初中九年级地理：探秘“陇电入湘”工程-“风光火储一体化”特高压与区域协调发展教学设计

初中九年级地理：探秘“陇电入湘”工程——“风光火储一体化”特高压与区域协调发展教学设计

  一、教学理念与设计思路

  本教学设计以《义务教育地理课程标准（2022年版）》为根本遵循，立足于发展学生核心素养，即人地协调观、综合思维、区域认知和地理实践力。设计核心思路是“以真实、复杂的地理问题驱动深度学习”，将我国首个“风光火储一体化”送出的特高压直流工程——“陇东-山东±800千伏特高压直流工程”（业界俗称“陇电入湘”的先行实践与战略延伸，教学中可聚焦于从甘肃到山东的能源走廊）这一国家重大工程作为超级情境和核心案例。

  教学摒弃对时事热点的简单新闻复述，而是将其重构为一个具有探究纵深的“地理工程项目”。通过模拟“国家电网少年规划师”的角色，引导学生从地理学者的视角，亲历“区位评估-系统解构-影响分析-战略展望”的完整探究链条。该设计深度融合了自然地理（气候、地形、资源分布）、人文地理（人口、产业、区域发展）以及相关的物理（能量转换与输送）、工程技术（电力系统）原理，体现了鲜明的跨学科主题学习特征。教学过程强调证据的获取、逻辑的推理、系统的权衡与创新的构想，旨在培养学生面对国家重大战略议题时所应具备的全局视野、辩证思维与社会责任感，实现从知识学习到素养生成的关键跃迁。

  二、教学背景与学情分析

  本次教学面向初中九年级学生。在知识基础上，学生已经系统学习了中国自然地理概况（包括地形、气候、河流、自然资源分布）与中国经济地理（包括农业、工业、交通运输业分布及区域发展差异）。对于“西气东输”、“南水北调”等重大跨区域资源调配工程有初步了解，但多停留在知其然的层面，对工程背后的复杂性、技术集成性及决策的多维权衡缺乏深入认知。

  在认知心理与能力层面，九年级学生抽象逻辑思维迅速发展，开始能够理解和处理包含多个变量和层次的系统性问题，对具有现实意义和挑战性的课题表现出浓厚兴趣。然而，他们综合运用多领域知识解决复杂问题的能力尚在形成中，容易陷入单一因素决定论或观点片面化的误区。因此，本设计通过搭建结构化的问题阶梯、提供多元化的学习支架（如地图图层、数据卡片、原理动画），将庞杂的工程系统分解为可探究的模块，再引导进行综合集成，符合学生的认知发展规律，能够有效激发其探究潜能，锻炼其高阶思维。

  三、教学目标

  （一）核心素养目标

  1.区域认知：能够从多尺度（全国、区域、地方）分析“陇电入湘”类工程输电端（甘肃陇东）、受电端（山东）及沿途的区域特征，理解区域差异是资源跨区域调配的根本前提；并能从动态视角分析工程对相关区域未来发展定位的潜在重塑作用。

  2.综合思维：能够系统梳理“风、光、火、储”四种能源要素的自然地理基础、技术经济特性及其在时空上的互补关系，理解“一体化”设计的系统优化逻辑；能够综合自然、经济、社会、技术等多重要素，辩证评价特高压输电工程带来的利与弊。

  3.人地协调观：深刻理解此项工程是人类通过技术创新，优化能源资源配置、促进减排降碳、协调区域发展的重要实践；能够基于可持续发展理念，对工程的生态影响、社会效益进行审慎思考，并提出趋利避害的合理化建议。

  4.地理实践力：通过模拟规划、数据分析、地图绘制、论证辩论等课堂活动，提升获取和处理地理信息、设计探究方案、用地理语言表达和交流的能力。

  （二）具体学习目标

  1.知识与技能：能指图说明“陇东-山东”特高压直流工程的主要路径及关键节点；阐述“风能”、“光能”、“火电”（此处指清洁高效煤电）和“储能”的发电/储电原理及其地理分布条件；解释特高压直流输电的技术优势及其在解决能源供需空间错配问题中的作用；分析此类工程对输出区、输入区及沿线地区在经济、社会、环境方面的多重影响。

