基于思维可视化的地理综合思维能力培养探讨 以地理环境整体性复习教学为例

吴佑娟，苏栩榕，冯森，冯亚芬*

（1.湛江市麻章区第一中学，广东湛江 524094；2.嘉应学院计算机学院；3.嘉应学院地理科学与旅游学院，广东梅州 514015）

自2017版《普通高中地理课程标准》颁布实施以来，教材体系与高考评价体系均做出了相应的修改与变革。高考命题改革趋势突出体现在由“知识立意”向“能力立意”的转变，注重考查学生的思维能力与思维水平。与之相对应的是各学科教学都更加重视学科思维能力的培养，高三复习也不再只是关注知识的整理与归纳，复习备考过程更加重视学生思维能力的培养。综合思维作为地理学科的核心素养之一，是地理学的基本思想方法，是一种认识地理环境整体性的思维方式和能力，培养和训练学生的综合思维，旨在使学生能够多要素、多角度而非孤立、绝对、静止地分析地理事物和现象，能够辩证而非僵化地分析人地关系问题[1]。地理学科的综合性特征对学生综合思维能力水平要求较高，教师在教学尤其是复习备考过程应重视培养学生的综合思维能力。

一、当前教学中制约学生综合思维能力提升的因素

（一）重地理知识机械记忆，轻地理思维能力培养

高中地理属于系统地理，复习时需要跨学段、跨模块构建系统地理知识体系，思维跨度大，综合性强，复习难度大，备考时间紧、任务重，为争取更多时间进行二轮甚至三轮的训练提升，多数一轮复习都是采用“快步走、多回头”的方式快速梳理知识体系，反复回顾、训练的机械记忆、反复训练的复习方式，这种以低阶思维为主的复习方式会固化学生思维，形成思维定式，难以应对新高考背景下复杂、陌生或不良结构的情境问题，不利于培养学生的综合思维素养。

（二）缺乏地理时空尺度思想

由于地理学研究对象存在于特定的时空共轭尺度和时空耦合关系之中，尺度问题便成为地理学的基本问题[2]。但由于一线地理教师本身对尺度思想教育价值的认知水平、对尺度思想相关内容的掌握程度、教学中渗透尺度思想的程度等良莠不齐，导致教师在教学中不同程度地忽视地理思想方法的渗透、地理思维的培养。教学实践表明，缺乏尺度思想与地理思维是制约学生审题、运用综合思维解决地理问题的重要因素，因为尺度不同，解题切入点就不同。

（三）学生地理思维能力较差

地理思维方式包括形象、辩证、逻辑、发散、聚合、判断、类比、分析等多种思维方式，概括起来就是综合思维，也是地理学科核心素养之一。高中学生受知识积累、思维认知水平与结构、年龄、阅历等因素影响，在思维方式上存在方向单一、结构单一和思维定式等问题，导致其情境想象能力、空间想象能力、分析综合能力较差，制约了地理思维能力的提升[3]。

（四）关注学习结果，忽视学习过程

受长期以来的传统教学方式和学习习惯的影响，课堂教学更关注知识的传授，忽视学生学习过程中的思维结构变化、思维能力发展等。传统的教学测评以书面考试为主，强调结果的正确与否，较少涉及思维过程、活动经验等过程性内容，缺少对学习过程和思维能力发展的评价。

二、运用思维可视化培养地理综合思维能力的教学策略

思维可视化是指把原本不可见的思维（思维结构、思考方法和思考路径）通过文字、表格、图像、模型、视频等载体呈现出来，使其清晰可见[4]。高三学生已经有了一定的知识积累和较高的认知水平与思维能力，复习过程更重视对知识的整合、重组、分析、综合与评价，更需要发展学生的高阶思维活动。教师可借助各种思维可视化工具如思维导图、多媒体平台、网络资源等开展辅助教学，培养学生的综合思维能力。下面以地理环境整体性复习为例，探究思维可视化培养地理综合思维的课堂教学策略。

