一些资料,引导学生围绕沿海晒盐、捕捞、养殖、灌溉、航运、游泳、旅游、发电等活动展开讨论,认识潮汐与人类活动的关系。还可以结合“钱塘江大潮”案例和“讨论海水运动对人类活动的影响”的活动,引导学生理解潮汐对滨海人们的生产、生活的深刻影响,欣赏大自然的魅力。
【洋流】
这部分教学的重点是了解洋流运动的特点,说明洋流对人类活动的影响。具体教学过程应该围绕两个核心问题进行:第一,洋流的运动有什么特点?第二,洋流对人类活动产生怎样的影响?
学生对洋流是比较陌生的。关于洋流概念的教学,可以借助漂流瓶的故事,或者播放《洋流》纪录片,引导学生感受洋流的真实存在,形成对洋流的初步感知。洋流是海水常年比较稳定地沿着一定方向作大规模的流动,关键词是“比较稳定”“一定方向”“大规模”,注意洋流与海浪和潮汐的区别。至于洋流的规模,可以以墨西哥湾暖流或西风漂流的流量与亚马孙河或长江流量对比加以说明。洋流有多种分类方法,这里只强调按照海水温度的分类。教学中应将重点放在“寒暖流交汇地区,有利于浮游生物繁殖,形成渔场”上。
关于“洋流对人类活动的影响”的教学,应当结合具体的实例,以小组合作探究的形式进行。
第一组探究洋流对海洋生物和渔场分布的影响。引导学生阅读图323,结合教材“纽芬兰渔场”案例,也可以补充北海道渔场、舟山渔场等图文资料,对照世界洋流分布图加以分析,得出结论:一般来说,寒暖流交汇的海域,海水受到扰动,可以将下层营养盐类带到表层,有利于浮游生物大量繁殖,易于形成大渔场。可以借助“寒暖流交汇”的实验或动画,帮助学生理解渔场形成的原理。本活动教学要进一步延伸到资源意识、环境保护意识和人地协调观的培养上,结合“纽芬兰渔场”的案例,引导学生通过讨论形成科学的发展观:渔场是大自然的馈赠,但人类对渔场的开发利用,要遵循可持续发展的原则,过度开发可能导致渔业资源枯竭,生态平衡失调,引发严重的社会、经济和环境危机。
第二组探究洋流对海洋航行的影响。可以《郑和下西洋》纪录片或哥伦布发现新大陆的故事导入,结合航海图,分析航行路线和航行时间的差异,理解洋流对航海速度和成本的影响:顺流航行速度快,燃料成本低;逆流航行速度慢,燃料成本高。关于洋流对航海安全的影响,可以播放电影《泰坦尼克号》,探索泰坦尼克号游轮沉没之谜:洋流从极地地区挟带冰山撞击游轮,导致游轮沉没。
第三组探究洋流对海洋污染的影响。可以“太平洋垃圾带”的案例导人,探究“太平洋垃圾带”的形成与发展,感知洋流可以扩大海洋污染的范围。这里要注意两点:一是辩证地看待洋流对海洋污染的影响,不利的影响是扩大污染范围,有利的影响是加快污染物的净化速度;二是关注海洋环境,渗透海洋环境观教育。
评价建议
一、评价目标
根据教学目标,参照学业质量标准,可制定本节评价目标(表3-10)。
表3-10 第三章第三节教学与评价目标
| 评价目标 | 水平1 | 水平2 | 水平3 |
| 了解海浪、潮汐和洋流是海水运动的基本形式 | 能说出海浪、潮汐和洋流的概念 | 能结合资料,说明海浪、潮汐和洋流的运动特点,知道它们的区别 | |
| 运用图表等资料,说明海浪、潮汐和洋流对人类活动的影响 | 能说出海浪、潮汐和洋流对人类活动的影响 | 能结合资料,说明海浪、潮汐和洋流对人类活动的影响 | 能结合资料,分析具体区域的海浪、潮汐和洋流对人类活动的影响 |
| 结合实例说明人类利用海水运动规律开发海洋 | 能说出海浪、潮汐和洋流的可利用之处 | 能结合资料,说明人类如何利用海浪、潮汐、洋流 | 能结合资料,分析人类对海水运动规律的具体运用,树立正确的海洋资源观和海洋环境观 |
二、评价方法
1.纸笔测验。
命制试题时不能过度注重波浪、潮汐和洋流等概念和分布的识记,而是要关注其与人类活动关系的分析过程。
2.课堂观察。
要紧扣重难点观察、评估学生的认知过程。本节内容重在波浪、潮汐、洋流对人类活动的具体影响。课堂上要关注学生从案例中提取信息的方法,以及运用数据、示意图说明问题的思维过程。
3.表现记录。
本节要重点关注学生结合自身体验或案例,在分析问题的过程中体现的海洋资源观和环境观,以进行等级评定。
三、评价示例(以教材中活动为例)
活动1:讨论海水运动对人类活动的影响(资料略)
1.讨论下列活动与潮汐的关系。(活动项目略)
对本活动中学生的表现评价可参考表3-11。
表3-11 活动表现评价及样例
| 水平 | 表现 | 样例 |
| 水平1 | 能够说出潮汐的特点,概括描述潮汐与人类活动的关系 | 潮汐是海水周期性涨落现象,人们可以根据潮汐的特点安排活动 |
| 水平2 | 能够根据潮汐的特点,说明题目中一两种活动与潮汐的关系 | 潮汐有周期性,潮涨潮落的时间准确、可查人们可以根据潮汐的特点安排活动。例如,人们倾向于在涨潮时游泳,大船进出港口可以利用潮位高的时机 |
| 水平3 | 能够根据潮汐的特点,说明所列四种活动与潮汐的关系 | 潮汐有周期性,潮涨潮落的时间准确、可查,人们可以根据潮汐的特点合理安排活动。赶海,就是人们赶在潮落的时机,到海岸滩涂和礁石上打捞或采集海产品的过程。人们倾向于在涨潮时游泳。观潮,就是等到大潮的时候观赏高潮迭起、潮水涌起的壮观景象。大船进出港口可以利用涨潮时海阔水深的时机 |
2.在上述活动中选择其中一项,思考除潮汐外,还需要了解有关海水的哪些信息。
对本活动中学生的表现评价可参考表3-12。
表3-12 活动表现评价及样例
| 水平 | 表现 | 样例 |
| 水平1 | 能够说出一些海水的信息,并大致描述这些信息对某项活动的影响 | 游泳时还要了解海水的温度、海浪的信息 |
| 水平2 | 能够说出海水的许多信息,并说明这些信息对其中一项活动的影响 | 游泳应当选择合适的海水温度,还应避开潮流湍急的时候,并注意海洋生物等的影响 |
| 水平3 | 能够综合分析某海域海水的信息,并准确说明这些信息对当地人们活动的影响 | 钱塘江观潮要选择每年中秋节前后,在浙江海宁附近才能感受“壮观天下无”的盛况。观赏钱塘江大潮,不仅要关注当地的潮汐时间表,还要关注台风、海浪的信息,综合考虑河口形态等因素 |
