思維課堂：引領(lǐng)學(xué)生構(gòu)建問題解決的思維路徑
——以“防護(hù)林帶對(duì)土壤含水量影響”為例

湯國(guó)榮

（湖州市南潯高級(jí)中學(xué), 浙江 湖州 313009）

落實(shí)核心素養(yǎng)，思維教學(xué)是首要問題。學(xué)科教學(xué)關(guān)鍵的問題在于能否把培養(yǎng)思維能力即思維發(fā)展與提升作為出發(fā)點(diǎn)。[1]地理作為一門綜合性學(xué)科，既包含著豐厚的人文底蘊(yùn)，又洋溢著強(qiáng)烈的科學(xué)精神。基于“以生為本、思維為徑”的理念設(shè)計(jì)課堂教學(xué)，引領(lǐng)學(xué)生運(yùn)用研究的思維解決真實(shí)地理問題，是地理核心素養(yǎng)培育之訴求。本文以“防護(hù)林帶對(duì)土壤含水量影響”探究課為例，探討地理思維課構(gòu)建的路徑與基本要求。

一、教學(xué)情境選擇源于現(xiàn)實(shí)，旨在啟迪學(xué)生的探究思維

真實(shí)地理情境的創(chuàng)設(shè)，是開展思維教學(xué)、落實(shí)核心素養(yǎng)的第一步。一次偶然的機(jī)會(huì)，筆者搜尋到張光輝等撰寫的論文《東北黑土區(qū)防護(hù)林帶對(duì)土壤水分影響的研究》，其中“距離林帶中心不同位置處土壤水分差異”的分析，對(duì)中學(xué)生理解“植被對(duì)土壤含水量的影響”很有借鑒意義。將此土壤研究情境改造成中學(xué)生可讀、可理解的學(xué)習(xí)情境，可啟迪學(xué)生思維，激發(fā)學(xué)生對(duì)地理問題的探究欲望。

情境創(chuàng)設(shè)：森林的分布及其生長(zhǎng)過程會(huì)不同程度影響林下及其周邊土壤的含水量。某研究團(tuán)隊(duì)對(duì)黑龍江省鶴山農(nóng)場(chǎng)鶴北流域2號(hào)小流域（半陰坡）的橫坡林帶和8號(hào)小流域（半陽(yáng)坡）的順坡林帶不同位置的含水量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)距林帶不同位置1m深處土層的平均含水量的變化十分明顯。該小流域地處大興安嶺南麓，海拔在150～383m之間，崗坡平緩，為典型的丘陵漫崗地形。防護(hù)林帶為寬約8米的落葉松帶，兩側(cè)的農(nóng)地種植大豆為主。下圖為2號(hào)小流域的橫坡林帶和8號(hào)小流域的順坡林帶不同位置1m深處土層監(jiān)測(cè)期內(nèi)平均含水量的變化情況（見圖1）。[2]

圖1 林帶及林帶兩側(cè)農(nóng)地土壤水分特征（左圖為橫坡林帶，右圖為順坡林帶）

思維課堂的教學(xué)設(shè)計(jì)，教師應(yīng)努力創(chuàng)設(shè)一個(gè)具有鮮明思維矛盾的真實(shí)情境，吸引學(xué)生有興趣地探索情境中蘊(yùn)含的問題，探尋解決問題的思維線索或角度，并對(duì)問題產(chǎn)生的可能影響因素（問題解決的假設(shè)）加以整理和排列，最后通過對(duì)信息的加工處理來檢驗(yàn)自己的思維路徑和假設(shè)的正確性。

當(dāng)然，教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)必須考慮學(xué)生實(shí)際的知識(shí)結(jié)構(gòu)和認(rèn)知能力，讓學(xué)生看得明白，發(fā)現(xiàn)其中蘊(yùn)含的問題，概括出其中的特征或規(guī)律。這就需要對(duì)源于生活、生產(chǎn)和學(xué)術(shù)研究的復(fù)雜的、結(jié)構(gòu)不良的情境作出必要的修改與補(bǔ)充，力求創(chuàng)設(shè)源頭真實(shí)、適度復(fù)雜、信息適切的問題情境，讓學(xué)生讀得懂、看得明。

