基于思維可視化的地理綜合思維能力培養(yǎng)探討 以地理環(huán)境整體性復習教學為例

吳佑娟，蘇栩榕，馮森，馮亞芬*

（1.湛江市麻章區(qū)第一中學，廣東湛江 524094；2.嘉應學院計算機學院；3.嘉應學院地理科學與旅游學院，廣東梅州 514015）

自2017版《普通高中地理課程標準》頒布實施以來，教材體系與高考評價體系均做出了相應的修改與變革。高考命題改革趨勢突出體現(xiàn)在由“知識立意”向“能力立意”的轉(zhuǎn)變，注重考查學生的思維能力與思維水平。與之相對應的是各學科教學都更加重視學科思維能力的培養(yǎng)，高三復習也不再只是關注知識的整理與歸納，復習備考過程更加重視學生思維能力的培養(yǎng)。綜合思維作為地理學科的核心素養(yǎng)之一，是地理學的基本思想方法，是一種認識地理環(huán)境整體性的思維方式和能力，培養(yǎng)和訓練學生的綜合思維，旨在使學生能夠多要素、多角度而非孤立、絕對、靜止地分析地理事物和現(xiàn)象，能夠辯證而非僵化地分析人地關系問題[1]。地理學科的綜合性特征對學生綜合思維能力水平要求較高，教師在教學尤其是復習備考過程應重視培養(yǎng)學生的綜合思維能力。

一、當前教學中制約學生綜合思維能力提升的因素

（一）重地理知識機械記憶，輕地理思維能力培養(yǎng)

高中地理屬于系統(tǒng)地理，復習時需要跨學段、跨模塊構(gòu)建系統(tǒng)地理知識體系，思維跨度大，綜合性強，復習難度大，備考時間緊、任務重，為爭取更多時間進行二輪甚至三輪的訓練提升，多數(shù)一輪復習都是采用“快步走、多回頭”的方式快速梳理知識體系，反復回顧、訓練的機械記憶、反復訓練的復習方式，這種以低階思維為主的復習方式會固化學生思維，形成思維定式，難以應對新高考背景下復雜、陌生或不良結(jié)構(gòu)的情境問題，不利于培養(yǎng)學生的綜合思維素養(yǎng)。

（二）缺乏地理時空尺度思想

由于地理學研究對象存在于特定的時空共軛尺度和時空耦合關系之中，尺度問題便成為地理學的基本問題[2]。但由于一線地理教師本身對尺度思想教育價值的認知水平、對尺度思想相關內(nèi)容的掌握程度、教學中滲透尺度思想的程度等良莠不齊，導致教師在教學中不同程度地忽視地理思想方法的滲透、地理思維的培養(yǎng)。教學實踐表明，缺乏尺度思想與地理思維是制約學生審題、運用綜合思維解決地理問題的重要因素，因為尺度不同，解題切入點就不同。

（三）學生地理思維能力較差

地理思維方式包括形象、辯證、邏輯、發(fā)散、聚合、判斷、類比、分析等多種思維方式，概括起來就是綜合思維，也是地理學科核心素養(yǎng)之一。高中學生受知識積累、思維認知水平與結(jié)構(gòu)、年齡、閱歷等因素影響，在思維方式上存在方向單一、結(jié)構(gòu)單一和思維定式等問題，導致其情境想象能力、空間想象能力、分析綜合能力較差，制約了地理思維能力的提升[3]。

（四）關注學習結(jié)果，忽視學習過程

受長期以來的傳統(tǒng)教學方式和學習習慣的影響，課堂教學更關注知識的傳授，忽視學生學習過程中的思維結(jié)構(gòu)變化、思維能力發(fā)展等。傳統(tǒng)的教學測評以書面考試為主，強調(diào)結(jié)果的正確與否，較少涉及思維過程、活動經(jīng)驗等過程性內(nèi)容，缺少對學習過程和思維能力發(fā)展的評價。

二、運用思維可視化培養(yǎng)地理綜合思維能力的教學策略

思維可視化是指把原本不可見的思維（思維結(jié)構(gòu)、思考方法和思考路徑）通過文字、表格、圖像、模型、視頻等載體呈現(xiàn)出來，使其清晰可見[4]。高三學生已經(jīng)有了一定的知識積累和較高的認知水平與思維能力，復習過程更重視對知識的整合、重組、分析、綜合與評價，更需要發(fā)展學生的高階思維活動。教師可借助各種思維可視化工具如思維導圖、多媒體平臺、網(wǎng)絡資源等開展輔助教學，培養(yǎng)學生的綜合思維能力。下面以地理環(huán)境整體性復習為例，探究思維可視化培養(yǎng)地理綜合思維的課堂教學策略。

（一）用概念圖建構(gòu)系統(tǒng)知識體系，辨析地理概念，明確要素關聯(lián)，培養(yǎng)發(fā)散思維

概念圖是基于Ausubel的學習理論發(fā)展起來的一種反映知識與知識之間關系的網(wǎng)絡圖形，是思維可視化的工具之一。概念圖用節(jié)點代表概念，連線表示概念間關系。將概念圖相關聯(lián)、相隸屬的地理概念聯(lián)系起來，利于辨析地理概念的內(nèi)涵與外延、區(qū)別與聯(lián)系。用概念圖構(gòu)建以某一地理要素為核心的知識體系架構(gòu)，利于厘清知識關聯(lián)與上下位層級關系，培養(yǎng)學生的學科邏輯思維與發(fā)散思維能力。

