3.2 海水的性质
【教学目标和要求】
1.理解温度、盐度和密度是海水重要的理化性质。
2.运用图表等资料,说出海水温度、盐度、密度的分布特点及其影响因素。
3.运用图表、实例等资料,说明海水温度、盐度、密度对人类活动的影响。
【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性质展开,重点落实“运用图表等资料,说明海水性质对人类活动的影响”这一要求。
广义的海水性质包括海水的各项物理性质和化学性质。这里只关注海水的物理性质。其中,海水的温度、盐度、密度是海水物理性质中最基本的要素。此外,海水物理性质还包括海水颜色、透明度等。课程标准提到的海水性质,在教材中具体表现为海水温度、海水盐度和海水密度。
说明“海水性质对人类活动的影响”,主要从以下几方面着手。第一,海水性质可以细分为海水温度、海水盐度和海水密度。海水性质的影响因素较为复杂,且并非本节的重点,因此应选择最主要的因素进行简要说明。海水性质的分布规律和变化都会对人类活动产生影响,应当结合案例进行详细说明。第二,海水性质对人类活动的影响有些是直接的,有些是间接的。相比较而言,直接影响非常直观;间接影响涉及更多相关知识,更加综合,也更加复杂。教材可以着重于直接影响,但也要兼顾间接影响。第三,虽然课程标准写明是海水性质对人类活动的影响,但这种影响是相互的,教材在阐述时也会关注人类活动对海水性质的利用和影响。海水中溶解了大量元素,人类可以从海水中提取所需资源。人类也可以改变海水的性质,如提高或降低海水的盐度等。人类还可以利用海水的性质,开展生活和生产活动。第四,课程标准要求“运用图表等资料”进行说明,教材应安排相关图表和案例进行说明。
综合上述分析,本节教材为落实课程标准的要求,便于教学,分“海水的温度”“海水的盐度”“海水的密度”三个标题,编排思路遵循“因素-分布-影响”。
“海水的温度”重点说明海水温度对人类活动的影响。首先教材从太阳辐射和海水蒸发消耗两方面说明海水温度的影响因素。其次说明海水温度存在垂直、水平的分布规律。可以从海水温度的影响因素来推论海水温度的分布规律,教材也安排图表等资料进行辅助说明。之后说明海水温度的分布规律对人类活动的影响。可以从海水温度影响海洋生物的分布,从而影响人类渔业活动的角度来理解。例如,从垂直分布来看,海洋表层是海洋生物的主要集聚地,也是人类开展渔业活动的主要区域。从水平分布看,不同纬度海域生活着适宜不同温度的海洋生物,影响人类的渔业活动。也可以从海水温度影响人类海洋运输的角度来理解,例如,纬度较高的海域冬季海水结冰,会对海洋运输造成影响。还要说明海水温度的变化对人类活动的影响。海水温度的季节变化,会直接影响人类活动,例如,冬季高纬度海区海水结冰,会直接影响航行活动;也会间接影响人类活动,例如,海水温度的变化导致海洋生物发生季节性游动,间接影响人类渔业活动。教材设计了“活动”,要求学生根据数据图表,分析三个不同纬度海洋站海水表层温度的季节变化特点,体会海水温度对人类活动的影响。
“海水的盐度”部分重点说明海水盐度对人类活动的影响。海水盐度的影响因素较为复杂,教材以温度、蒸发量、降水量作为外海或大洋海水盐度的主要影响因素;同时也说明在近海地区的海水盐度还受到河流和气候的影响。海水盐度的分布规律与海水温度密不可分,随纬度呈现双峰分布格局。教材在说明海水盐度对人类活动影响时主要从人类利用角度展开。一方面人类可以利用海水及其溶解的化学物质。另一方面人类可以改变海水的盐度。例如,人类建造晒盐场,增大海水的蒸发量,提高海水的盐度。再如,人们通过技术手段,淡化海水。教材设计“活动”,要求学生根据资料,分析红海和波罗的海两地海水盐度的影响因素。教材将新加坡“御咸蓄淡-变海湾为水库”安排为“自学窗”,供学生自学。新加坡将河流入海口处的海湾改建为水库,通过拦截河水,收集雨水,不断降低水库中的海水盐度。新加坡的这一做法改变了海水盐度,为自身提供稳定的淡水资源。此内容可让学生领略地理学思维的魅力,培养其人地协调观,也有助于理解本节的重点内容。
“海水的密度”部分重点说明海水密度对人类活动的影响。海水密度的影响因素比较复杂,以海水温度、盐度和深度(压力)作为主要影响因素。海水密度的水平分布与海水温度和盐度密切相关,教材以示意图“大洋表层海水温度、盐度、密度随纬度的变化”来说明海水密度的水平分布的同时,也体现三者之间的关系。海水密度的分布与人类活动的关系不大,密度变化会对人类活动造成影响。教材以密度跃层为例,说明海水密度的迅速变化会对人类航海等活动造成较大影响。