二、教學(xué)活動(dòng)開展以思維為徑，著力培養(yǎng)學(xué)生思維能力

核心素養(yǎng)培育的首要問題是思維教學(xué)，構(gòu)筑“真實(shí)情境—發(fā)現(xiàn)問題—任務(wù)驅(qū)動(dòng)—素養(yǎng)生成”的教學(xué)邏輯是訓(xùn)練學(xué)生思維發(fā)展與提升的良好途徑。思維是人腦對(duì)客觀事物的本質(zhì)和事物內(nèi)在的規(guī)律性關(guān)系的概括與間接的反映。思維形成的過程，需要人腦對(duì)客觀事象進(jìn)行分析和綜合，以及由其派生的抽象、概括、比較、分類、具體化和系統(tǒng)化，在感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的理性認(rèn)識(shí)。[3]以“思維為徑”的課堂實(shí)施，應(yīng)著力抓好“關(guān)鍵問題的提出—思維角度的選擇—思維路徑的展現(xiàn)—思維結(jié)構(gòu)的評(píng)價(jià)”等幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。教師應(yīng)為學(xué)生設(shè)計(jì)出適合的學(xué)習(xí)活動(dòng)方案，花更多精力指導(dǎo)學(xué)生在信息海洋中掌握有益的知識(shí)策略和方法，并注意個(gè)別差異，幫助每一位學(xué)生有效地學(xué)習(xí)。

1.引領(lǐng)學(xué)生運(yùn)用“3W”，梳理出情境蘊(yùn)藏的問題

地理教學(xué)的本質(zhì)是引領(lǐng)學(xué)生“用原理闡釋客觀事實(shí)”。學(xué)生面對(duì)真實(shí)復(fù)雜的自然和社會(huì)情境，應(yīng)經(jīng)常問自己3個(gè)“W”：我看到了什么（What do I see）；它是什么樣子的（What does it look like）；它為什么是這個(gè)樣子的（Why is it like this）。例如，在“防護(hù)林帶對(duì)土壤含水量影響”探究課中，教師展示“黑龍江省鶴山農(nóng)場(chǎng)鶴北流域2號(hào)小流域的橫坡林帶和8號(hào)小流域的順坡林帶不同位置1m深處土層監(jiān)測(cè)期內(nèi)平均含水量的變化情況”這一具體情境后，以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式引導(dǎo)學(xué)生提出自己心中的迷惑，而后至少提出3個(gè)與土壤水分分布相關(guān)的探究性問題。

我看到了什么？——從圖1中可以明顯看出，隨著離林帶中心距離的不同，土壤水分存在明顯的差異。

它是什么樣子的？——①林帶內(nèi)的土壤含水量均低于林帶外；②橫坡林帶上坡的土壤含水量大于下坡；③橫坡林帶的中心區(qū)域比邊緣地帶土壤含水量稍高；④順坡林帶的左側(cè)邊緣比右側(cè)土壤含水量稍高。

它為什么是這個(gè)樣子的？——在學(xué)生提出的眾多問題基礎(chǔ)上，生成4個(gè)探究性問題：（1）分析橫坡林帶和順坡林帶內(nèi)土壤含水量都遠(yuǎn)低于林帶兩側(cè)的原因；（2）比較橫坡林帶上坡和下坡土壤含水量的大小，并簡(jiǎn)述原因；（3）分析橫坡林帶內(nèi)部較林帶邊緣土壤含水量高的原因；（4）推測(cè)順坡林帶內(nèi)左側(cè)土壤含水量大于右側(cè)的原因。