（一）用概念图建构系统知识体系，辨析地理概念，明确要素关联，培养发散思维

概念图是基于Ausubel的学习理论发展起来的一种反映知识与知识之间关系的网络图形，是思维可视化的工具之一。概念图用节点代表概念，连线表示概念间关系。将概念图相关联、相隶属的地理概念联系起来，利于辨析地理概念的内涵与外延、区别与联系。用概念图构建以某一地理要素为核心的知识体系架构，利于厘清知识关联与上下位层级关系，培养学生的学科逻辑思维与发散思维能力。

例如“地理环境整体性”在教材中是以不同案例说明整体性的不同表现，但案例之间的关联性不强，复习时以概念图的形式将整体性与差异性进行对比，构建知识体系，让学生从整体上把握整体性与差异性原理的同时，也能清晰辨识整体性与差异性的概念，并认识到其中蕴含的要素关联与尺度思想（如图1）。

图1 地理环境整体性与差异性知识框架

需要注意的是，教师运用概念图构建知识体系时，要重视知识体系的构建过程，抓住核心要素，不要过于详细，要留有学生根据已有中心词进行思考、联想的空间，让学生对知识框架进行“添砖加瓦”，不断对核心知识进行延伸、发散、填充，这样才能达到夯实基础、培养发散思维的目的。训练学生多用概念图自主构建知识体系，能让学生从整体上把握知识框架，对散点知识进行关联分析，将对地理原理、地理规律的感性认识上升为理性思维，培养学生的发散思维与逻辑思维能力。

（二）运用思维模型图培养学生触类旁通的地理思维与学习能力

思维模型是大脑在遇到某类地理问题时的应激反应思维。教学中为解决某类地理问题，我们通常先引导学生建立某种思维模型，即“建模”，在学生思维发展达到一定水平后即可不再拘泥于原有思维模型，即“破模”。如分析与地理环境的整体性有关的问题时，一般从气候、地貌、水文、生物、土壤五大要素之间的相互关系入手，如图1中五大要素相互关系图就是基础的思维模型。高考试题变中有稳，教学时可通过研究试题中的“稳”来引导学生“建模”。

例如2019年全国Ⅰ卷37题情境：

随着非洲板块与印度洋板块北移，地中海不断萎缩，里海从地中海分离。有学者研究表明，末次冰期晚期气候转暖，里海一度为淡水湖。当气候进一步转暖，里海北方的大陆冰川大幅消退后，其补给类型发生变化，里海演化为咸水湖。但目前湖水盐度远小于地中海的盐度。

通过对近几年全国Ⅰ卷36、37题试题情境材料的结构分析，可发现此题与2017年全国Ⅰ卷37题高山苔原带遭受干扰与未干扰时不同部位的植被多样性分布规律、2018年全国Ⅰ卷37题以乌裕尔河从外流河到内流河及湿地的演变、2021年全国甲卷36题M地区不同时期湿地开垦差异等试题有着非常类似的情境时空主线。通过对比研究类似试题，总结出了针对此类试题情境材料的解读方法，并建立此类试题的可视化审题思维过程（如图2）。

图2 地理过程类情境材料审读思维模型

“建模”是为了举一反三、触类旁通，可以提高问题解决的质量与效率，更是为了“破模”。对此，我们还要积极研究高考试题中的“变”，教学时留出教学空间，鼓励学生质疑，在对“变”的研究学习中对思维模型进行质疑、批判，培养学生的批判性思维与创新能力。

（三）运用鱼骨图、流程图等演绎地理动态过程或因果关联，培养学生时空观念与尺度思想

地理学科核心素养的培养需要重视学生地理学习过程中的思维发展[1]。地理课程标准中“运用示意图、图表”的要求也是基于核心素养考查学生对空间格局的观察、概括、归纳，对空间动态过程的观察、规律概括、趋势预测的能力。教学时充分运用可视化思维工具如流程图、鱼骨图、视频、图像与信息技术结合，可以提高学生的地理空间格局觉察能力，对地理事物的空间分布、空间形态、空间关系、空间演变的观察与分析能力，帮助学生培养地理学习必备的时空观念，提升学生时空综合思维能力。

