指向地理空間思維的實踐類作業(yè)設計

金開任　葉文媛

摘要：地理空間思維對學生學習和研究地理具有重要意義。針對當前高中生地理空間思維能力較為薄弱的問題，開發(fā)設計新的實踐類作業(yè)，力求作業(yè)情境化、問題化、活動化和個性化。通過重視空間認知分析、創(chuàng)設真實問題情境、融合現(xiàn)代信息技術、整合不同學科優(yōu)勢等途徑，設計模擬實驗類、野外考察類、多媒體演示類、體育運動類實踐作業(yè)，提升學生地理空間思維能力。

關鍵詞：地理空間思維? 地理作業(yè)? 作業(yè)設計

地理學是一門著力探究地球表面空間秩序的學科，重視從空間、區(qū)域、人地關系、綜合等角度分析解決問題，培養(yǎng)具有地理空間思維的學生已經成為社會發(fā)展新需求[1]?！镀胀ǜ咧械乩碚n程標準》（2017年版）明確指出，要加強培養(yǎng)地理學的空間思維習慣，強化地理信息的運用[2]。地理空間思維是一種用于認識地理事物、地理現(xiàn)象而進行地理空間概念認知、地理空間表征工具應用并進行地理空間認知分析的具有創(chuàng)新價值的綜合性思維[3]。

中學生已經具備一定的抽象邏輯思維能力，但是在空間認知能力、空間知覺思維和空間因果思維方面尚未成熟。為了更好地發(fā)揮作業(yè)功能、提升學生地理關鍵能力，筆者嘗試新型“實踐類”作業(yè)，力求作業(yè)情境化、問題化、活動化、個性化，讓學生在動手操作中體驗、感悟，提升學生的觀察、分析、歸納、設計、探究、創(chuàng)新等能力，進一步提高學生地理空間思維能力。

一、重視空間認知分析，設計模擬實驗類作業(yè)

地理學是一門研究地理空間與地理過程動態(tài)變化的科學。中學生地理空間形象思維和空間相互綜合思維較為薄弱，對地理現(xiàn)象形成過程難以表述完整。適當開發(fā)地理模擬實驗，可以幫助學生直觀感知地理事物、地理現(xiàn)象動態(tài)變化過程，深入理解地理要素關聯(lián)性，培養(yǎng)地理空間思維能力[4]。高中地理教材中有很多抽象的地理概念，如熱力環(huán)流、三圈環(huán)流、季風、水循環(huán)、洪澇災害等?？赏ㄟ^地理模擬實驗，化抽象為具體，促進思維可視化，培養(yǎng)學生地理空間形象思維能力和空間結構思維能力。

例如，在學習湘教版高中地理必修第一冊第四章第一節(jié)“洪澇災害防治”時，設計地理模擬實驗類活動，促使學生對洪澇災害形成過程和空間分布特征有更加深入理解?！昂闈碁暮δM實驗”作業(yè)設計如案例1。

案例1? 洪澇災害模擬實驗

實驗器材：集水托盤、有孔坡面、無孔坡面、土壤、草皮、引水盤、灑水壺（滴有紅墨水）。

實驗過程：

（1）將器材放好，在灑水壺中裝滿滴有紅墨水的水。

（2）在引水盤上方傾倒灑水壺，控制水流均勻流出。

（3）實驗觀察：觀察比較不同坡面傾角、有無植被覆蓋等情況下水流特點的差異。

（4）實驗記錄：列表記錄不同坡度、有無植被等變化引起的匯水情況差異。

（5）總結匯報：小組討論，小組代表發(fā)言。

（6）實驗反思：總結成功與不足。

注意事項：控制好灑水量，草皮須提前培育，實驗過程注意安全。

通過多次對照實驗，觀察記錄灑水壺，控制降水量變化，觀察比較有無草皮覆蓋對坡面徑流的影響，促使學生對水循環(huán)中降水、下滲、地表徑流、地下徑流等環(huán)節(jié)形成更加直觀的空間感知，促進地理原理、規(guī)律在大腦中的思維加工，加強學生對相關知識的遷移應用。

地理教學中，諸如制作簡易地球儀、測量學校經度、觀察月相變化、模擬大氣對流現(xiàn)象、鋒面活動等地理過程，借助地理模擬實驗，可以使地理形成過程直觀化、可視化，培養(yǎng)學生地理空間形象思維能力和空間結構思維能力，落實地理核心素養(yǎng)。