在課堂教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中，教師讓學(xué)生自己去探索問題、提出問題，這樣才能真正讓學(xué)生的思維得到發(fā)展。但是，由于學(xué)生思維的敏捷性、靈活性、深刻性等方面存在一定的差異，學(xué)生提出問題的數(shù)量和質(zhì)量也會(huì)存在明顯差異。一般學(xué)生能發(fā)現(xiàn)問題①、②、③，少數(shù)學(xué)生能提出問題④，個(gè)別學(xué)生還會(huì)發(fā)現(xiàn)問題⑤“橫坡林帶的下坡與順坡林帶的左側(cè)出現(xiàn)一個(gè)低值”。這就需要教師在學(xué)生活動(dòng)實(shí)施的過程中，不斷地引領(lǐng)學(xué)生采用地理事象觀察的不同視角，從宏觀到微觀、從共性到個(gè)性，以此來訓(xùn)練學(xué)生的思維能力和提升學(xué)生的思維品質(zhì)。

2.引領(lǐng)學(xué)生從綜合的視角，尋找問題解決的思維角度

當(dāng)學(xué)生面對(duì)真實(shí)的地理問題時(shí)，教師最好擔(dān)當(dāng)引路人的角色，引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行正確思維，即尋找這一問題產(chǎn)生的可能因素。任何地理事象的產(chǎn)生和發(fā)展都是多要素共同作用而形成的，也就是《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡(jiǎn)稱“課程標(biāo)準(zhǔn)”）所提出的核心素養(yǎng)之一的綜合思維。針對(duì)上述情境中呈現(xiàn)的“林帶及林帶兩側(cè)農(nóng)地土壤水分特征”這一客觀事實(shí)，相關(guān)問題的產(chǎn)生需要教師引領(lǐng)學(xué)生從綜合思維的視角，尋找影響土壤水分特征形成的思維角度。

思維步驟1：土壤含水量高低取決于其收入（地表水下滲）與支出（土壤蒸發(fā)、植物吸收）的關(guān)系，受氣候、地形、水文、植被等自然地理要素的影響，同時(shí)也與土壤特性相關(guān)。

思維步驟2：本情境的主題是林帶，思維角度應(yīng)進(jìn)一步確認(rèn)為“森林植被對(duì)土壤含水量的影響”。

思維步驟3：確認(rèn)森林植被對(duì)土壤含水量的直接與間接影響的思維角度。直接影響包括留雨水（減少下滲）、阻擋坡面徑流（增加下滲）、吸收土壤水（蒸騰消耗）等等；間接影響包括擋陽(yáng)遮陰（減少土壤蒸發(fā)）、改善土壤結(jié)構(gòu)（利于下滲）等等。

受傳統(tǒng)教學(xué)方式的影響，學(xué)生往往不能自主尋找問題解決的思維路徑。這是學(xué)生當(dāng)前學(xué)習(xí)中存在的薄弱環(huán)節(jié)，需要教師加以點(diǎn)撥引導(dǎo)。同時(shí)，不同學(xué)生之間存在著思維敏捷性、邏輯性、深刻性等方面的差異，教師面對(duì)不同類型的學(xué)生，需要因材施教、諄諄善誘，直至其形成相對(duì)完善的思維路徑。

3.引領(lǐng)學(xué)生將思維顯性化，讓思維路徑看得見摸得著

學(xué)生思維發(fā)展與提升不可能一蹴而就，而是一個(gè)螺旋式的上升過程。教師在引領(lǐng)學(xué)生運(yùn)用研究思維解決真實(shí)問題的過程中，思維路徑可視化顯得十分關(guān)鍵。思維路徑顯性化表達(dá)，讓學(xué)生看得見思維，摸得著脈搏，然后在學(xué)習(xí)和模仿中實(shí)現(xiàn)思維的不斷發(fā)展和提升。針對(duì)上述建構(gòu)的“森林對(duì)土壤含水量影響”思維角度與路徑，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生通過繪制圖像或思維導(dǎo)圖來呈現(xiàn)問題解決的思維路徑，并借助多媒體手段或板圖的方式加以直觀顯示（見圖2、圖3）。

