認知地圖理論在初中地圖教學(xué)中的應(yīng)用

劉義龍王仲智

（1. 徐州經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)高級中學(xué), 江蘇 徐州 221131; 2. 江蘇師范大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院, 江蘇 徐州 221131）

認知地圖理論在初中地圖教學(xué)中的應(yīng)用

劉義龍1王仲智2

（1. 徐州經(jīng)濟技術(shù)開發(fā)區(qū)高級中學(xué), 江蘇 徐州 221131; 2. 江蘇師范大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院, 江蘇 徐州 221131）

一、引言

1.認知地圖概述

認知地圖一詞，最早出現(xiàn)于美國心理學(xué)家愛德華?托爾曼于1948年發(fā)表的文章“Cognitive map in the rats and men”中。他以老鼠作為實驗對象，研究它們在迷津中的尋址能力，進而提出認知地圖是一種空間信息在人腦中的具體表象。[1]1955年，美國心理學(xué)家凱利提出，認知地圖是人們用來把握與理解人們周圍世界的方法，從而賦予了認知地圖在個人構(gòu)建知識中的價值[2]。之后，羅伯特?阿克塞爾羅德的“決策結(jié)構(gòu)一文突出了因果關(guān)系在認知地圖中的作用與地位，并提出通過建立因果關(guān)系鏈幫助決策者進行管理、分析，從而做出一個更為全面的決策[3]。認知地圖進入心理學(xué)領(lǐng)域后，引起了學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注，從而促使其迅速發(fā)展，并逐步應(yīng)用到各種研究領(lǐng)域。

認知地圖是指借助知識結(jié)構(gòu)圖形化方法，對地理學(xué)習(xí)要素的空間環(huán)境信息進行加工整合并在腦中形成的主觀意象。它不僅能為學(xué)生學(xué)習(xí)提供指導(dǎo)，而且能夠體現(xiàn)他們的邏輯和思想脈絡(luò)，完善教師和學(xué)生之間的教學(xué)交流方式。

2.認知地圖現(xiàn)狀分析

基于認知地圖理論，通過調(diào)查183名學(xué)生，經(jīng)過分析得出結(jié)論：經(jīng)過一年多的地理學(xué)習(xí)，學(xué)生對世界主要國家的區(qū)域位置有些了解，方位判別能力基本合格，但學(xué)生頭腦中并沒有形成完整的認知地圖，運用經(jīng)緯網(wǎng)確定區(qū)域位置還存在一定的困惑，對空間距離的估算等問題領(lǐng)域的掌握能力也比較薄弱。

二、認知地圖在初中地圖教學(xué)中的運用

基于上文中對初中生認知地圖現(xiàn)狀的分析，說明在教學(xué)中，教師對學(xué)生認知地圖能力的培養(yǎng)還比較薄弱。本文主要介紹初中地圖教學(xué)中運用認知地圖的一般原則、運用策略及教學(xué)中認知地圖的繪制步驟。

1.認知地圖在初中地圖教學(xué)中的一般運用原則

(1)充分了解學(xué)生的認知水平

學(xué)生的認知水平是地理教學(xué)設(shè)計的主要依據(jù)之一，它在某種程度上決定了教學(xué)目標(biāo)的實現(xiàn)與否。著名心理學(xué)家皮亞杰認為，形式運算階段是兒童思維發(fā)展的高級階段。在此階段，兒童抽象思維能力得到很好地發(fā)展。兒童可以將內(nèi)容與形式加以區(qū)分并能用運算符號代替認知對象。[4]初中生的年齡多在12歲左右，他們已具備一定的抽象思維能力和獨立處理假設(shè)問題的能力。因此，在教學(xué)中教師可以運用多種圖形來訓(xùn)練學(xué)生的認知地圖能力。如構(gòu)建地球自轉(zhuǎn)方向的認知地圖，先讓學(xué)生根據(jù)自西向東的指令繪制地球自轉(zhuǎn)方向示意圖，根據(jù)學(xué)生繪制結(jié)果，教師展示地球自轉(zhuǎn)側(cè)視圖和兩個俯視圖；接著讓學(xué)生觀察示意圖，修訂自己繪制的圖形并附文字說明地球自轉(zhuǎn)方向。這個過程符合學(xué)生的認知水平，對訓(xùn)練他們認知地圖能力具有重要的教學(xué)意義。

(2)認知地圖要具有一定的動態(tài)性

在地圖教學(xué)中，構(gòu)建學(xué)生認知地圖時需要考慮相關(guān)變量因素，如認知地圖的主觀性、地圖的多樣性和復(fù)雜性、課堂生成的教學(xué)現(xiàn)象等。這些變量都會影響到學(xué)生認知地圖的構(gòu)建。因此，在訓(xùn)練學(xué)生認知地圖能力時需要保留一定的余地來滿足未知的變化，從而保證學(xué)生認知地圖能力不斷得到更新和拓展。