例如“地理環(huán)境整體性”在教材中是以不同案例說明整體性的不同表現(xiàn)，但案例之間的關聯(lián)性不強，復習時以概念圖的形式將整體性與差異性進行對比，構(gòu)建知識體系，讓學生從整體上把握整體性與差異性原理的同時，也能清晰辨識整體性與差異性的概念，并認識到其中蘊含的要素關聯(lián)與尺度思想（如圖1）。

圖1 地理環(huán)境整體性與差異性知識框架

需要注意的是，教師運用概念圖構(gòu)建知識體系時，要重視知識體系的構(gòu)建過程，抓住核心要素，不要過于詳細，要留有學生根據(jù)已有中心詞進行思考、聯(lián)想的空間，讓學生對知識框架進行“添磚加瓦”，不斷對核心知識進行延伸、發(fā)散、填充，這樣才能達到夯實基礎、培養(yǎng)發(fā)散思維的目的。訓練學生多用概念圖自主構(gòu)建知識體系，能讓學生從整體上把握知識框架，對散點知識進行關聯(lián)分析，將對地理原理、地理規(guī)律的感性認識上升為理性思維，培養(yǎng)學生的發(fā)散思維與邏輯思維能力。

（二）運用思維模型圖培養(yǎng)學生觸類旁通的地理思維與學習能力

思維模型是大腦在遇到某類地理問題時的應激反應思維。教學中為解決某類地理問題，我們通常先引導學生建立某種思維模型，即“建?！保趯W生思維發(fā)展達到一定水平后即可不再拘泥于原有思維模型，即“破模”。如分析與地理環(huán)境的整體性有關的問題時，一般從氣候、地貌、水文、生物、土壤五大要素之間的相互關系入手，如圖1中五大要素相互關系圖就是基礎的思維模型。高考試題變中有穩(wěn)，教學時可通過研究試題中的“穩(wěn)”來引導學生“建?！?。

例如2019年全國Ⅰ卷37題情境：

隨著非洲板塊與印度洋板塊北移，地中海不斷萎縮，里海從地中海分離。有學者研究表明，末次冰期晚期氣候轉(zhuǎn)暖，里海一度為淡水湖。當氣候進一步轉(zhuǎn)暖，里海北方的大陸冰川大幅消退后，其補給類型發(fā)生變化，里海演化為咸水湖。但目前湖水鹽度遠小于地中海的鹽度。

通過對近幾年全國Ⅰ卷36、37題試題情境材料的結(jié)構(gòu)分析，可發(fā)現(xiàn)此題與2017年全國Ⅰ卷37題高山苔原帶遭受干擾與未干擾時不同部位的植被多樣性分布規(guī)律、2018年全國Ⅰ卷37題以烏裕爾河從外流河到內(nèi)流河及濕地的演變、2021年全國甲卷36題M地區(qū)不同時期濕地開墾差異等試題有著非常類似的情境時空主線。通過對比研究類似試題，總結(jié)出了針對此類試題情境材料的解讀方法，并建立此類試題的可視化審題思維過程（如圖2）。

圖2 地理過程類情境材料審讀思維模型

“建?！笔菫榱伺e一反三、觸類旁通，可以提高問題解決的質(zhì)量與效率，更是為了“破?！薄Υ?，我們還要積極研究高考試題中的“變”，教學時留出教學空間，鼓勵學生質(zhì)疑，在對“變”的研究學習中對思維模型進行質(zhì)疑、批判，培養(yǎng)學生的批判性思維與創(chuàng)新能力。

（三）運用魚骨圖、流程圖等演繹地理動態(tài)過程或因果關聯(lián)，培養(yǎng)學生時空觀念與尺度思想

地理學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)需要重視學生地理學習過程中的思維發(fā)展[1]。地理課程標準中“運用示意圖、圖表”的要求也是基于核心素養(yǎng)考查學生對空間格局的觀察、概括、歸納，對空間動態(tài)過程的觀察、規(guī)律概括、趨勢預測的能力。教學時充分運用可視化思維工具如流程圖、魚骨圖、視頻、圖像與信息技術結(jié)合，可以提高學生的地理空間格局覺察能力，對地理事物的空間分布、空間形態(tài)、空間關系、空間演變的觀察與分析能力，幫助學生培養(yǎng)地理學習必備的時空觀念，提升學生時空綜合思維能力。