圖2 森林對(duì)土壤含水量影響

圖3 橫坡林帶與順坡林帶對(duì)土壤含水量影響

在這一學(xué)習(xí)活動(dòng)環(huán)節(jié)的初始階段，學(xué)生受學(xué)習(xí)習(xí)慣和繪圖能力的限制，呈現(xiàn)的圖像可能很不完整或很不美觀。在教學(xué)設(shè)計(jì)的過程中，教師可預(yù)判學(xué)生思維顯性化過程中可能遇到的困難，并在活動(dòng)實(shí)施的過程中進(jìn)行個(gè)性化的指導(dǎo)。教師與學(xué)生需要建構(gòu)一個(gè)和諧的學(xué)習(xí)共同體。一方面，教師不應(yīng)將自己的主張強(qiáng)加給學(xué)生，而應(yīng)引導(dǎo)他們自己在思考中慢慢探索；另一方面，教師作為學(xué)生學(xué)習(xí)的引導(dǎo)者，自身的引領(lǐng)示范作用也是不可缺失的。展示完學(xué)生作品之后，教師需呈現(xiàn)自己的思維顯性化方案，給學(xué)生以榜樣和示范。

4.引領(lǐng)學(xué)生從區(qū)域的視角，精準(zhǔn)表達(dá)問題之結(jié)論

地理問題的解決，需要結(jié)合區(qū)域環(huán)境特征，在充分觀察地理事象的空間格局、空間聯(lián)系的基礎(chǔ)上，加以精準(zhǔn)的推理分析，直至找到問題的正確結(jié)論。情境材料中涉及的鶴山農(nóng)場(chǎng)的2號(hào)與8號(hào)小流域，地處溫帶季風(fēng)氣候區(qū)，是兩個(gè)坡度平緩的丘陵漫崗，橫坡林帶分布于半陰坡，而順坡林帶分布于半陽(yáng)坡。因兩個(gè)小流域所處的環(huán)境特征既有共性，又有個(gè)性，故其土壤含水量的空間格局呈現(xiàn)出一定的相似性和差異性。學(xué)生若能結(jié)合區(qū)域環(huán)境特征，把握情境材料中的關(guān)鍵信息，順著恰當(dāng)?shù)乃季S路徑進(jìn)行探究性思考，就不難對(duì)相關(guān)問題作出準(zhǔn)確的回答。

答案（1）：林帶對(duì)降水的截留明顯，減小了補(bǔ)給林帶內(nèi)土壤的水分；樹木根系吸收土壤水分多，并通過樹葉蒸騰作用加以消耗，故林帶內(nèi)土壤含水量低于林帶兩側(cè)。

答案（2）：上坡土壤含水量大于下坡。橫坡林帶攔截坡面徑流，導(dǎo)致下坡地表徑流減少，下滲至土壤的水量也隨之減少。

答案（3）：與林帶邊緣區(qū)域相比，林帶內(nèi)部地表植被覆蓋率較高，枯枝落葉多，延阻坡面徑流，下滲到土壤的水量增加；林帶內(nèi)土壤結(jié)構(gòu)得到改善，地表水易下滲；林帶內(nèi)光照弱，土壤的蒸發(fā)量小。

答案（4）：順坡林帶位于半陽(yáng)坡，太陽(yáng)輻射對(duì)土壤水分影響較大；林帶遮蔭，使林帶內(nèi)左側(cè)部分地面光照少，土壤水分蒸發(fā)減少。

在此學(xué)習(xí)活動(dòng)環(huán)節(jié)，教師應(yīng)留意學(xué)生語言表述的完整性和邏輯性，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)指正，以培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì)。