(3)認知地圖要體現(xiàn)一種學(xué)習(xí)工具的作用

在地圖教學(xué)中，認知地圖是在教師指導(dǎo)下，幫助學(xué)生完成學(xué)習(xí)任務(wù)的一種圖示化學(xué)習(xí)工具。它充當(dāng)“指導(dǎo)者”角色，可以幫助學(xué)生及時掌握學(xué)習(xí)方向、學(xué)習(xí)重點和發(fā)現(xiàn)自己學(xué)習(xí)中的疏漏之處及學(xué)習(xí)薄弱環(huán)節(jié)等。換言之，認知地圖的工具性實際上就好比學(xué)生的學(xué)習(xí)方案，學(xué)生依據(jù)該學(xué)習(xí)方案來完成自己的學(xué)習(xí)計劃。

2.在初中地圖教學(xué)中認知地圖的運用策略

(1)多感官參與策略

多感官參與策略是指教師借助圖像、視頻、游戲等方式，調(diào)動學(xué)生聽覺、視覺、觸覺等多種感官積極參與到認知地圖的構(gòu)建當(dāng)中。由于初中生具有好動性、注意力較分散等心理特點，調(diào)動多感官參與課堂學(xué)習(xí)能夠使他們的大腦始終處于活躍狀態(tài)，維持課堂注意力，有助于學(xué)生對知識的記憶與理解。如在學(xué)習(xí)中國行政區(qū)域圖時，教師可運用“拼圖找鄰居”游戲方法來訓(xùn)練學(xué)生認知地圖能力。首先，向?qū)W生展示“中國的疆域和行政區(qū)劃”圖，讓學(xué)生對中國區(qū)域有個整體空間感知；然后將“中國行政區(qū)域”的拼圖分發(fā)給學(xué)生，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，并通過提問省區(qū)名稱引導(dǎo)學(xué)生拼圖。上述過程既提高了學(xué)生的空間思維能力，也強化了學(xué)生頭腦中關(guān)于中國行政區(qū)域的認知地圖的認識。

(2)繪制綱要信號圖策略

“綱要信號”是一種直觀圖像，它以簡單符號、關(guān)鍵性語言及簡潔示意圖等形式，把教材中需要記憶的內(nèi)容概括成簡明扼要的綱要信號圖[5]。教學(xué)中教師可運用綱要信號圖輔助學(xué)生構(gòu)建認知地圖，以便學(xué)生理解知識點之間的邏輯關(guān)系，形成一個完整的知識體系。例如學(xué)習(xí)“面向海洋的開發(fā)地區(qū)——珠江三角洲”時，教師可以先講解影響珠江三角洲對外開放的三大因素：區(qū)位因素、人文因素和政策因素；然后呈現(xiàn)這節(jié)內(nèi)容的綱要信號圖進行再次講解（見圖1）。綱要信號圖的運用，能使學(xué)生頭腦中的認知地圖更加明確，有助于學(xué)生對教學(xué)內(nèi)容的理解掌握。

圖1 珠江三角洲對外開放綱要信號圖

(3)實踐探究策略

地理新課程標(biāo)準(zhǔn)指出，要學(xué)習(xí)對生活有用的地理，要提供給學(xué)生與其生活和周圍世界密切相關(guān)的地理知識，側(cè)重基礎(chǔ)性的地理知識和技能，以增強學(xué)生的生存能力。[6]這就要求學(xué)生能夠基于理論知識構(gòu)建實際生活環(huán)境的認知地圖，自主探究實際問題以期提高學(xué)生的生存能力。在活動課中，教師可讓學(xué)生通過認知北極星、地理參照物、道路等地理事物形成對所在區(qū)域的空間認知地圖，鍛煉學(xué)生的生存能力。這種實踐探究活動所構(gòu)成的認知地圖內(nèi)化了學(xué)生頭腦中的理論知識，有助于學(xué)生更好地解決實踐問題。

3.初中地圖教學(xué)中認知地圖的繪制步驟

認知地圖是由節(jié)點與有向弧線組成的，其方向則是節(jié)點知識的學(xué)習(xí)方向，它是教師在總結(jié)教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生知識結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的加工與提煉。實際上，認知地圖中不同節(jié)點之間，不僅僅停留在知識點的層面上，更是一種思維向另一種思維的升華。因此，通過繪制認知地圖來訓(xùn)練學(xué)生認知地圖能力，可提高地理課堂教學(xué)效率。認知地圖的繪圖基本過程為：教學(xué)目標(biāo)分析、教學(xué)方法選擇、獲取節(jié)點概念、知識結(jié)構(gòu)的確定以及認知路線圖的完成。