二、創(chuàng)設真實問題情境，設計野外考察類作業(yè)

地理是一門兼具綜合性與區(qū)域性特征的學科，地理現(xiàn)象和地理過程的發(fā)生往往依托于某一地理空間情境。地理情境包括日常生活情境、生產聯(lián)系情境和地理學術情境，情境素材選取離不開真實的地理環(huán)境[5]。地理學科能力評價須基于真實地理問題的解決，地理空間思維能力評價須到野外真實地理環(huán)境中去檢驗。在高中地理課本中，有著豐富的適合開展野外考察的作業(yè)內容。通過設計野外考察活動，可以將不同區(qū)域的地理事物或者同一區(qū)域的不同地理要素進行比較，促使學生學會分析不同地理事物或要素在地理空間上的整體性、差異性規(guī)律。

例如，在學習湘教版高中地理選擇性必修1第二章第二節(jié)“地表形態(tài)的變化”時，可設計野外研學考察活動流程（如圖1）、野外褶皺構造觀察作業(yè)方案，如案例2。

案例2? 九凰山野外考察

（1）考察地點：浙江省平陽縣九凰山

（2）考察目的：①對湘教版必修1課本第40頁后面的活動作業(yè)進行鄉(xiāng)土化改編設計;②識別常見巖石，如花崗巖、砂巖、頁巖等;③實地尋找九凰山山體是否有明顯的褶皺和斷層形態(tài);④實踐辨識九凰山獨特的地表形態(tài)，推測其形成的主要內外力作用過程。

（3）考察形式：小組合作、教師指導，做好沿途線路主要站點考察記錄表和典型區(qū)域考察記錄表。

（4）考察過程：①褶皺考察：找出九凰山存在明顯褶皺形態(tài)的山體部位，觀察該處褶皺構造的地層大致分為幾層？判斷依據(jù)是什么？該處巖層分層主要原因是什么？該褶皺構造是背斜還是向斜？判斷依據(jù)是什么？②斷層考察：找出九凰山典型斷層形態(tài)的山體部位，學會辨識地壘與地塹構造。③采集標本：沿途采集常見的花崗巖、砂巖、頁巖等巖石類型。④繪制簡圖：用鉛筆繪制褶皺和斷層地形剖面示意圖。⑤影像記錄：用手機、相機、錄像機等對活動進行多角度記錄。

（5）考察總結：小組合作交流，整理考察材料并撰寫考察報告，小組代表利用課件展示考察成果。

真實情境與理論知識有一定差異，真實問題情境往往比抽象的理論更加復雜。在地理教學中，諸如背斜、向斜、地壘、地塹等地質構造判讀，丘陵、山地、盆地等地形類型判讀，常綠闊葉林、落葉闊葉林、針葉林、灌木等植被辨識，紅壤、黃土、黑土、荒漠土等土壤辨識等，都可以設計野外考察活動。通過開展野外實踐活動，促使學生將所學地理原理理論和真實地理事物現(xiàn)象相結合，培養(yǎng)學生登山涉水、求質求真的地理精神，提高學生地理實踐力和空間思維能力，推動地理核心素養(yǎng)真正有效落地。

三、融合現(xiàn)代信息技術，設計多媒體演示類作業(yè)

地理空間思維是內隱的，不可觀測的，但是地理空間視覺表征，可以將其可視化[6]。計算機多媒體具有形象生動的特點，能夠將平面的圖形轉化成立體圖形，能夠將靜態(tài)的地理過程轉化成動態(tài)，促使地理空間思維可視化。

例如，在學習湘教版高中地理必修第一冊第四章第一節(jié)“地形對交通路線分布的影響”時，許多學生對地形與交通空間聯(lián)系難以深度理解，對多種交通運輸方式選線困惑重重，因為選線要綜合考慮自然、社會與經濟等問題，例如道路建設施工難易程度、經濟成本、占用耕地、地質災害等。此時，教學的一個難點是要讓學生明白等高線地形圖的繪制原理，是側視圖、俯視圖、平面圖、立體圖在大腦中空間轉換思維加工過程。基于此，教師可以設計多媒體演示作業(yè)，如案例3。