本节内容结构如图3-3所示。
【内容要点说明】
情境设计
1.“海中断崖”是一种常见的地理现象。教材以此为出发点设计情境,目的是引起学生对海水密度的关注,重点是帮助学生理解海水密度的垂直变化会对人类活动(潜艇)产生影响,并不是要讲清“海中断崖”的原理。
2.因“海中断崖”而发生潜艇事故的案例有很多,教材选择“长尾鲨”号有以下几个理由。第一,“长尾鲨”在失事前曾被称为“万无一失”的战舰,因此这起事故引发了广泛的国际关注,具有极强的代表性。第二,20世纪60年代核潜艇的普遍下潜深度均在200米左右,美国“长尾鲨”号突破技术难关,最大下潜深度接近400米。第三,“长尾鲨”号事故是历史上第一次核潜艇沉没事故,但不是最后一次。随着人类技术的进步,潜艇下潜深度越来越大,潜艇活动越来越频繁,遭遇“海中断崖”的潜艇随之增多。技术的进步为人们带来便利的同时也为人们带来潜在的威胁。
海水的温度
1.海水温度的高低决定于海水吸收热量与海水消耗热量的差值。
海水吸收的热量主要有太阳辐射的能量、地球内部经过海底地壳传给海水的热量、海水中的放射性物质衰变释放的热量,以及除太阳外其他天体产生的辐射能量。海水消耗热量的主要途径有海水蒸发、海水向大气传导热量以及海面辐射。通常认为,海水温度变化的幅度为-2-30℃。邻近陆地的海域,表层海水的温度变化可能会超过30℃,但在大洋一般不会超过30℃。
2.海水的深度越深,能接受的太阳辐射越弱,深度1000米以上的海水温度会随着深度的增加逐渐降低。
深度1000米以下的深层海水,基本接受不到太阳辐射,也不会因蒸发消耗热量,因此水温变化幅度较小。教材中图3.8示意了海水温度垂直方向上的变化。
3.教材中图3.9显示海水表层温度由低纬向高纬递减的水平分布规律。
夏季最高温度出现在赤道附近海域,最低温度出现在极圈附近,在南极冰盖之下曾有-2.1℃的海水温度记录。等温线大致沿纬线呈带状分布,特别是在40°S及以南的海域,等温线几乎与纬线平行。
4.海陆分布会影响海水温度。
从图3.9可以看出北半球高纬度地区陆地多、海洋少,相同纬度值的北半球海域表层海水温度比南半球海域表层海水温度高,40°N-60°N的海水温度下降得比南半球快。
5.大气运动、海水运动等因素也会影响海洋表层的海水温度。
大气运动可能会影响天气,从而影响到达海水表面的太阳辐射量以及海水的蒸发量。暖流流经的海区,水温偏高;寒流流经的海区,水温偏低。北半球副热带到温带海域的等温线相对于纬线发生弯曲,大洋西部向极地弯曲,大洋东部向赤道弯曲,以北大西洋海域最为明显。这种大洋东西两侧水温的差异受洋流的影响,因为大洋西部有暖流流过,东部有寒流流过。
6.海水温度对海洋捕捞的影响十分明显。
由于鱼类不能调节自身的体温,其栖息地常常受到海水温度的制约,许多鱼类都只能在一定温度范围内生活。石斑鱼广泛分布于印度洋和太平洋的热带及亚热带海域,耐寒性差。鳕鱼属于冷水性鱼类,适宜较为寒冷的海水。其中北极鳕鱼最为耐寒,能够在0℃以下的海水中生活。
7.鱼类周期性、定向性、集群性的迁徙活动称为“洄游”。
根据其活动目的,可分为生殖洄游、索饵洄游、越冬洄游。生殖洄游是指鱼类性成熟后,大规模向产卵地的洄游,旅程往往超过1000千米。索饵洄游是指鱼类为了寻找食物,一路追寻浮游生物。越冬洄游是指冬季海水温度下降时,鱼类为寻求适宜水温进行的洄游。教材中提到的“海洋生物发生季节性游动,以追逐更适宜的温度”指的就是越冬洄游。
8.海水的冰点温度与盐度密切相关,总体来说海水的冰点低于淡水。
海水的结冰主要是纯水的冻结,在此过程中会将盐分大量排出。海冰浮在海面,形成冰层。表层海冰的形成,一方面增大了冰下海水的盐度,另一方面阻碍了下层海水的热量散失,因而减缓了冰下海水继续冻结的速度。世界大洋约有3%—4%的面积被海冰覆盖,给船舶航行、海底采矿及极地海洋考察等带来阻碍,甚至造成灾害。
9.由于海洋上空的气温比陆地上空的气温变化慢,夏季沿海地区气温低于同纬度内陆地区,冬季沿海地区气温高于同纬度内陆地区。沿海地区的冬暖夏凉吸引着人们前去旅游和度假,这也是海水温度对人类活动的影响之一。
10.海水温度除有明显的地区差异外,还存在时间的变化。
