運(yùn)用建模優(yōu)化學(xué)生思維結(jié)構(gòu)——以地理《工業(yè)區(qū)位分析建模與應(yīng)用》復(fù)習(xí)課為例

同濟(jì)大學(xué)第一附屬中學(xué)（200438） 劉育蓓

面對綜合性、開放性的地理問題，學(xué)生常常感到很棘手。而在以“采分點(diǎn)”為主要評分方式的評卷中，兩個邏輯思維能力相差甚遠(yuǎn)的學(xué)生，其得分可能相差無幾，盡管其中某位學(xué)生的答案可能是在一大堆上下全無邏輯關(guān)系的文字里偶然出現(xiàn)的“標(biāo)準(zhǔn)答案”。[1]這就給師生改進(jìn)教學(xué)帶來困惑。彼格斯的SOLO分類理論認(rèn)為，人們回答問題時(shí)所表現(xiàn)出來的思維結(jié)構(gòu)，可以從能力、思維操作、一致性與收斂、應(yīng)答結(jié)構(gòu)四個方面加以檢測和區(qū)分，進(jìn)而劃分為五個不同的思維水平層次。據(jù)此，筆者設(shè)想可否引導(dǎo)學(xué)生站在命題者的角度來審視問題，領(lǐng)會命題意圖，建構(gòu)層級分明、可辨析、可檢測的思維分析模型，再調(diào)動已有的知識儲備，合理組織并準(zhǔn)確表達(dá)，從而避免盲目答題，最終達(dá)到優(yōu)化思維結(jié)構(gòu)的目標(biāo)?！豆I(yè)區(qū)位分析建模與應(yīng)用》復(fù)習(xí)課即是一次有益的嘗試。

一、思維模型建構(gòu)的流程

1.預(yù)先復(fù)習(xí)，準(zhǔn)備知識

區(qū)位分析的理論知識是建模的基礎(chǔ)。教師可以在課前指導(dǎo)學(xué)生按以下要求進(jìn)行“工業(yè)區(qū)位分析”的預(yù)復(fù)習(xí)：①整理核心知識點(diǎn)，嘗試建立各知識點(diǎn)間的內(nèi)在聯(lián)系；②完成預(yù)練習(xí)，并提出復(fù)習(xí)中的問題；③將預(yù)復(fù)習(xí)成果通過校園平臺上傳，同學(xué)之間相互交流學(xué)習(xí)。通過查看學(xué)生預(yù)復(fù)習(xí)的情況，有助于教師以學(xué)定教：利用平臺進(jìn)行個別指導(dǎo)，或利用課前2分鐘對知識梳理中的共性問題進(jìn)行全體輔導(dǎo)。

2.品讀試題，搭建支架

建構(gòu)主義認(rèn)為，教學(xué)不是知識的傳遞，而是知識的處理和轉(zhuǎn)換。主張用探索法、發(fā)現(xiàn)法去建構(gòu)知識的意義。在建構(gòu)意義的過程中，要求學(xué)生主動去搜集并分析有關(guān)的信息和資料，對所學(xué)習(xí)的問題要提出各種假設(shè)并努力加以驗(yàn)證。[2]

命題者為什么要出這樣的題目？涉及到哪些知識、原理？換一個方式還可以怎么命題？如果學(xué)生能追本溯源，領(lǐng)會“何以出此題”，后面的分析自然迎刃而解。為此，筆者在教學(xué)設(shè)計(jì)中，精選材料分析題中的設(shè)問部分，讓學(xué)生品讀試題并連線分析（圖1），從中體會、感悟命題意圖，明確問題類型和題目要求。例如，是要求分析區(qū)位因素還是進(jìn)行區(qū)位選擇？區(qū)位分析對象是某個區(qū)域還是某個工業(yè)部門的區(qū)位？題目是從哪個角度進(jìn)行考查的？（本節(jié)課的重點(diǎn)是區(qū)位分析，區(qū)位選擇的試題教師可以口頭補(bǔ)充）。

圖1 典型問題品讀

指導(dǎo)學(xué)生品題連線時(shí)，教師可以啟發(fā)學(xué)生：①先中間后兩邊。從分析要點(diǎn)出發(fā)，找出對應(yīng)的問題和考查角度。②圈劃問題中的關(guān)鍵詞，得出分析要點(diǎn)。③先易后難。④先自主學(xué)習(xí)，再合作討論。