  2.过程与方法：经历“提出驱动性问题→收集与分析地理信息→构建概念模型→进行综合论证→形成决策建议”的完整探究过程；学会运用叠加分析、对比分析、系统分析等方法研究复杂地理事象。

  3.情感、态度与价值观：感受国家在重大能源基础设施领域的建设成就与科技自立自强的决心；树立能源安全意识与可持续发展观念；激发对国家战略工程的关注热情与未来投身相关领域建设的志向。

  四、教学重点与难点

  （一）教学重点

  1.“风光火储一体化”系统的地理基础与互补逻辑：理解四种能源如何依托当地特定的自然与人文条件形成组合，并通过储能和电网调度实现稳定输出。

  2.特高压直流输电工程作为“地理解决方案”的战略价值：从空间相互作用视角，理解其如何重构国家能源地理格局，促进能源富集区与能源消费区的协调发展。

  （二）教学难点

  1.从单一工程到普适模式的思维迁移：引导学生超越本案例，抽象概括出“多能互补+特高压外送”模式对于我国实现“双碳”目标、优化生产力布局的普遍意义。

  2.综合影响的多维度辩证评估：引导学生不是简单地罗列利弊，而是能权衡不同区域、不同群体、短期与长期、经济与环境之间的复杂关系，形成有依据的、平衡的观点。

  五、教学准备

  （一）教师准备

  1.开发并整合多媒体资源包：包括“陇东-山东”工程线路动画演示；“风、光、火、储”发电原理与特高压输电原理的科普微视频（3-5分钟/个）；甘肃陇东、山东及沿线典型区域的高清遥感影像与地理景观图片。

  2.设计并制作探究学习工具包：

    （1）《“少年规划师”工作手册》：内含驱动性问题链、探究任务单、地图绘制底图、数据记录表、论证框架模板等。

    （2）地理信息卡片组：包括中国年太阳总辐射量分布图、中国风能资源分布图、中国煤炭资源分布图、中国人口密度与GDP分布图、中国主要城市群分布图等图层卡片（可叠加的透明胶片或电子图层）。

    （3）角色扮演卡片：分别代表“输出地政府官员”、“输入地企业代表”、“生态环保专家”、“电网工程师”、“沿途居民”等不同利益相关方，附有其核心关切与立场要点。

  3.布置教室环境：形成利于小组协作的“项目工位”，配备可书写和粘贴的展示板。

  （二）学生准备

  1.知识预习：复习中国自然资源的分布特点、区域发展差异、西气东输等已学案例。

  2.小组组建：4-5人一组，组内初步分工（如资料员、绘图员、发言人、协调员等）。

  六、教学实施过程（共3课时，135分钟）

  （一）第一课时：情境锚定——发现国家的“能源地理命题”

    阶段一：创设情境，发布挑战（预计时间：15分钟）

  教师活动：播放一段精心剪辑的短片。前半部分展现山东沿海城市夜晚璀璨的灯火、繁忙的智能工厂、蓬勃发展的数据中心集群，同时叠加字幕显示其巨大的、持续增长的电力需求与面临的减排压力。后半部分镜头切换至甘肃陇东的广袤原野，风力发电机巍然耸立、光伏板如蓝色海洋般铺展，丰富的煤炭资源深埋地下，但画面同时提示当地经济发展相对滞后，清洁能源存在“弃风弃光”现象。短片最后定格在一张中国地图上，山东与甘肃之间以一条醒目的虚线连接，并浮现出核心驱动性问题：“如何将陇东的‘风光无限’转化为山东的‘稳定灯火’，同时助力国家‘双碳’战略？”

  教师随即化身“国家能源规划委员会特聘顾问”，向全体学生发布“国家电网少年规划师”招募令与核心挑战任务：“请各规划团队，为连接甘肃能源富集区与山东负荷中心的电力新通道，设计一套科学、可靠、绿色的可行性方案，并准备在模拟论证会上进行陈述答辩。”

