发挥认知结构线索的作用，提升高考地理解题能力

赵善民

摘 要：高考地理试题往往选取的材料新、创设的情境新，且设问的视角和方式也较为新颖。如何利用认知结构线索，把知识认知与试题涉及的新情境知识建立有效的链接，提升学生的解题思维能力，是高中地理教师必须破解的难题。本文提出：利用思维导图，完善认知结构线索;利用类比推理，探索认知结构线索;利用逆向思维，创新认知结构线索;利用变式训练，活化认知结构线索四大策略，可以有效提升学生高考地理解题能力。

关键词：认知结构线索;解题思维能力;高考地理试题

《普通高中地理课程标准（2017年版）》在试题情境中指出，评价核心素养要高度重视复杂、开放性真实情境的创立，要把具体任务尽量放在真实、复杂的现实情境之中[1]。面对高考地理试题的新情境，不少学生不会获取、解读“线索”信息，不能迅速找到解决新问题的切入点，无法提升高考地理解题思维能力。

一、认知结构线索对提升高考地理解题思维能力的作用

要了解认知结构线索，首先要了解认知结构。认知结构指学生在某一学科特殊知识领域内的观念的全部内容及其组织。德国拓扑心理学家K.勒温曾指出学习是认知结构的变化;奥苏贝尔也指出：学习就是把新概念、新信息不断地融入已有认知结构过程。高考地理试题往往选取新材料、新情境，且设问的视角和方式也较为新颖。笔者把试题涉及的新情境知识与认知结构知识建立的有效链接，称为“认知结构线索”，认为利用认知结构线索，快速找到解决问题的突破口，是解题的重要思维能力。

高中学生虽然经过系统的地理学习、复习，已经建立了基础知识的认知结构，但是遇到新情境，特别是在命题者有意将新情境的知识巧妙“隐藏”的情况下，不少学生还是难以发现“认知结构线索”，所以获取、提取“认知结构线索”，成了“关键的关键”。

例1.（2020年山东高考地理第8题）2020年5月27日，位于28°N的温州昼长是13小时44分钟，求该日珠峰顶部（28°N，87°E）日出时刻的北京时间。

A.7：20以前               B.7：20～7：39

C.7：40～8：00             D. 8：00以后

解析：首先，提取认知结构线索：①珠峰顶部与温州纬度28°N相同;②珠峰顶部与温州海拔不同;③温州昼长13时44分。其次，与认知结构建立链接推理：温州的昼长13时44分，推知温州的日出时间为5：08分（地方时），由于温州与珠峰顶部位于同一条纬线上，所以二者的昼长相同、日出时间（地方时）相同。推知珠峰顶部（28°N，87°E）的日出时间为5：08分（地方时），而此时刻北京时间（120°E）是7：20分。最后，珠峰顶部海拔高，昼更长，日出时间更早，推知答案应为7：20分以前。图1为认知结构线索链接过程。

命题者为考查学生的创新能力，常选取和加工新的背景材料，打破常规以“潜伏”主干知识信息，并以新的视角、新的方式设置问题，导致认知结构线索不明显，这就需要学生认真研读高考试题的材料信息，合理地组织和调动认知结构相关知识，获取试题中的线索，变式升华，才能建立有效链接。

例2.（2020年山东高考地理第17题）读图2，回答问题。

（1）用符号绘出冷锋、暖锋的位置。

（2）分析干线附近降水的原因。

（3）说明地形对干线形成的影响。

解析：由于命题者在图中不是通过等压线的形式呈现锋面气旋，所以认知结构线索1“由图中风向指向，推知天气系统是锋面气旋”并不明显。如果学生由风向符号指向推出是锋面气旋，就会与平时学习的常规表达形式的锋面气旋（图3）建立链接，从而很快绘出冷锋、暖锋的位置。

认知结构线索2“温度相同时湿空气比干空气密度小，两个温度相近的干、湿气团相遇所形成的锋，称为干线”，对学生来说是陌生概念。学生可以根据认知结构中的冷气团（密度大）与暖气团（密度小）相遇形成的锋面类比推理：锋面以下是干空气（密度大），锋面以上是湿空气（密度小），湿空气上升，气温降低凝结降水;同时根据气旋知识及干线符号也可推知干空气势力强，干线自西向东逆时针向中心辐合，降雨区主要在干线后。认知结构线索3“落基山以东平原地区形成的三个锋：冷锋、暖锋和干线”，“落基山以东平原地区”暗示着图示干线两侧的干空气、湿空气的“前身”都是来自海洋的暖湿空气，分别经过山脉和平原后发生了不同变化：越过山脉后的暖湿空气经过降水后变成了干空气，且沿山坡上升后降温，越过山脉后下降升温与来自墨西哥湾并经过平原地区的暖湿空气温度相近;流经平原地区的暖湿空气，受地形影响小，变化不大，仍为暖湿空气。学生需变式升华，才能建立指向问题的有效链接，进而提升解题思维能力。图4为相应的认知结构线索链接过程。