案例3? 多媒體演示地形對交通踐線分布的影響

把課后活動題用SketchUp、Photoshop、3DMAX或其他軟件進行改編，參考下列操作步驟繪圖（如圖2），并說明小組選線理由。

通過學習SketchUp等軟件，將書本上的平面圖轉變成一個活靈活現(xiàn)的立體地理模型，任意角度進行空間旋轉、查看等高線地形圖，將二維圖形轉換為三維立體圖形，有效促進學生地理空間視覺思維和空間轉換思維的提升。受時空限制，諸多地理現(xiàn)象形成過程我們難以覺察，實驗難以操作，例如臺風形成、板塊運動、滑坡、火山噴發(fā)等，許多地理景觀我們無法去現(xiàn)場考察，例如海溝、海嶺、大陸架、大陸坡、海盆等地形辨識。借助專業(yè)軟件，可以模擬大陸漂移、模擬流水對土壤的影響、模擬冰川如何改變地形、模擬溫室效應、演示水循環(huán)，多角度分解模擬演示，能夠增強學生地理空間思維能力。

四、整合不同學科優(yōu)勢，設計體育活動類作業(yè)

跨學科整合，是當前課程研究的一大熱點。地理學是一門探討人地關系的學科，地理實踐活動因其特殊性易出現(xiàn)跨學科的教育機會[7]。把體育運動巧妙引入地理教學活動，有利于培養(yǎng)學生空間思維能力[8]。通過定向運動等體育運動類地理作業(yè)的設計與實施，促使學生運用地圖知識和指北針，學會應用地形地貌知識，識別地圖符號與模式，識別地理事物空間位置，運用地圖、示意圖、心理地圖等地理空間表征方式，培養(yǎng)地理空間思維。

例如，在學習湘教版高中地理選擇性必修1第五章“自然環(huán)境的整體性與差異性”后，為了更好地理解自然地理要素相互作用與聯(lián)系，可聯(lián)合學校定向社團開展定向活動，通過選擇活動主題、目標、地點、任務、評價等環(huán)節(jié)開展。

案例4? 在定向運動中感知自然環(huán)境的整體性與差異性

結合周邊豐富的資源，從地形、河流、土壤、植被等自然地理要素出發(fā)，在定向運動中進行實踐、觀察和記錄。定向運動路線：校前廣場——坡南街——通福門——西馬路——九凰山山麓——九凰山山頂——水泥路下山——第五十一號燈柱——九凰花苑——皇岙村——校前廣場。學習任務單設計如表1。

通過定向活動，讓地理作業(yè)活動化、情境化，使學生在真實生產生活情境中辨別方向，準確尋找地圖上的各個點標并觀察點標所處的地理環(huán)境，促使學生將圖形信息、文字信息進行多維度、多形式的有效空間轉換，更好地展現(xiàn)、分析、解決地理問題，促進戶外地平面方向辨識、繪制校園平面圖、家鄉(xiāng)商業(yè)中心和商業(yè)網點布局等專題內容實踐運用，提升學生地理空間思維能力。

實踐表明，如果缺少有一定思維難度、深度的探究空間活動作業(yè)設計，學生空間思維能力很難提升。因此，教師須基于學情設計多類型、多層次、個性化的地理作業(yè)，從地理學科本質或學科特點出發(fā)，通過實踐類作業(yè)的設計探究，能幫助學生構建有學科內在邏輯的、體現(xiàn)學科教育價值的知識體系，讓作業(yè)成為提升學生地理空間思維的新增長點。

參考文獻

[1] 袁孝亭.重視地理學科的核心能力與地理觀點培養(yǎng)[J].課程·教材·教法，2003，（10）：20-24.

[2][5][7] 中華人民共和國教育部.普通高中地理課程標準（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018：11，46，35.

[3] 戈列奇，斯廷森.空間行為的地理學[M].柴彥威，曹小曙，龍韜，等，譯.北京：商務印書館，2013：135-139.

[4] 金開任，王夢夢.基于實踐力培養(yǎng)的地理模擬實驗改進與反思[J].地理教學，2019（10）：53-55.

[6] 張家輝，袁孝亭.地理教育中的尺度思想：基本內容與教學價值[J].課程·教材·教法，2016，36（06）：103-108.

[8] 陳錦琪，廖偉業(yè)，候劉起.指向地理實踐力的定向越野校本課程開發(fā)[J].中學地理教學參考，2019（04）：18-21.

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