思维课堂：引领学生构建问题解决的思维路径——以“防护林带对土壤含水量影响”为例

汤国荣

（湖州市南浔高级中学, 浙江 湖州 313009）

落实核心素养，思维教学是首要问题。学科教学关键的问题在于能否把培养思维能力即思维发展与提升作为出发点。[1]地理作为一门综合性学科，既包含着丰厚的人文底蕴，又洋溢着强烈的科学精神。基于“以生为本、思维为径”的理念设计课堂教学，引领学生运用研究的思维解决真实地理问题，是地理核心素养培育之诉求。本文以“防护林带对土壤含水量影响”探究课为例，探讨地理思维课构建的路径与基本要求。

一、教学情境选择源于现实，旨在启迪学生的探究思维

真实地理情境的创设，是开展思维教学、落实核心素养的第一步。一次偶然的机会，笔者搜寻到张光辉等撰写的论文《东北黑土区防护林带对土壤水分影响的研究》，其中“距离林带中心不同位置处土壤水分差异”的分析，对中学生理解“植被对土壤含水量的影响”很有借鉴意义。将此土壤研究情境改造成中学生可读、可理解的学习情境，可启迪学生思维，激发学生对地理问题的探究欲望。

情境创设：森林的分布及其生长过程会不同程度影响林下及其周边土壤的含水量。某研究团队对黑龙江省鹤山农场鹤北流域2号小流域（半阴坡）的横坡林带和8号小流域（半阳坡）的顺坡林带不同位置的含水量进行监测，发现距林带不同位置1m深处土层的平均含水量的变化十分明显。该小流域地处大兴安岭南麓，海拔在150～383m之间，岗坡平缓，为典型的丘陵漫岗地形。防护林带为宽约8米的落叶松带，两侧的农地种植大豆为主。下图为2号小流域的横坡林带和8号小流域的顺坡林带不同位置1m深处土层监测期内平均含水量的变化情况（见图1）。[2]

图1 林带及林带两侧农地土壤水分特征（左图为横坡林带，右图为顺坡林带）

思维课堂的教学设计，教师应努力创设一个具有鲜明思维矛盾的真实情境，吸引学生有兴趣地探索情境中蕴含的问题，探寻解决问题的思维线索或角度，并对问题产生的可能影响因素（问题解决的假设）加以整理和排列，最后通过对信息的加工处理来检验自己的思维路径和假设的正确性。

当然，教学情境的创设必须考虑学生实际的知识结构和认知能力，让学生看得明白，发现其中蕴含的问题，概括出其中的特征或规律。这就需要对源于生活、生产和学术研究的复杂的、结构不良的情境作出必要的修改与补充，力求创设源头真实、适度复杂、信息适切的问题情境，让学生读得懂、看得明。

二、教学活动开展以思维为径，着力培养学生思维能力

核心素养培育的首要问题是思维教学，构筑“真实情境—发现问题—任务驱动—素养生成”的教学逻辑是训练学生思维发展与提升的良好途径。思维是人脑对客观事物的本质和事物内在的规律性关系的概括与间接的反映。思维形成的过程，需要人脑对客观事象进行分析和综合，以及由其派生的抽象、概括、比较、分类、具体化和系统化，在感性认识的基础上实现的理性认识。[3]以“思维为径”的课堂实施，应着力抓好“关键问题的提出—思维角度的选择—思维路径的展现—思维结构的评价”等几个关键环节。教师应为学生设计出适合的学习活动方案，花更多精力指导学生在信息海洋中掌握有益的知识策略和方法，并注意个别差异，帮助每一位学生有效地学习。

1.引领学生运用“3W”，梳理出情境蕴藏的问题

地理教学的本质是引领学生“用原理阐释客观事实”。学生面对真实复杂的自然和社会情境，应经常问自己3个“W”：我看到了什么（What do I see）；它是什么样子的（What does it look like）；它为什么是这个样子的（Why is it like this）。例如，在“防护林带对土壤含水量影响”探究课中，教师展示“黑龙江省鹤山农场鹤北流域2号小流域的横坡林带和8号小流域的顺坡林带不同位置1m深处土层监测期内平均含水量的变化情况”这一具体情境后，以任务驱动的方式引导学生提出自己心中的迷惑，而后至少提出3个与土壤水分分布相关的探究性问题。

我看到了什么？——从图1中可以明显看出，随着离林带中心距离的不同，土壤水分存在明显的差异。

它是什么样子的？——①林带内的土壤含水量均低于林带外；②横坡林带上坡的土壤含水量大于下坡；③横坡林带的中心区域比边缘地带土壤含水量稍高；④顺坡林带的左侧边缘比右侧土壤含水量稍高。