三、教學(xué)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)重遷移應(yīng)用，著力診斷學(xué)生思維結(jié)構(gòu)

課后訓(xùn)練是課堂教學(xué)的延伸與應(yīng)用提升，圍繞課堂學(xué)習(xí)的主題，設(shè)計(jì)針對(duì)性強(qiáng)、目標(biāo)一致性好的測(cè)評(píng)練習(xí)十分重要。測(cè)評(píng)練習(xí)既可對(duì)所學(xué)的知識(shí)和方法進(jìn)行鞏固，也可根據(jù)學(xué)生完成情況反饋課堂教學(xué)的得失，發(fā)現(xiàn)問題并將其作為下次教學(xué)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。

2020年高考全國(guó)Ⅰ卷文綜第36題“順坡壟方式種植葡萄”與“橫坡林帶和順坡林帶對(duì)土壤含水量影響”的主題相吻合，故將其作為本節(jié)教學(xué)內(nèi)容的診斷性測(cè)試。在最后的“挑戰(zhàn)自我”活動(dòng)環(huán)節(jié)，要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)、方法和思維，完成相關(guān)問題的作答。

診斷測(cè)評(píng)：閱讀圖文材料，完成下列要求（注：每個(gè)問題的完成需要寫出“我的思維過程”和“我的問題答案”兩個(gè)部分）。

葡萄喜光，耐旱，某坡度較大的地方用順坡壟方式種植葡萄的景觀（圖略）。該地位于52°N附近，氣候濕潤(rùn)。

（1）當(dāng)?shù)夭捎庙樒聣欧N植葡萄，據(jù)此分析該地區(qū)的降水特點(diǎn)。

（2）指出該地種植葡萄宜選擇的坡向，并分析與梯田相比，順坡壟利用光照的優(yōu)勢(shì)。

（3）說明溫帶半干旱地區(qū)坡地耕作不宜采用順坡壟的理由。

參考答案：（1）順坡壟不利于保水保土（灌溉不便）。因此，該地區(qū)降水應(yīng)具有降水頻率高（經(jīng)常降雨）、強(qiáng)度小（少暴雨或每次降雨量較?。⒔邓考竟?jié)分配較均勻的特點(diǎn)。（2）葡萄喜光，種植葡萄宜選擇向陽(yáng)坡（或用方位表示的陽(yáng)坡，如南坡）。該地緯度高，太陽(yáng)低（正午太陽(yáng)高度小）。與梯田相比，順坡壟接受陽(yáng)光照射的角度較大，植株和壟接受光照的面積較大。（3）溫帶半干旱地區(qū)偶有暴雨，種植作物需要灌溉，而坡地順坡壟不利于保水保土。

課程標(biāo)準(zhǔn)指出：“地理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)需要重視學(xué)生地理學(xué)習(xí)過程中的思維發(fā)展，開展思維結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)來測(cè)量學(xué)生的地理思維品質(zhì)?！盵4]在診斷測(cè)評(píng)的過程中，教師可依據(jù)“可觀察的學(xué)習(xí)成果結(jié)構(gòu)”分類理論來設(shè)計(jì)學(xué)生思維評(píng)價(jià)表（見表1），測(cè)量其思維結(jié)構(gòu)狀況和思維品質(zhì)等級(jí)。

表1 學(xué)生思維結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)測(cè)量表

從地理核心素養(yǎng)培育的角度看，教育的本質(zhì)是學(xué)生思維的培養(yǎng)與提升，而學(xué)生思維發(fā)展的最好場(chǎng)所是課堂。在教學(xué)實(shí)踐中構(gòu)建思維課堂是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，教師應(yīng)盡力擔(dān)當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)的設(shè)計(jì)者、組織者、引領(lǐng)者，在“教—學(xué)—評(píng)”環(huán)節(jié)中關(guān)注學(xué)生思維的發(fā)展與提升。