由于搭建的支架充分考慮了學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，絕大多數(shù)學(xué)生能順利完成任務(wù)。連線的過程有助于學(xué)生在基礎(chǔ)知識與考查內(nèi)容之間建立聯(lián)系，為建模奠定基礎(chǔ)。圈劃關(guān)鍵詞則有助于學(xué)生養(yǎng)成認(rèn)真審題的好習(xí)慣。品題過程中，有學(xué)生提出“分析東汽從十堰搬遷到武漢的主要原因”，既屬于動態(tài)分析，也屬于比較分析。這既體現(xiàn)了問題的綜合性，也體現(xiàn)了學(xué)生思維的廣闊性，值得鼓勵。

3.建構(gòu)模型，掌握關(guān)系

建立模型是研究系統(tǒng)的重要手段和前提。概念圖就是側(cè)重于知識及其間關(guān)系的建模。但基于問題解決的區(qū)位分析建模，高一學(xué)生還比較陌生。試講中也發(fā)現(xiàn)，如果讓學(xué)生自行完成，一是大多停留在“就事論事”階段，不能把已有的區(qū)位分析理論知識與具體要解決的問題進(jìn)行有機(jī)聯(lián)系；二是課堂時(shí)間有限，40分鐘很難完成。因此，教師輔助建構(gòu)一個思維框架（圖2），就顯得很有必要。

通過分析、歸納，將具體的問題轉(zhuǎn)化為抽象的模型，將概念化的知識進(jìn)行轉(zhuǎn)化，形成易于理解又便于操作的分析框架，可以進(jìn)一步幫助學(xué)生從整體上把握區(qū)位分析的結(jié)構(gòu)與要素，體會分層、分類的思想，理解區(qū)位因素與考查角度和分析要點(diǎn)之間的關(guān)系，提高邏輯思維能力，促進(jìn)學(xué)生對知識的主動發(fā)現(xiàn)和有意義建構(gòu)，體會探究的樂趣。

圖2 工業(yè)區(qū)位分析模型

4.實(shí)踐體會，學(xué)以致用

學(xué)生學(xué)會了，卻不會解題，是教學(xué)中常見的現(xiàn)象。建模完成后，還需要教師智慧地運(yùn)用一些教學(xué)策略和方法，指導(dǎo)學(xué)生順利完成“實(shí)踐——理論——再實(shí)踐”的過程，讓學(xué)生學(xué)會運(yùn)用模型分析問題，掌握正確的解題思路和規(guī)范的表達(dá)方式。

應(yīng)用環(huán)節(jié)，筆者運(yùn)用預(yù)復(fù)習(xí)中的典型題目及常見錯誤作為教學(xué)資源，設(shè)計(jì)了“判斷”、“編題”、“示范”和“點(diǎn)評”四個活動。

典型例題：讀攀枝花地區(qū)的產(chǎn)業(yè)發(fā)展材料，回答問題。

材料一：攀枝花市位于四川西南邊陲川滇交界部、雅礱江與金沙江匯合處（圖3）。1965年為開發(fā)攀枝花鐵礦資源，攀枝花開發(fā)建設(shè)成為我國西南重要的鋼鐵工業(yè)基地。由于該市位于高山峽谷中，因此很難找到超過3km2平坦寬闊的平地。

圖3 攀枝花地區(qū)簡圖

材料二：20世紀(jì)末，隨著西部大開發(fā)和當(dāng)?shù)刭Y源綜合利用的逐步深入，當(dāng)?shù)卣e極建設(shè)攀（攀枝花）昆（昆明）高速公路和攀枝花機(jī)場，加大對國內(nèi)外市場的開放力度，采用高新技術(shù)改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，促進(jìn)了新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。攀枝花還充分利用當(dāng)?shù)氐锰飒?dú)厚的自然條件，與中國科學(xué)院、西南農(nóng)業(yè)大學(xué)等開展科技合作與交流，大力發(fā)展特色農(nóng)業(yè)和依山而建的“立體農(nóng)業(yè)”，推動了整個產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略性調(diào)整和優(yōu)化。

1.簡述60年代攀枝花市發(fā)展鋼鐵工業(yè)的主要區(qū)位條件。

2.圖示地區(qū)發(fā)展煉銅工業(yè)的主要優(yōu)勢區(qū)位條件有哪些？

3.攀枝花鋼鐵公司為了擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模，擬搬離攀枝花市，主導(dǎo)因素是什么？