以2019年全国Ⅰ卷37题设问（2）、（3）为例，设问如下：

（2）末次冰期晚期里海一度为淡水湖，对此作出合理解释。

（3）分析补给类型发生变化后里海演化为咸水湖的原因。

两个设问时间上承前启后，考察里海的演变过程。根据图2所示思维模型运用鱼骨图构建里海的动态演变过程（如图3），由图即可顺藤摸瓜，顺利分析出里海一度为淡水湖的原因：从时间尺度看，末次冰期时气温较低，蒸发较弱，从空间尺度看，山脉隆起后里海与地中海海水的交换被阻断，进而接受周边径流与高山冰雪融水补给，而气候转暖使得冰川融水增加，此时期补给大于蒸发，故一度为淡水湖。从时空尺度进一步分析，气候进一步转暖，冰川消退，冰雪融水补给消失。空间上地壳运动稳定，里海只能接受径流补给，山脉的阻挡导致蒸发不断加剧，湖水盐度不断上升，并逐渐演变成咸水湖。

图3 里海演变阶段示意图与思维过程

鱼骨图是一种发现问题“根本原因”的可视化图形，也可称为“因果图”。从鱼头到鱼尾可反映地理过程或地理因果，鱼刺可表示次一级因素或发展阶段的形成原因。流程图既可用于反映地理事物的发展演变过程，也可用于反映解决某一地理问题的思维过程。鱼骨图、流程图的结构性、动态性特征不仅能展示地理事物和现象的因果关系，更重要的是能演绎地理事物的时空发展与演变过程，让原本不可见的大脑思维活动变得可见、可学习、可模仿。强调和重视思维过程，利于引导学生将知识结构化、过程结构化，培养学生用结构化思维追本溯源、探究地理事物本质的意识。通过流程图、鱼骨图等可视化图形中的时间发展、空间转换可培养学生的时空观念与尺度思想，利于发展学生的高阶思维活动。多用各种思维可视化图形训练学生解答试题能展示学生的思维过程，利于开展对学生的思维结构评价和过程性评价，培养学生的多点思维、关联思维以及拓展抽象思维，培养学生学科核心素养。

（四）运用复流程图整合区域地理系统，培养地方综合思维与人地协调观

地方综合是基于尺度思想分析某区域地理要素相互影响、相互作用的综合思维角度，是在一定尺度区域内将与尺度相匹配的要素与时空进行综合的思维能力。尺度思想是认识地理环境复杂性的最基本的地理学习方法。区域地理复习是培养学生尺度思想的主要内容与途径。对区域地理知识的掌握程度直接影响地方综合的思维能力。高三复习教学可将初中与高中区域地理进行整合，运用复流程图构建区域地理复习的流程体系（如图4），再将该流程体系图置于不同尺度空间区域进行复习，利于学生从整体上把握区域地理复习方法，提升区域地理复习的深度，发展区域地理复习的高阶思维活动。

图4 区域地理整合复习流程

复流程图适用于描述地理事物和现象的因果关联，使用箭头代表思维的方向，顺着箭头思考找到原因或结果。教学中使用复流程图分析地理事物和现象的成因或影响因素能拓宽思维的广度和深度，可使思考者更全面、更深刻地分析问题。基于此，在按照图4的普适性思维模式复习区域地理知识的基础上，我们可以基于地方尺度设计地方综合的可视化思维路径（如图5）。

图5 地方综合思维模型

地方综合的重点是关注地方尺度，匹配与尺度相适应的要素、时间、过程等进行综合分析。目前高考试题中常以小尺度地方作为切口，但是小尺度地方必然有大尺度区域背景，我们可以利用地理环境整体性原理，将大尺度区域的概括性和普适性地理特征、要素联系等代入小尺度地方，再从情境材料中挖掘该小尺度地方的特殊性要素或要素关系，按照图5所示思维路径进行地方综合。

三、结束语

综上所述，思维可视化是培养和提升学生综合思维能力的重要复习教学方法与学习方式。教师运用思维可视化方法能让学生看见、学习和模仿教师的思维方式与过程，利于教师在教学过程中渗透地理思想，培养学生地理思维。学生运用思维可视化方法进行学习能让教师发现学生在对知识的学习与应用、创造过程中存在的问题，进而引导学生重视思维能力的培养与提升，发展高阶思维活动。思维可视化的核心在于思考，思考过程可以有模板，更应该有个性，在复习中要基于学习主体的思维差异创新优化思维可视化的教学策略。