具体包括日变化、季节变化和年变化。表层海水的温度在一天中并不是恒定的,在上午4时至8时为最低,在下午2时至5时达到最高。海水温度日变化的影响因素包括太阳辐射、海水的运动、风和云等,而且不同地点,日变化也不同。通常近岸海域的日变化较大,大洋中心海域的日变化较小。随着夏季的到来,海水温度一天比一天高,一般最高温度出现在8月;接近冬季时,又会一天比一天低,一般最低温度出现在1月。从季节上看,冬季和夏季的海水温度日变化较小,而春秋两季较大。海水温度也存在年变化,赤道附近的热带海域和极地附近的寒带海域年变化较小,一般不超过2℃;而在中纬度海区,尤其在35°N附近的海域,年变化可在12℃以上。
11.“活动”中图3.11的数据来源于国家海洋环境预报中心2017年7月发布的《中国近海海洋气候监测预报》。本活动用此数据表示海滨浴场的海水温度。
12.关于游泳的适宜温度,通常分为室内游泳池与海滨浴场两类。
根据国家标准(《游泳场所卫生标准(GB9667-1996)》)规定,室内游泳池水温应在22-26℃。目前没有对海滨浴场水温的详细规定,教材大致将适宜游泳温度划定为20℃以上。
海水的盐度
1.精确测定海水中的含盐量是一件十分困难的事情。
20世纪60年代之前,人们使用化学分析测定法,依据海水的氯含量测定盐度。随着电导盐度计的问世,人们可以直接测定盐度。目前国际上广泛使用的是1978年提出的实用盐度标准。
2.总体来说,海水盐度的影响因素主要包括海水温度、蒸发量、降水量。
虽然蒸发量也是海水温度的影响因素,教材讲海水盐度时将海水温度作为已知的独立因素,就不再考虑蒸发量对海水温度的影响。从宏观上看,世界表层海水的盐度大致沿纬线呈带状分布。在东西方向上的差异相对较小,在南北方向上的差异十分显著。
3.教材中图3.12中隐藏着下面几点信息。
第一,北纬60°海域盐度比相同纬度的南纬海域低,这是由于北纬60°陆地面积广阔,有大量淡水汇入海洋。第二,地中海、红海等相对封闭的海域海水盐度较高,但同样相对封闭的波罗的海海水盐度却较低。针对这一现象,本部分专门设计“活动”进行探究。第三,南美洲北部亚马孙河口附近海域的盐度明显比周边海域低。亚马孙河径流量大,从河口三角洲向外大约160千米内的海水都是淡水。
4.长芦汉沽盐场是长芦盐场的一部分。
长芦盐场北起山海关,南至黄烨港,是我国海盐生产的主要盐场。盐场的历史可追溯至明朝,目前已经形成塘沽、大沽、汉沽、黄骅、南堡、大清河等盐场。
5.我国日照充足、降水较少,适合做晒盐场的地方还有辽东湾、莱州湾等地。台湾布袋盐场和海南莺歌海盐场则利用了当地海水盐度较高、光热条件好的特点。
6.海水盐度也存在日变化、季节变化和年变化。
表层海水盐度的日变化较小。表层海水盐度的季节变化受降水、蒸发等因素的影响,在不同海域呈现不同的特征。在白令海峡和鄂霍次克海等极地海域,由于春季融冰,海水盐度在4月前后达到最低值;冬季海水结冰,季风引起海水强烈蒸发,海水盐度在12月前后达到最高值。在一些降水和陆地径流集中的海域,夏季海水盐度往往是一年中的最低值,冬季是最高值。表层海水盐度的年变化几乎没有规律可循,只能对具体海域具体分析。
7.盐度的变化会影响渔业活动,教材以近海水产养殖为例,降水量突增会导致海水盐度的急剧变化,从而造成养殖鱼虾死亡。
近年来,随着技术的发展,人们开始向深海投放网箱进行养殖。这种技术能让网箱内水体与海水充分自由交换,即便遭遇多日暴雨,深海网箱的海水盐度也不会发生急剧变化
8.人类也通过技术手段改变海水的盐度。
我国目前已能够自主研发、设计、建设大型海水淡化工程。在海水淡化车间中,海水经过滤、反渗透等环节,可成为合格的工业用水。
9.环渤海地区淡水资源匮乏。
河北唐山、山东青岛等地均已建设多项海水淡化工程以缓解本地区水资源短缺。曹妃甸的海水淡化工厂是其中之一。本章问题研究也聚焦于环渤海地区的缺水问题,提出淡化海冰的思路。
海水的密度
1.凡是能影响海水温度和盐度的因子,都会对海水密度产生影响。
在近岸河口地区,密度的分布主要取决于盐度;在外海或大洋,密度的分布主要取决于温度。
2.教材中图3.16将海水温度、盐度、密度的水平分布规律绘制在一张图中。
可以看到,海水密度的分布规律与海水温度的分布规律几乎相反,随着纬度的增高,海水温度越来越低,海水密度越来越大。这是因为在大洋表层,海水温度与海水密度的关系最为密切。