4.20世紀(jì)末，攀枝花地區(qū)的工業(yè)區(qū)位發(fā)生了較大的變化，其中變化較大的有哪些？

要求：

1.通過圈劃關(guān)鍵詞，快速判斷上述問題的考查角度。

2.按照下列考查角度編一道問題：

①單因素分析；

②辯證分析；

③比較分析。

通過判斷和編題，能及時(shí)檢測、反饋學(xué)生對區(qū)位分析模型的理解、掌握程度。特別是通過相互糾正編題中出現(xiàn)的錯誤，能促進(jìn)學(xué)生對區(qū)位分析的全面、深入理解。如學(xué)生甲提出“說明攀枝花地區(qū)開發(fā)鐵礦資源的優(yōu)勢與劣勢”，學(xué)生乙馬上糾正：“應(yīng)改為分析攀枝花建鋼鐵廠的優(yōu)勢與劣勢”。編題還有助于發(fā)展學(xué)生的發(fā)散性思維。例如，有學(xué)生提到“攀鋼在西南，可以將西南與西北發(fā)展鋼鐵工業(yè)的條件作比較”，或者“比較攀鋼與寶鋼的區(qū)位條件”。當(dāng)然，教師可以在學(xué)生未想到處予以點(diǎn)撥：除了進(jìn)行區(qū)域比較，還可以結(jié)合材料二，從時(shí)間上進(jìn)行縱向比較。

在分析解題思路時(shí)，筆者以第1題為例進(jìn)行示范指導(dǎo)。強(qiáng)調(diào)要將模型與給定區(qū)域的材料相結(jié)合，進(jìn)行全面、具體的分析，進(jìn)而在“欲知”與“已知”之間搭建橋梁，并對這種聯(lián)系加以認(rèn)真思考。因?yàn)椤奥?lián)系”與“思考”是意義構(gòu)建的關(guān)鍵，如果將個體構(gòu)建與合作交流、討論相結(jié)合，則學(xué)生意義構(gòu)建的效率會更高、質(zhì)量會更好。[3]通過示范、交流，師生一起總結(jié)出解析問題的具體步驟：①判斷“信息源”，即依據(jù)設(shè)問指向的問題類型和考查角度，判斷從哪些材料中獲取信息。②提取信息。通過認(rèn)真閱讀圖例，圈劃文中與區(qū)位因素相關(guān)的關(guān)鍵詞，尋找信息、找全信息。③理答。將獲取信息按照一定的邏輯結(jié)構(gòu)進(jìn)行整理，使用規(guī)范的術(shù)語進(jìn)行科學(xué)、合理的表達(dá)。

在理答環(huán)節(jié)，先讓學(xué)生點(diǎn)評精選的預(yù)練習(xí)答案，再完成圖4的填空。通過討論，學(xué)生梳理出表達(dá)中常見問題如下：①“大包圍”（未根據(jù)給定材料回答）。②不完整（遺漏主要因素）。③不具體（未結(jié)合特定區(qū)域）。④層次不清。⑤前后矛盾。⑥語言啰嗦。同時(shí)，也歸納出優(yōu)秀的理答應(yīng)具備以下要素：①點(diǎn)列式分析，層次清楚。②先分析自然因素，后經(jīng)濟(jì)社會因素。③結(jié)合所在區(qū)域特點(diǎn)進(jìn)行分析，而不是籠統(tǒng)的陳述。

圖4 解析思路與規(guī)范表達(dá)

將常見“錯誤”作為教學(xué)資源，容易引發(fā)學(xué)生的興趣和共鳴。通過評價(jià)和填圖練習(xí)，學(xué)生對區(qū)位分析的步驟、模式、表達(dá)的層次、要點(diǎn)、順序等更加清晰而且印象深刻。

5.拓展遷移，總結(jié)提高

教學(xué)至此，絕大部分學(xué)生的思維水平可以達(dá)到彼格斯SOLO分類理論中的“關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)”層次。為了讓學(xué)生帶著問題走出課堂，可以根據(jù)學(xué)情，設(shè)計(jì)兩個不同層次的拓展問題。

一是平行拓展：借鑒工業(yè)區(qū)位分析模型，構(gòu)建農(nóng)業(yè)、商業(yè)及其他產(chǎn)業(yè)部門（如航天發(fā)射場、港口、水庫）的區(qū)位分析模型，引導(dǎo)學(xué)生舉一反三，在比較中提升邏輯思維能力。

二是抽象拓展：關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)的回答仍然局限在具體經(jīng)驗(yàn)之上。[4]如果學(xué)生能主動聯(lián)系、聯(lián)想到材料中未給出的相關(guān)假設(shè)進(jìn)行思考，其思維品質(zhì)，特別是創(chuàng)新思維將得到進(jìn)一步提升。筆者請學(xué)生嘗試根據(jù)寶鋼部分搬遷的材料編題，進(jìn)一步體會工業(yè)區(qū)位因素及其變化。鼓勵、啟發(fā)學(xué)生大膽質(zhì)疑，發(fā)散思維，除了會提“是什么、為什么”之類的理解性問題，還要勇于和學(xué)會提出批判性問題（如“為什么不是”、“可否不是”、“如果不是會怎樣”）。