以2019年全國Ⅰ卷37題設問（2）、（3）為例，設問如下：

（2）末次冰期晚期里海一度為淡水湖，對此作出合理解釋。

（3）分析補給類型發(fā)生變化后里海演化為咸水湖的原因。

兩個設問時間上承前啟后，考察里海的演變過程。根據(jù)圖2所示思維模型運用魚骨圖構(gòu)建里海的動態(tài)演變過程（如圖3），由圖即可順藤摸瓜，順利分析出里海一度為淡水湖的原因：從時間尺度看，末次冰期時氣溫較低，蒸發(fā)較弱，從空間尺度看，山脈隆起后里海與地中海海水的交換被阻斷，進而接受周邊徑流與高山冰雪融水補給，而氣候轉(zhuǎn)暖使得冰川融水增加，此時期補給大于蒸發(fā)，故一度為淡水湖。從時空尺度進一步分析，氣候進一步轉(zhuǎn)暖，冰川消退，冰雪融水補給消失?？臻g上地殼運動穩(wěn)定，里海只能接受徑流補給，山脈的阻擋導致蒸發(fā)不斷加劇，湖水鹽度不斷上升，并逐漸演變成咸水湖。

圖3 里海演變階段示意圖與思維過程

魚骨圖是一種發(fā)現(xiàn)問題“根本原因”的可視化圖形，也可稱為“因果圖”。從魚頭到魚尾可反映地理過程或地理因果，魚刺可表示次一級因素或發(fā)展階段的形成原因。流程圖既可用于反映地理事物的發(fā)展演變過程，也可用于反映解決某一地理問題的思維過程。魚骨圖、流程圖的結(jié)構(gòu)性、動態(tài)性特征不僅能展示地理事物和現(xiàn)象的因果關系，更重要的是能演繹地理事物的時空發(fā)展與演變過程，讓原本不可見的大腦思維活動變得可見、可學習、可模仿。強調(diào)和重視思維過程，利于引導學生將知識結(jié)構(gòu)化、過程結(jié)構(gòu)化，培養(yǎng)學生用結(jié)構(gòu)化思維追本溯源、探究地理事物本質(zhì)的意識。通過流程圖、魚骨圖等可視化圖形中的時間發(fā)展、空間轉(zhuǎn)換可培養(yǎng)學生的時空觀念與尺度思想，利于發(fā)展學生的高階思維活動。多用各種思維可視化圖形訓練學生解答試題能展示學生的思維過程，利于開展對學生的思維結(jié)構(gòu)評價和過程性評價，培養(yǎng)學生的多點思維、關聯(lián)思維以及拓展抽象思維，培養(yǎng)學生學科核心素養(yǎng)。

（四）運用復流程圖整合區(qū)域地理系統(tǒng)，培養(yǎng)地方綜合思維與人地協(xié)調(diào)觀

地方綜合是基于尺度思想分析某區(qū)域地理要素相互影響、相互作用的綜合思維角度，是在一定尺度區(qū)域內(nèi)將與尺度相匹配的要素與時空進行綜合的思維能力。尺度思想是認識地理環(huán)境復雜性的最基本的地理學習方法。區(qū)域地理復習是培養(yǎng)學生尺度思想的主要內(nèi)容與途徑。對區(qū)域地理知識的掌握程度直接影響地方綜合的思維能力。高三復習教學可將初中與高中區(qū)域地理進行整合，運用復流程圖構(gòu)建區(qū)域地理復習的流程體系（如圖4），再將該流程體系圖置于不同尺度空間區(qū)域進行復習，利于學生從整體上把握區(qū)域地理復習方法，提升區(qū)域地理復習的深度，發(fā)展區(qū)域地理復習的高階思維活動。

圖4 區(qū)域地理整合復習流程

復流程圖適用于描述地理事物和現(xiàn)象的因果關聯(lián)，使用箭頭代表思維的方向，順著箭頭思考找到原因或結(jié)果。教學中使用復流程圖分析地理事物和現(xiàn)象的成因或影響因素能拓寬思維的廣度和深度，可使思考者更全面、更深刻地分析問題?；诖?，在按照圖4的普適性思維模式復習區(qū)域地理知識的基礎上，我們可以基于地方尺度設計地方綜合的可視化思維路徑（如圖5）。

圖5 地方綜合思維模型

地方綜合的重點是關注地方尺度，匹配與尺度相適應的要素、時間、過程等進行綜合分析。目前高考試題中常以小尺度地方作為切口，但是小尺度地方必然有大尺度區(qū)域背景，我們可以利用地理環(huán)境整體性原理，將大尺度區(qū)域的概括性和普適性地理特征、要素聯(lián)系等代入小尺度地方，再從情境材料中挖掘該小尺度地方的特殊性要素或要素關系，按照圖5所示思維路徑進行地方綜合。

三、結(jié)束語

綜上所述，思維可視化是培養(yǎng)和提升學生綜合思維能力的重要復習教學方法與學習方式。教師運用思維可視化方法能讓學生看見、學習和模仿教師的思維方式與過程，利于教師在教學過程中滲透地理思想，培養(yǎng)學生地理思維。學生運用思維可視化方法進行學習能讓教師發(fā)現(xiàn)學生在對知識的學習與應用、創(chuàng)造過程中存在的問題，進而引導學生重視思維能力的培養(yǎng)與提升，發(fā)展高階思維活動。思維可視化的核心在于思考，思考過程可以有模板，更應該有個性，在復習中要基于學習主體的思維差異創(chuàng)新優(yōu)化思維可視化的教學策略。