  学生活动：观看短片，感受强烈的区域对比与能源供需矛盾，被核心问题所吸引。各小组领取《“少年规划师”工作手册》，阅读挑战任务，明确学习目标，进入“规划师”角色。

    阶段二：初探格局，明晰“为何建在此”（预计时间：30分钟）

  教师活动：提出子问题一：“这条能源‘新动脉’的起点为何选在甘肃陇东，终点为何锚定山东？请从地理视角给出令人信服的理由。”引导学生回顾中国资源与人口经济分布“逆向”的宏观格局。分发地理信息卡片组，指导学生进行“地图叠加探究”。

  学生活动：小组协作，将“太阳能资源图”、“风能资源图”、“煤炭资源图”叠加，发现陇东地区“风光火”资源俱佳，禀赋优越。再将“人口密度图”、“GDP分布图”叠加，明确山东作为经济大省、人口大省的巨大能源消费需求。通过对比分析，从“资源供给”和“市场需求”两个基本地理维度，论证工程选址的必然性与合理性。在工作手册的地图底图上，初步标注出起点、终点，并尝试描绘可能的粗略路径（考虑地形阻隔、城市分布等）。

  师生互动与小结：教师巡视指导，邀请2-3个小组展示其叠加分析结论和初步路径设想。教师总结强调：重大工程选址是多重地理条件综合约束与选择的结果，陇东的“多能互补”潜力和山东的“市场消纳”能力共同构成了该工程的空间逻辑基础。

  （二）第二课时：系统解构——揭秘“风光火储一体化”与特高压技术

    阶段三：深度探究“一体化”智慧（预计时间：25分钟）

  教师活动：提出子问题二：“‘风光火储’四个字看似简单，其背后是如何实现‘一体化’协同的？这体现了怎样的地理思维与工程智慧？”首先，播放四个简短的原理微视频，帮助学生建立对风电、光伏、清洁煤电、电化学储能等技术的基本认知。接着，抛出关键探究点：“风电、光伏具有间歇性、波动性，如何保证送往山东的电流是稳定可靠的？”

  学生活动：小组结合视频知识与教师提供的补充资料（如陇东地区典型日的风速、日照变化数据曲线），开展“角色扮演式”研讨。组内成员分别模拟“风电经理”、“光伏经理”、“火电经理”和“储能经理”，阐述各自“产品”（电力）的特性（如：“我风电白天夜间都能发，但风大了小了出力不稳”；“我光伏只在白天工作，中午强早晚弱”）。随后，小组共同讨论如何“排兵布阵”，设计一个模拟的“一周调度方案”：在什么天气条件下，以哪种电源为主，哪种电源调峰，储能何时充电、何时放电，才能平滑输出曲线。用示意图或简单的时间序列图展示本组的“一体化”调度策略。

  师生互动与小结：教师引导各组分享调度方案，并故意设置“连续无风阴雨天”等极端情境进行压力测试，引发学生对火电“压舱石”作用、储能“稳定器”价值的深度思考。最终师生共同建构起“多能互补、储能缓冲、智能调度”的系统模型，理解“一体化”正是通过时空互补和技术集成，将不稳定的可再生能源转化为稳定可控的绿色电力商品，是对自然地理条件的高阶开发利用。

    阶段四：剖析特高压“高速路”（预计时间：20分钟）

  教师活动：提出子问题三：“电力‘货物’准备好了，如何跨越千山万水高效送达？为什么必须是‘特高压’？”展示普通高压输电与特高压输电在输送容量、距离、损耗等方面的对比数据表。播放特高压直流输电技术原理动画，重点解释其“点对点、大容量、远距离、低损耗”的技术经济特性。

  学生活动：结合中国地形图，分析从陇东到山东沿途可能经过的主要地形区（黄土高原、华北平原等），评估输电线路建设可能面临的自然挑战（如穿越山区、黄河等）。小组讨论：对比传统铁路运煤发电模式与特高压输电模式，从土地占用、运输成本、环境影响、能源效率等角度，列表分析其优劣。理解特高压不仅是技术突破，更是一种优化资源配置效率、减轻交通和环境压力的“地理解决方案”。