最后，師生共同總結(jié)：梳理建模思路與方法，明確區(qū)位分析基本原則，感悟人地協(xié)調(diào)觀。教師指出，從區(qū)位分析到區(qū)位選擇的過程，體現(xiàn)了“評估—決策”的一般問題分析的基本思路，也是生涯規(guī)劃的基本原則，引導(dǎo)學(xué)生感悟地理與生活、地理與人生的關(guān)系。

二、結(jié)論與思考

1.建模有利于優(yōu)化學(xué)生的思維結(jié)構(gòu)

運(yùn)用建模，可以有效地引導(dǎo)學(xué)生從全新的視角來審視學(xué)習(xí)內(nèi)容，以更寬廣的視野來建立知識體系。建模需要學(xué)生整合已知信息，通過分析與綜合、演繹與歸納、分類與比較、局部與整體、微觀與宏觀、靜態(tài)與動態(tài)等方法，根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)和理解，將所學(xué)內(nèi)容進(jìn)行解構(gòu)與重構(gòu)，在優(yōu)化知識結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，建立知識之間的本質(zhì)聯(lián)系而非表層記憶，進(jìn)而形成清晰可辨的思維結(jié)構(gòu)，提高綜合分析能力與表達(dá)能力。建模也是一個自我審視的過程。學(xué)生對同一問題的理解、表達(dá)方式可能有差異，教師應(yīng)鼓勵學(xué)生有不同的建模方式，借助建模展示和暴露內(nèi)在思維，并在比較、學(xué)習(xí)和糾正中達(dá)到對思維結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和完善。

2.建模有利于發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)造性思維

建模過程中，需要學(xué)生盡可能多地在問題線索與相關(guān)素材之間建立多維聯(lián)系，逐步經(jīng)歷“從根據(jù)幾個有限的、孤立的事件進(jìn)行概括”到“能在設(shè)定的情景或已經(jīng)歷的經(jīng)驗(yàn)范圍內(nèi)利用相關(guān)知識進(jìn)行概括”，更進(jìn)一步的要求是“能對未經(jīng)歷的情景進(jìn)行概括”[5]、評價(jià)、預(yù)測和決策。本例中，學(xué)生不僅能進(jìn)行知識的歸類和具體化運(yùn)用，提高邏輯思維能力，而且通過平行拓展和抽象拓展，可以有效促進(jìn)學(xué)生高階思維和創(chuàng)新思維的發(fā)展。建模方式的多樣化，本身就是創(chuàng)造性思維的一種體現(xiàn)。遺憾的是，在本例中，還沒有給學(xué)生足夠的時(shí)空來生成，這也是今后的教學(xué)中要改進(jìn)的。

3.建模有賴于教師搭建合適的學(xué)習(xí)支架

學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)是有條件的，當(dāng)條件成熟時(shí)，學(xué)生的學(xué)習(xí)方能水到渠成。大部分高一學(xué)生的思維水平正處于從“多點(diǎn)結(jié)構(gòu)”向“關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)”躍升的階段，尚需要教師創(chuàng)造條件，幫助學(xué)生“跳一跳能夠摘到桃子”。因此，教師在教學(xué)設(shè)計(jì)中首先要科學(xué)分析教學(xué)內(nèi)容，找準(zhǔn)建模“切入口”，確定建模類型，如概念建構(gòu)思維模型、過程型思維模型、因果推導(dǎo)思維模型、因素影響思維模型、空間思維模型、地圖信息思維模型、圖表判讀思維模型、綜合分析思維模型等。其次，在具體的教學(xué)策略與方式方法上，要考慮學(xué)生的起點(diǎn)，把握教學(xué)梯度，將建模及應(yīng)用任務(wù)進(jìn)行合理分解，使之可操作、可檢測，便于學(xué)生自我評估。

[1]彭榮.談開放性試題和地理思維能力評價(jià)的整合[EB/OL].http://res.hersp.com/content/1656917, 2012.5.16.

[2][3]何克抗.建構(gòu)主義──革新傳統(tǒng)教學(xué)的理論基礎(chǔ)[J].電化教育研究, 1997(3): 3-9.

[4][5]John B.Biggs,Kevin F.Collis, 高凌飚, 張洪巖.學(xué)習(xí)質(zhì)量評價(jià): SOLO分類理論(可觀察的學(xué)習(xí)成果結(jié)構(gòu))[M].北京: 人民教育出版社, 2010.