3.海水跃层是指海水中某种水文要素在垂直方向上出现突变或不连续剧变的水层,人们称之为“飞跃层”或“跃变层”。
跃层的厚度和距海面的深浅随海区的地理和气象条件的变化而有所不同。总体来说,海水跃层有三种类型:温度跃层、盐度跃层和密度跃层。“海中断崖”就是密度跃层的一种,密度跃层对船舶行驶、潜艇活动、海洋生物的生活都产生较大影响。
4.修建水库是调节一个地区降水季节变化的常用方法。
但修建水库需要较大的集水面积新加坡国土面积有限且地势低平,难以在陆地上开展。不过,新加坡创造性地把水坝修在河流入海口,用一条堤坝将滨海湾与外海分开,把海湾变成水库。这里将新加坡滨海堤坝的案例写成“自学窗”,就是想体现这种创造性的地理思维。新加坡同时存在“淡水成灾”和“淡水紧缺”的问题。前者是说暴雨后城市排水不及,发生严重的内涝。后者是说岛上淡水资源紧缺。滨海堤坝能将降水留住,化灾为利。图3.17提供了新加坡水系图,并标出滨海堤坝的位置。除帮助学生理解新加坡的地理背景外,还可引导学生思考是否可以修建多条滨海堤坝,帮助新加坡获得较为充足稳定的淡水供应。
【教学建议】
教学思路及方法建议
本节教材可按“情境设问-概念阐述-影响因素-分布规律-分析影响-案例说明”的思路展开。由“海中断崖”情境引出本节的核心问题:人类活动怎样受到海水性质的影响?进而阐述海水温度、盐度、密度这三个最主要的海水性质,说明其影响因素,引导学生利用图表等资料探究温度、盐度、密度的分布规律。本节的重点在海水性质对人类活动的影响,组织学生运用实例说明海水的温度、盐度、密度对人类活动的影响,渗透资源意识和人地协调观。
本节教学内容比较抽象,涉及的概念多,物理、化学等跨学科知识背景要求较高,空间范围广、立体性强,学生的生产、生活经验缺乏等也增加了教学的难度。教学中应注重以下三个方面。
一、创设情境,引导学生在情境中观察、思考、总结,理解温度、盐度、密度的概念内涵。
二、充分利用图表,化抽象为具象,建立思维模型,帮助学生理解温度、盐度、密度的时空分布规律及其影响因素。
三、充分运用实例,激发学生的学习兴趣,调动学生已有的生活体验,感知海水的温度、盐度、密度与人类活动的关系,形成资源意识,体悟人地协调观。
重点和难点
本节教学的重点是“说明海水性质对人类活动的影响”,“盐度分布和密度分布”是难点。
课时建议 2课时。
实施建议
第一课时
【导入】
教科书以“长尾鲨”号核潜艇事件设计情境,既激发了学生探索海洋世界的兴趣,又巧妙地引出了海水理化性质的学习主题。实际教学中可以海水的温度、盐度、密度等理化性质之一或者全部为主题,以实例或故事导入。
方式一:从海水的密度导入。选择教科书案例或者类似的案例导入,如1968年以色列“达喀尔号”潜艇“失踪”事件、2014年中国372号潜艇遭遇“海中断崖”成功脱险的故事。
方式二:从海水的温度导入。①可选择海水温度过低导致鱼群死亡的事件。例如,2011年1月初,美国马里兰州持续低温,导致沿海地区大约200万条斑鱼死亡。②可选择海水温度过高导致鱼群死亡的事件。例如,2000年8月,科威特遭遇高温,海水温度最高达到34℃,造成浅水鱼大批死亡。再如,秘鲁渔场以冷水性鱼类为主,海水急剧升温会导致鱼群数量锐减。③介绍学生熟悉的海洋鱼类及其适宜的温度范围,如黄鱼、带鱼、大马哈鱼、鳕鱼、罗非鱼、石斑鱼、小沙丁鱼、金枪鱼等。
方式三:从海水的盐度导入。①从海水盐度差形成的自然景观导入。例如,黄河入海口、阿拉加斯加等地由于表面海水盐度差而形成奇特的海洋锋景观,黑海由于上、下层海水的盐度差而呈现黑色。②从人类利用海水盐度的故事导入。例如,第二次世界大战时期,德军潜艇利用大西洋与地中海的海水盐度差,多次成功“偷渡”直布罗陀海峡;山东滨州的北脊岭岛利用高盐度卤水环境,培育品质优良的盐田虾;电视剧《煮海》中利用海水提炼海盐。③从海水盐度变化对海洋水产的影响导入。例如,2014年夏季,青岛红岛蛤蜊因海水盐度高,个头迟迟长不大,因此大量滞销;2010年4月,福建省连江县因连下暴雨,近海养殖场的海水盐度过低,造成海带腐烂变质。
【海水的温度】
本部分内容教学要求学生理解海水温度的因素和分布,重点是理解海水温度对人类活动的影响。
具体教学过程可以围绕下列核心问题进行:第一,海水温度的影响因素有哪些?由此推论海水温度的分布规律。第二,海水温度对人类活动有哪些影响?人类如何利用海水的温度特点趋利避害?