二、利用认知结构线索，提升地理解题思维能力的策略

面对激烈的高考竞争，如何在有效时间内提升解题思维能力，取决于学生在试题新情境中如何迅速抓住認知结构线索，链接认知结构知识，找到问题的突破口。笔者根据多年的教学实践经验，总结了以下四个策略，以提升学生的解题思维能力。

1.利用思维导图，完善认知结构线索

奥苏贝尔的有意义学习理论认为：假如学生原有的认知结构中有可以利用的知识经验，就有助于学习迁移。假如原有的认知结构中没有适当的、起固定作用的观念可以用来同化新知识，新知识就不能有效地被链接在认知结构中，从而产生模糊的、甚至错误的意义，进而无法表现出积极的应用迁移。由此可见认知结构的全面性、深刻性始终影响着新知识的获得与保持。

笔者在长期的教学实践中发现，利用思维导图可以帮助学生对认知结构中的基础知识执行重组整合，形成系统的、融会贯通的认知结构，是应对新情境的“必备知识”。思维导图的建构能够完善认知结构，既能把握认知结构的整体性，也能把握认知结构中知识的关联性、成因和规律，有利于知识的迁移应用。构建思维导图时，一级指标应简明扼要，二级指标应全面详细，三级指标应深化拓展，切忌知识要点的简单罗列。例如，在学习“影响气候的主要因素”时，笔者引导学生自主构建思维导图（图5）。

认知结构越完善，认知结构线索就会越丰富，面对高考试题新情境时，就能迅速发现复杂新情境中关键的线索信息，并与认知结构建立有效链接，从而将所学知识迁移到新情境中，解决新问题。

2.利用类比推理，探索认知结构线索

如果两个或多个地理事物在形式、特征、成因和规律等方面存在相同或相似之处，可以运用类比推理。高考地理解题中运用类比推理，可以使学生调动认知结构中的知识，联系、同化试题新情境中的知识，探索解决新问题的线索。为考查学生的思维认知能力，高考试题材料涉及的真实情境和问题，常以新的“姿态”展现，需要学生能够从不同视角，运用联想、发散思维等进行综合分析、类比推理，探索认知结构线索。“干线附近降水的原因”“地形对干线形成的影响”，就是类比推理很好的例证。再如，2020年高考全国文综地理试题Ⅲ卷第9～11题考查堪察加半岛火山锥的林线、雪线的分布、变化及影响因素。学生对林线分布特点及影响因素是不熟悉的，但是对于山体自然带、雪线的分布特点及影响因素是理解掌握的。根据林线的概念，推知林线是自然带的一部分，故可以类比推理林线、雪线的分布特点与影响因素之间的相互关系及相互影响，从而顺利解决问题。

考查学生的“基础性”，类比推理相对简单。如果考查学生的“综合性”“应用性”，问题情境则更为复杂，需要学生对认知结构的知识做到融会贯通、学以致用、触类旁通、类比推理就相对困难。

例3.（2018年高考全国文综Ⅰ卷地理试题第37题）

（1）乌裕尔河排水受阻则形成沼泽湿地，据此推测扎龙湿地的地貌、气候特点。

（2）当乌裕尔河从内流河到扎龙湿地面积相对稳定的过程中，分析此流域降水量、蒸发量数量关系的变化。

（3）指出未来扎龙湿地中水的含盐量变化及其原因。

解析：此题主要考查学生对水平衡原理的掌握及应用，综合性较强。学生在平时做题的过程中经常遇到分析湖泊湿地变化的原因、淡水湖变咸水湖的原因等，但是此题需要学生深刻理解水平衡原理后，综合分析影响乌裕尔河湿地的各要素，类比推理出湿地的时空变化。现实中学生常见滑坡堵塞河道形成堰塞湖，可以推知河流河谷相对较深，径流量丰富，但是乌裕尔河排水受阻却形成沼泽湿地。学生可以根据堰塞湖的形成，运用类比推理：乌裕尔河排水受阻，河水漫溢，说明河谷较浅;扎龙湿地面积广大，说明漫溢的河水没有在地势低洼处汇集，地势平坦开阔。扎龙湿地“积水较浅”，说明上游径流量小，从而推测出降水少、气候干旱。