從教師角度來說，認知地圖反映的是教師的教學(xué)思路，其結(jié)構(gòu)的好壞直接影響到學(xué)生學(xué)習(xí)效率。從學(xué)生角度來說，該路線圖將各種學(xué)習(xí)任務(wù)通過不同方向的弧線連接起來，弧線的箭頭方向即是他們在學(xué)習(xí)中完成學(xué)習(xí)任務(wù)的方向。在該路線圖中，節(jié)點概念的獲取與知識結(jié)構(gòu)的確定是核心步驟。節(jié)點概念的獲取是指教師在認真研讀課程標(biāo)準(zhǔn)和教材內(nèi)容基礎(chǔ)上，依據(jù)所采用的教學(xué)方法對知識點的提取與概括。[7]知識結(jié)構(gòu)的確定是指教師在教學(xué)目標(biāo)分析、教學(xué)方法選擇和節(jié)點概念獲取的基礎(chǔ)上，依據(jù)學(xué)生的認知水平組織學(xué)習(xí)內(nèi)容以達到教學(xué)目標(biāo)。[8]因此，可以通過訓(xùn)練學(xué)生的認知地圖能力，不斷地改善他們知識結(jié)構(gòu)體系和培養(yǎng)其自主學(xué)習(xí)能力。

三、案例設(shè)計：認知地圖的繪制——地勢呈階梯狀分布

教學(xué)設(shè)計內(nèi)容選取的是人教版八年級上冊第二章第一節(jié)“地勢和地形”中的第一目：地勢呈階梯狀分布。選擇的理由是因為“地勢與地形”中涉及地圖符號元素較多，學(xué)生容易混淆。因此，在本目中可以通過繪制認知地圖幫助學(xué)生更好地理解和掌握“地勢與地形”的核心內(nèi)容。以下是基于教育教學(xué)原理的構(gòu)圖步驟，在地圖教學(xué)中認知地圖的構(gòu)圖分析。

1.教學(xué)目標(biāo)設(shè)計

地勢呈階梯狀分布是人教版初中地理八年級上冊第二章第一節(jié)的內(nèi)容，課題的主要學(xué)習(xí)目標(biāo)為：①通過閱讀分層設(shè)色地形圖和地形剖面圖，學(xué)生能說出我國地勢呈階梯狀分布的特征以及階梯分界線的山脈名稱；②通過分析中國地形圖，學(xué)生能概括說明中國的地勢對氣候、 河流流向、交通的影響。

2.教學(xué)方法的選擇

主要采用啟發(fā)式教學(xué)法和小組討論法來設(shè)計認知地圖，充分調(diào)動課堂氣氛和學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，逐步引導(dǎo)學(xué)生對知識點進行理解和分析，以便學(xué)生把握學(xué)習(xí)內(nèi)容重難點的方向。

3.節(jié)點概念的獲取

教師根據(jù)所采用的教學(xué)方法，簡化教學(xué)重難點，厘清教學(xué)思路，使學(xué)生容易理解學(xué)習(xí)內(nèi)容和進行相關(guān)思考。本課題所提取的認知地圖知識節(jié)點如下：①地勢呈階梯狀分布；②第一階梯、第二階梯、第三階梯；③第一階梯與第二階梯分界線，第二階梯與第三階梯分界線；④西部地區(qū)地勢特征，東部地區(qū)地勢特征；⑤地形對氣候與河流的影響、河流階梯落差及其利用價值、地勢與交通。

4.知識結(jié)構(gòu)的確定與認知地圖路線的完成

根據(jù)上述教學(xué)思路，教師在教學(xué)過程中依據(jù)學(xué)生的認知水平，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建系統(tǒng)的課堂學(xué)習(xí)認知地圖，逐步突破教學(xué)重難點，完成教學(xué)目標(biāo)（見圖2）。

圖2 地勢階梯狀分布認知地圖

四、小結(jié)

很多教育研究人員已將認知地圖理論應(yīng)用到不同的學(xué)科領(lǐng)域中，認知地圖的功能與地位在教學(xué)實踐中也已得到了很好地驗證。但是，目前將認知地圖理論應(yīng)用到地理學(xué)科的案例尚不多見。在地圖教學(xué)中，認知地圖是一種重要的學(xué)習(xí)工具，它扮演著“學(xué)習(xí)方案”的角色，它不僅有助于學(xué)生地圖思維能力的發(fā)展，還有助于學(xué)生明確學(xué)習(xí)的重點方向。

[1] Tolman, Edward C. Cognitive maps in rats and men [J]. Psychological Review, 1948, (4).

[2] Colin Eden. Analyzing cognitive maps to help structure issues or problems [J]. European Journal of Operational Research, 2004, (159).

[3] Thierry Marchant.Cognitive maps and fuzzy implications [J].European Journal of Operational Research, 1999, (114).

[4] 劉興富.現(xiàn)代教育理論選講[M].沈陽:東北大學(xué)出版社,2009.

[5] 李笑燃.地理綱要信號教學(xué)法略談[J].內(nèi)蒙古教育,1996,(5):31-32.

[6] 中華人民共和國教育部.全日制義務(wù)教育地理課程標(biāo)準(zhǔn)[M].北京:北京師范大學(xué)出版社,2001.

[7][8] 段李敏.認知地圖在雙語教學(xué)中的應(yīng)用研究[D].曲阜師范大學(xué),2012.