教学中要充分利用图表等资料,拓展学生对海水温度的认识。引导学生通过认识海水温度的主要影响因素,并配合教材中图3.8和图3.9,推论海水温度的垂直和水平分布规律。结合生活体验和所学知识,说明海水温度的时间变化规律。通过阅读教材中图3.10和“活动”教学,说明海水温度对人类生产、生活的影响,渗透资源意识和人地协调观。
具体教学活动可分两个部分展开。
一、从海水温度的影响因素推论海水的分布规律
海水的温度是海水最重要的物理性质,对海水的盐度、密度都有重要的影响。教学中,教师不应该简单叙述海水温度的分布规律,而是要充分引导学生阅读图表,结合自己的生活体验和所学知识,通过观察、探究、推理、归纳等思维活动得出结论。学生阅读图3.8时应注意坐标名称及单位、数据等信息。图中横坐标为温度,纵坐标为深度,引导学生归纳海水温度在垂直方向上的变化规律:海水的温度随深度增加而降低;深度小于1000米的海水温度随深度增加降低速度很快,从表层的27℃左右下降到4℃左右;深度大于1000米的海水温度随深度增加降低速度很慢,深层海水基本保持低温状态。
学生阅读图3.9比较容易得出结论:海洋表层海水温度随纬度增加而降低。引导学生对比南北半球高纬度海洋表层水温,能够发现南半球同纬度海洋表层海水温度比北半球低。接下来,可以进一步引导学生从海陆比例角度思考产生这种现象的原因。
海洋表层海水温度的时间变化规律比较容易理解,也贴近学生的生活。可请学生结合生活经验得出结论:同一海区,夏季普遍高于冬季,白天一般高于夜晚。
这部分的教学要特别注意不能把一般规律绝对化。可适当培养学生的求异思维,防止思维僵化。通过问题“有没有海区海水的温度不符合上述规律?”引导学生在分析共性的基础上,探索区域差异及其原因。例如高纬度海区,一般是海面温度低,往下的海水温度相对较高。又如火山喷发的海区,地热资源的释放也可能导致海水的温度随深度增加而升高。
由于学生的背景知识有限,关于影响海洋表层温度主要因素的教学不宜过度拓展,可以引导学生从海洋表层温度的分布规律的学习中,通过讨论得出结论:影响海洋表层温度的主要因素有太阳辐射、蒸发、海陆分布、大气运动、海水运动等。
二、举例说明海水温度对人类活动的影响
海水温度对人类活动的影响十分广泛,主要表现在影响海洋生物的分布、海洋运输、休闲旅游等方面。
关于“海水温度影响海洋生物的分布”的教学,要注意从空间、时间两个维度分析。从空间差异看,不同纬度海区水温不同,生活的海洋生物也不同。暖水性鱼类如石斑鱼,主要生活在低纬度海域;冷水性鱼类如鳕鱼,主要分布在中高纬度海域。同一个海区,水温的垂直变化也会影响海洋生物的分布,海洋表层水温较高,阳光充足,有利于浮游生物繁殖,海洋生物聚集,深度越深,温度、光照、水压等环境恶劣,海洋生物的数量和种类越少。从时间变化上看,海水温度随季节变化,可能引发海洋生物的季节性游动,如大马哈鱼、沙丁鱼的季节洄游。这部分教学可以用播放视频或讲故事的方式进行,引导学生观察海洋生物分布及生活习性,激发学习兴趣,感知海水温度分布及变化对海洋生物的影响,理解人类的渔业活动与海水温度的关系。
关于“海水温度影响海洋运输”的教学,主要集中于海水结冰对航海速度、安全的影响。较高纬度海域冬季有结冰期,阻碍海洋运输,在冰封海域航行则需要特殊的破冰设施。可用图片或视频展示“雪龙”号极地科考的破冰之旅。
关于“海水温度影响休闲旅游”的教学,可以结合学生对海陆热力性质的认识,通过分析教材设计的“活动”展开。通过展示我国东部沿海地区夏季的滨海旅游景观,以及回忆初中物理地理知识,引导学生理解海陆热力性质的差异:由于海水的比热容比陆地大,与同纬度陆地相比,海水温度夏季比陆地低,冬季比陆地高,使得沿海地区气温的季节变化比内陆地区小,适合人们休闲度假。对比展示冬季南海、渤海的滨海旅游景观,引导学生讨论不同纬度海水的温度差异对旅游周期长短、旅游收入的影响。
第二课时
【承转】
可以考虑以下三种方式完成承转。
方式一：回忆上节活动中提及的海水浴场,用图片展示海水浴场设置的“冲淡区”,游客游泳后在这里可以用淡水冲干净身体,由此引出海水中含有大量的盐分。
方式二：以某海港设施被海水侵蚀的案例展开,提出问题:为什么海水具有腐蚀性?引出盐度概念。方式三：以相关歌词、诗歌等引入教学,例如,歌曲《游子吟》中的歌词“都说那海水又苦又咸”。