可以运用水平衡原理梳理乌裕尔河水的时空变化情况：①最初乌裕尔河为外流河，此时降水量=蒸发量+径流量，推知降水量>蒸发量;②后来乌裕尔河为内流河，河水漫溢形成湿地，此时仍是降水量>蒸发量;③再后来随着湿地面积不断扩大，降水量相对稳定，蒸发量不断加大，二者差值逐渐缩小;④最后降水量与蒸发量趋于平衡，降水量=蒸发量，湿地面积相对稳定。探究未来扎龙湿地水中含盐量的变化的原因，可以根据淡水湖变咸水湖的原理类比推理：假设未来一段时间，湿地面积相对稳定，降水量=蒸发量，湿地含盐量不变，但是此时乌裕尔河为内流河，湿地为乌裕尔河水的最终汇集地，河流带来的盐分不断积累，导致含盐量增高;不排除随着全球气候变暖，蒸发量>降水量，湿地含盐量增加，加上河流带来的盐分积累，湿地含盐量更高。

3.利用逆向思维，创新认知结构线索

逆向思维是创新思维的重要特征。《中国高考评价体系》在考查学生“关键能力”中提到：能够灵活地、创造性地运用不同方法，发散地、逆向地解决问题，能够通过敏锐的洞察力，发现复杂新情境中的关键事实特征和有价值的新问题[2]。高考地理情境材料的选取和问题的设置，常常引发学生的认知冲突，需要学生运用发散思维，从逆向、侧向多角度思考问题，所以利用逆向思维，创新发现认知结构线索是常用的思维方式之一。例如，2008年高考全国文综Ⅰ卷地理试题第36题：分析刚果河没有形成明显三角洲的原因。首先理解河口三角洲的形成原因，然后运用逆向思维即可：①河流含沙量较大，逆向思维含沙量小：流域内大部分为热带雨林气候，植被覆盖率高，水土流失轻;中游经过盆地，流动较慢，泥沙沉积。②河流入海口处水下坡度相对平缓，加上海水的顶托作用，导致入海水速降低，泥沙堆积形成三角洲;逆向思维河口附近水流速度快，河流下游段速度快，河流入海口处水下坡度相对较大。再如，2019年高考全国文综Ⅰ卷地理试题第37题：（2）解释末次冰期晚期里海变为淡水湖的原因。学生学习、复习时接触较多的是分析干旱、半干旱地区淡水湖慢慢变成咸水湖的原因：①湖泊的蒸发量>补给量;②河流只流入不流出，带来盐分积累;③淡水补给减少。此题的设问角度正好相反，需要逆向思维、综合分析：里海纬度高于40°N，气温较低，湖面蒸发量少，湖泊补给量>蒸发量;多瑙河等流入，盐分稀释，含盐量降低;邻近山脉的冰雪融水补给多，盐分得到稀释，盐度降低。2014年高考全国文综Ⅱ卷地理试题第36题：（2）分析鄂毕河泥沙含量较少的原因。（3）说明鄂毕河河口鱼类资源较少的原因。这两个问题同样考查学生的逆向思维，因此教师在平时的地理教学中，要注意提升学生的逆向创新思维能力。

4.利用变式训练，活化认知结构线索

高考地理考查学生扎实的基础知识，更考查学生在新情境中灵活变换方法、思维、观念解决实际问题的能力及核心素养，故教师在教学过程中不仅要变式训练学生的陈述性知识，还要变式训练程序性知识。通过变式训练，能够开阔学生的视野，激活学生思维的变通性和发散性、严密性和深刻性，快速发现认知结构线索，找到问题的突破口。例如，学习气旋时，要变式训练：①气旋与锋面气旋的等压线形状有什么区别？（气旋等压线大致呈同心圆状，锋面气旋某些方向向外凸起明显）。②低压槽线两侧的风向如何？如何解釋左冷右暖？（低压槽两侧冷暖气团相遇，并逆时针（北半球）由四周向中心辐合）。③南半球的锋面气旋是否还是左冷右暖？（仍是左冷右暖，气旋顺时针由四周向中心辐合）。④气旋除了用等压线表示外，还有其他形式吗？（风向符号，如2012年山东高考地理第4题;遥感卫星图片;语言叙述有低压槽线或画了低压槽线——暗示有锋面气旋）。

学习、复习地理知识时要从不同的视角，设置不同的情境去理解，避免钻“牛角尖”。如，同样是棉纺厂布局，布局在新疆或上海主导因素不同，工业类型就不同。变式训练时除了需对基础知识的语言文字进行变式外，更要结合地理学科特点进行图形的变式。学生接触晨昏线变式图、气候类型变式图、岩石圈的物质循环变式图等较多。接触比较少的则需要师生思考提升、归类总结。

总之，学生要像警察破案一样，抓住新情境的“蛛丝马迹”，顺势进行逻辑推理，提升高考地理的解题思维能力;也要像律师一样，进行严密的法律条文表述，提升规范表达的能力。

参考文献：

[1] 中华人民共和国教育部.普通高中地理课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

[2] 教育部考试中心.中国高考评价体系[M].北京：人民教育出版社，2019.