  （三）第三课时：综合评估与展望——工程的区域影响与未来启示

    阶段五：多维影响辩证评估（预计时间：30分钟）

  教师活动：提出子问题四：“这条跨越千里的‘电力长城’，将如何改变两端乃至沿途地区的‘命运’？”引导学生从输出区、输入区、沿线三个空间维度，以及经济、社会、环境三个影响维度进行综合评估。分发“角色扮演卡片”，组织“模拟听证会”。

  学生活动：各小组在内部讨论形成初步评估意见后，根据抽签或指派，代表某一特定利益相关方（如“输出地政府官员”关注税收、就业、产业升级；“输入地企业代表”关注电价、供电可靠性、减排指标完成；“生态环保专家”关注水土保持、生物多样性、碳排放转移等），进行观点陈述与辩论。要求每个观点必须基于地理事实或合理推测，例如：“作为输出地官员，我们认为工程将推动本地从单纯卖资源到发展高端装备制造、运维服务等配套产业，促进经济结构转型，但我们也关注生态红线的严格管控……”

  师生互动与小结：教师担任听证会主席，引导各方充分表达、质询与回应。最后，教师进行总结梳理，强调重大工程的影响具有复杂性和多面性，决策与实施过程需要科学评估、统筹兼顾，寻求整体效益最大化与负面影响的精细化管控，这正体现了“人地协调”的深刻内涵。

    阶段六：模式升华与创意拓展（预计时间：15分钟）

  教师活动：提出终极拓展问题：“‘陇东-山东’模式能否？它为我国乃至全球的能源地理格局优化提供了哪些中国智慧？”展示中国“九大清洁能源基地”与“主要负荷中心”的分布图，引出国家“西电东送”战略升级版图。

  学生活动：各小组化身为“未来能源战略家”，选择另一个潜在的“多能互补”基地（如新疆、青海、内蒙古等）与一个目标市场，进行概念性的方案构思。在空白中国地图上简要勾勒新的“电力丝绸之路”，并为其命名，撰写一句体现其战略价值的宣传语（如：“金沙江上水光舞，粤港澳区亮明珠”）。

  师生互动与课程总结：邀请小组展示其创意构想，教师给予鼓励性点评。最后，教师进行课程总结，将本案例升华至国家能源安全、区域协调发展、生态文明建设与科技创新的战略高度，激励学生持续关注国家发展，运用地理智慧预见并参与塑造未来。

  七、教学评价设计

  本教学采用“过程性评价与终结性评价相结合、多元主体参与”的评价体系，聚焦核心素养的表现性评价。

  1.过程性评价（占比60%）：

    （1）探究活动参与度：通过课堂观察记录学生在小组讨论、角色扮演、模拟听证会中的参与积极性、合作态度与贡献度。

    （2）《“少年规划师”工作手册》完成质量：检查其中的地图绘制、数据分析记录、调度方案设计、论证要点整理等，评估其信息处理、逻辑思维与动手实践能力。

    （3）阶段性成果展示：对各小组在“地图叠加分析”、“一体化调度方案”、“模拟听证陈述”等环节的表现进行小组互评与教师点评。

  2.终结性评价（占比40%）：

    （1）小组最终成果：《“XX（自拟名）电力新通道”可行性研究报告》摘要版（图文结合，包括选址论证、系统设计、影响评估与风险应对等内容）。

    （2）个人反思报告：要求学生以“我眼中的国家工程与地理智慧”为题，撰写一篇短文，阐述个人在学习过程中的核心收获、观念转变及仍存的疑问，评价其综合思维与人地协调观的深化程度。

  3.评价主体：教师评价、小组互评、学生自评相结合。

  八、教学反思与拓展延伸

  （一）预期教学效果反思

  通过本项目的学习，预期学生能够超越对单一工程的知识性了解，建立起