【海水的盐度】
本部分的教学仍然可分为“因素-分布-影响”三个部分,重点在理解海水盐度对人类活动的影响,难点在理解海水盐度的分布规律。在教学中,要充分利用图像,引导学生通过阅读图3.12,总结海洋表层海水盐度随纬度的变化规律;结合教材中图3.13、图3.14,从利弊两方面说明海水盐度对人类生产、生活的影响,渗透资源意识和人地协调观。通过“活动”教学,进一步理解海洋表层海水盐度的分布规律及其影响因素。
具体教学过程可围绕下列核心问题进行:第一,海水盐度的主要影响因素有哪些?海洋表层海水盐度的分布有什么规律?第二,海水盐度对人类生产、生活活动有哪些影响?人类如何利用海水的盐度特点趋利避害?
一、理解海水盐度的影响因素,归纳分布规律
海水盐度是海水的物理性质之一。海水既咸又苦,生活在海边的学生有直觉的感受,比较容易理解盐度的概念。对于内陆学生来说,教师可以通过海水样本,或通过化学实验室配置海水样本,让学生体验海水的味道,有利于兴趣的激发和知识的内化。
海水盐度的影响因素主要有海水温度、蒸发量和降水量。对外海地区来说,可以通过盐度的影响因素推论分布规律。教学中可以比较图3.9与图3.12,对比和分析海水温度与海水盐度分布规律的异同,不难发现海洋表层海水温度与盐度分布差异最大的地方在赤道至副热带地区。海洋表层海水盐度从副热带海区向高低纬度递减,进而探究高纬度海区、赤道附近海区盐度较低的原因。引导学生联系海水温度、蒸发量、降水量等影响因素,得出结论:高纬度海区,水温低,蒸发弱,盐度低;赤道附近海区,降水多,盐度低;副热带海区气候炎热干燥,水温高,降水少,盐度高。引导学生自主建构完整的知识体系,形成综合思维。
二、举例说明海水盐度对人类活动的影响
具体教学可以结合图3.13、图3.14,或者补充其他案例,引导学生通过具体情境,从利、弊两方面理解海水盐度及其变化对人类活动的影响。尤其需要强调的是,科技进步扩大了人们对海水的利用方向。人们可以通过海水淡化技术把海水直接转变为淡水;在近海地区可以用海水冲厕,用海水进行工业冷却;还可以在海边滩涂种植海水稻,通过用淡水稀释海水灌溉水稻等。通过这些案例帮助学生树立正确的资源观和人地协调观,以及用发展的眼光解决问题的思维习惯。
在本节教学中,分析不同海区盐度高低及其影响因素是难点,完成教材的“活动”有助于突破这个难点,并在这个过程中培养学生的区域认知和综合思维两种地理核心素养。
1.归纳红海、波罗的海地区的气候特征。
可以结合开罗、柏林的气温曲线和降水量柱状图(必要时也可借助世界气候类型图等资料),归纳红海地区的气候特征为全年炎热干燥,蒸发旺盛;波罗的海地区的气候特征为全年温和,蒸发较弱,降水较多,比较湿润。
2.结合河流分布和流域气候特征,推测河流对两海域盐度的影响。
阅读教材中图3.15,可知红海沿岸地区沙漠广布,河流稀少,注入红海的河流多为季节性河流,流量小,对红海的海水稀释作用小;波罗的海沿岸地区河网密布,注入波罗的海的河流众多,流量大,对波罗的海的海水稀释作用大。
3.分析红海、波罗的海与外海连通状况对盐度的影响。
观察图3.15,发现红海、波罗的海都比较封闭,与外海海水交换弱,海水盐度受外海影响较小。
4.分别总结红海盐度高、波罗的海盐度低的原因。
引导学生运用世界海洋表层海水盐度分布规律及影响因素,结合具体的区域特征从温度、降水、河流注入情况、与外海连通状况等角度综合分析,得出结论:红海地处副热带,终年炎热干燥,蒸发旺盛,降水稀少,河流发育少,淡水注入量小,成为世界上盐度最高的海域;波罗的海纬度较高,全年温和湿润,蒸发弱,降水丰富,河流发育多,淡水注入量大,成为世界上盐度最低的海域。
【海水的密度】
本部分教学的重点是说明海水密度对人类活动的影响,难点是理解海水密度的分布规律。
关于“海水的密度”的教学可以从“死海不死”的小故事开始,激发学生探究神奇自然现象的兴趣,理解密度的概念。但要注意说明,死海不是海,是一个盐度高、密度大的内陆湖泊。
具体教学过程可围绕下列核心问题进行:第一,海水的密度分布有什么特点?与海水温度、海水盐度有什么关系?第二,海水的密度对人类活动有哪些影响?人类如何利用海水密度的垂直变化特点趋利避害?
一、归纳海水密度与海水温度、盐度的关系,总结其分布特点
海水密度与海水温度、盐度密切相关。要引导学生通过阅读图3.16,总结三者之间的关系。特别关注海水密度与海水温度的关系。一般来说,温度越高,密度越低。大洋表层海水密度大致随纬度的增高而增大,同纬度海域的海水密度大致相同。
教学中可适当关注海水密度的垂直分布。通过引导学生阅读教材,总结海水密度垂直分布的一般特点:海水密度随着深度的增加而增大。教学可从解密“海中断崖”开始,引导学生认识潜艇在海面以下的潜行与海水密度密不可分。潜艇会利用海水密度较大的海水层航行。但海水密度的垂直变化十分复杂。当海水的密度随深度增加而突然减小时,潜艇会因浮力突然变小而掉落,发生事故。
二、举例说明海水密度对人类活动的影响
教学可以从“海中断崖”事件出发,说明海水密度与人类活动的关系。教学中要注意引导学生辩证地看待自然。如果潜艇遭遇“海中断崖”,可能会掉到安全潜水深度以下,造成艇毁人亡的悲剧。但人类在“海中断崖”面前也不是完全无能为力的。这里可以结合“知识拓展”中关于我国潜艇遭遇“海中断崖”死里逃生的案例,帮助学生体悟人类在自然灾害面前的主观能动性,增强国家自豪感、使命感和责任感。
教学中还可以补充一些材料,引导学生从海洋渔业生产等方面探究海水密度对人类活动的影响。例如,有时海水密度在垂直方向上会突然变化,形成一层海水屏障,将上、下层海水分隔开来。这会导致海水流动受阻,下层海水的生物无法从上层海水中得到溶解氧的补充,从而窒息死亡;而上层海水中的生物得不到下层海水营养盐类的供应,也难以生存和繁殖。有经验的人们会尽量避免在这种海域进行渔业活动。
【自学窗:御咸蓄淡变海湾为水库】
这部分内容是海水性质的拓展,强调的是海洋的空间利用价值。可以从三个方面指导学生自学。①查阅地图等信息。教材图3.17提供了新加坡的海陆位置和水系特征,但分析问题需要地形、气候等方面信息的支撑,因而需要结合其他资料进一步了解新加坡的地形、气候等自然环境特征,对新加坡降水丰富而水资源极度匮乏的地理背景有一个总体认识。②通过阅读图文资料,了解新加坡充分利用海洋空间,变海湾为水库来缓解水资源短缺的具体措施,感受新加坡人因地制宜、突破常规、创造性地解决问题的智慧。③通过阅读案例,体会地理科学在国家重大决策、区域可持续发展方面的应用价值。
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3-5)。
表3-5 第三章第二节教学与评价目标
| 评价目标 | 水平1 | 水平2 | 水平3 |
| 理解温度、盐度和密度是海水重要的理化性质 | 能说出海水温度、盐度、密度的概念 | 能准确区分海水温度、盐度、密度的概念,理解概念的内涵 | |
| 运用图表等资料,说出海水温度、盐度、密度的分布特点及其原因 | 能根据图文资料,描述海水温度、盐度、密度的分布特点,说出它们的影响因素 | 能分析海水温度、盐度、密度分布的总体特点,分析影响海水温度、盐度、密度分布的主要因素 | 能准确分析海水温度、盐度、密度分布的特点,结合具体区域分析影响海水温度、盐度、密度分布的主要因素 |
| 运用图表、实例等资料,说明海水温度、盐度、密度对人类活动的影响 | 能说出海水温度、盐度、密度对人类活动的主要影响 | 能结合实例,分析海水温度、盐度、密度对人类活动的具体影响 | 能根据区域特征,结合资料,说明海水温度、盐度、密度对人类活动的综合影响 |
二、评价方法
1.纸笔测验。
命制试题时不能过度注重各个海区海水温度、盐度和密度数值特征的识记,而是要关注其特征的影响因素分析及其对人类活动的影响。例如,在评价学生是否理解海水温度、盐度、密度相互关系时,不能仅看学生能否从概念上说明其相互关系,更要看学生能否根据课本上温度、盐度、密度分布或变化图,结合具体区域加以说明。
2.课堂观察。
要紧扣重难点观察、评估学生的认知方法和思维水平。本节内容重在对海水性质与人类活动的分析,学生在分析时不仅要关注海水性质分布对人类活动的影响,还要关注海水性质变化对人类活动的影响。课堂上要关注学生从分布图等图表中提取信息的方法,观察学生对海水温度、盐度、密度的分布及其变化的理解。
3.表现记录。
综合思维的评价要放在具体情境中进行,本节重点关注学生借助图表等资料,从海水性质的影响因素出发分析海水性质分布特点的思维过程,以及举例说明海水性质对人类活动影响时的观念认同,进行等级评定。
三、评价示例(以教材中活动为例)
活动:分析红海盐度高、波罗的海盐度低的原因(材料略)
1.归纳红海、波罗的海地区的气候特征。
对本活动中学生的表现评价可参考表3-6。
表3-6 活动表现评价及样例
| 水平 | 表现 | 样例 |
| 水平1 | 能够读懂气温曲线图和降水量柱状图,说出气温、降水的特点 | 开罗气温高,降水少;柏林夏季气温高,冬季气温低,降水较多 |
| 水平2 | 能够结合开罗、柏林的地理位置和气候特征说出红海、波罗的海地区的气候特征 | 红海地区全年炎热干燥;波罗的海地区冬冷夏凉,降水较多 |
| 水平3 | 能够准确描述两地区的气候特征,并正确比较和归纳 | 红海地区为热带沙漠气候,全年炎热干燥,蒸发旺盛;波罗的海地区为温带大陆性向海洋性过渡的气候,蒸发较弱,降水较多,比较湿润 |
2.结合河流分布和流域气候特征,推测河流对两海域盐度的影响。
对本活动中学生的表现评价可参考表3-7。
表3-7 活动表现评价及样例
| 水平 | 表现 | 样例 |
| 水平1 | 能够说出气候对河流的影响,以及河流对注入海域盐度的影响 | 气候干燥,河流少;气候湿润,河流多;河流注入使得当地海域盐度减少 |
| 水平2 | 能够结合地图,说出红海、波罗的海沿岸地区河流分布情况和流域气候特征,以及河流对注入海域盐度的影响 | 红海沿岸地区气候干燥,河流稀少,注入红海的河流稀少,对红海的稀释作用弱;波罗的海沿岸地区气候较湿润,降水较多,河网密布,注入波罗的海的河流众多,冲淡海水盐度,因此波罗的海盐度低 |
| 水平3 | 能够综合分析气候对河流的影响以及气候和河流对盐度的影响,并结合地图,给出合理的解释 | 红海地区为热带沙漠气候,降水稀少,蒸发旺盛,蒸发量远大于降水量,海水盐度高;且因气候干燥,降水稀少,不利于河流发育,注入红海的河流稀少,对海水的稀释作用弱,因此红海的盐度高 |
| 波罗的海地区为温带大陆性向海洋性过渡气候,蒸发较弱,降水较多,降水量大于蒸发量,海水盐度低;且因气候湿润,河网密布,注入波罗的海的河流众多,对海水的稀释作用强,使波罗的海盐度进一步降低 |
3.分析红海、波罗的海与外海连通状况对盐度的影响。
对本活动中学生的表现评价可参考表3-8。
表3-8 活动表现评价及样例
| 水平 | 表现 | 样例 |
| 水平1 | 能够说出与外海连通状况对盐度的影响 | 与外海连通状况好,海水盐度受外海影响大;与外海连通状况差,海水盐度受外海影响小 |
| 水平2 | 能够结合地图,说出红海、波罗的海与外海连通状况,并分析其对盐度的影响 | 红海、波罗的海都比较封闭,与外海海水交换弱,盐度受外海影响小 |
4.分别总结红海盐度高、波罗的海盐度低的原因。
对本活动中学生的表现评价可参考表3-9。
表3-9 活动表现评价及样例
| 水平 | 表现 | 样例 |
| 水平1 | 能够说出1至2个影响盐度的因素 | 气候,河流注入 |
| 水平2 | 能够结合地图,从多要素相互影响角度分析红海、波罗的海盐度特点 | 红海沿岸地区气候干燥,降水稀少,蒸发旺盛,河流稀少,淡水注入少,盐度高;波罗的海地区气候湿润,蒸发较弱,降水较多,河网密布,淡水注入多,盐度低 |
| 水平3 | 能够综合各要素,系统分析盐度的影响因素,并结合地图,给出合理的解释 | 略 |