它为什么是这个样子的？——在学生提出的众多问题基础上，生成4个探究性问题：（1）分析横坡林带和顺坡林带内土壤含水量都远低于林带两侧的原因；（2）比较横坡林带上坡和下坡土壤含水量的大小，并简述原因；（3）分析横坡林带内部较林带边缘土壤含水量高的原因；（4）推测顺坡林带内左侧土壤含水量大于右侧的原因。

在课堂教学实践活动中，教师让学生自己去探索问题、提出问题，这样才能真正让学生的思维得到发展。但是，由于学生思维的敏捷性、灵活性、深刻性等方面存在一定的差异，学生提出问题的数量和质量也会存在明显差异。一般学生能发现问题①、②、③，少数学生能提出问题④，个别学生还会发现问题⑤“横坡林带的下坡与顺坡林带的左侧出现一个低值”。这就需要教师在学生活动实施的过程中，不断地引领学生采用地理事象观察的不同视角，从宏观到微观、从共性到个性，以此来训练学生的思维能力和提升学生的思维品质。

2.引领学生从综合的视角，寻找问题解决的思维角度

当学生面对真实的地理问题时，教师最好担当引路人的角色，引领学生进行正确思维，即寻找这一问题产生的可能因素。任何地理事象的产生和发展都是多要素共同作用而形成的，也就是《普通高中地理课程标准（2017年版）》（以下简称“课程标准”）所提出的核心素养之一的综合思维。针对上述情境中呈现的“林带及林带两侧农地土壤水分特征”这一客观事实，相关问题的产生需要教师引领学生从综合思维的视角，寻找影响土壤水分特征形成的思维角度。

思维步骤1：土壤含水量高低取决于其收入（地表水下渗）与支出（土壤蒸发、植物吸收）的关系，受气候、地形、水文、植被等自然地理要素的影响，同时也与土壤特性相关。

思维步骤2：本情境的主题是林带，思维角度应进一步确认为“森林植被对土壤含水量的影响”。

思维步骤3：确认森林植被对土壤含水量的直接与间接影响的思维角度。直接影响包括留雨水（减少下渗）、阻挡坡面径流（增加下渗）、吸收土壤水（蒸腾消耗）等等；间接影响包括挡阳遮阴（减少土壤蒸发）、改善土壤结构（利于下渗）等等。

受传统教学方式的影响，学生往往不能自主寻找问题解决的思维路径。这是学生当前学习中存在的薄弱环节，需要教师加以点拨引导。同时，不同学生之间存在着思维敏捷性、逻辑性、深刻性等方面的差异，教师面对不同类型的学生，需要因材施教、谆谆善诱，直至其形成相对完善的思维路径。

3.引领学生将思维显性化，让思维路径看得见摸得着

学生思维发展与提升不可能一蹴而就，而是一个螺旋式的上升过程。教师在引领学生运用研究思维解决真实问题的过程中，思维路径可视化显得十分关键。思维路径显性化表达，让学生看得见思维，摸得着脉搏，然后在学习和模仿中实现思维的不断发展和提升。针对上述建构的“森林对土壤含水量影响”思维角度与路径，教师应引导学生通过绘制图像或思维导图来呈现问题解决的思维路径，并借助多媒体手段或板图的方式加以直观显示（见图2、图3）。

图2 森林对土壤含水量影响

图3 横坡林带与顺坡林带对土壤含水量影响

在这一学习活动环节的初始阶段，学生受学习习惯和绘图能力的限制，呈现的图像可能很不完整或很不美观。在教学设计的过程中，教师可预判学生思维显性化过程中可能遇到的困难，并在活动实施的过程中进行个性化的指导。教师与学生需要建构一个和谐的学习共同体。一方面，教师不应将自己的主张强加给学生，而应引导他们自己在思考中慢慢探索；另一方面，教师作为学生学习的引导者，自身的引领示范作用也是不可缺失的。展示完学生作品之后，教师需呈现自己的思维显性化方案，给学生以榜样和示范。

4.引领学生从区域的视角，精准表达问题之结论

地理问题的解决，需要结合区域环境特征，在充分观察地理事象的空间格局、空间联系的基础上，加以精准的推理分析，直至找到问题的正确结论。情境材料中涉及的鹤山农场的2号与8号小流域，地处温带季风气候区，是两个坡度平缓的丘陵漫岗，横坡林带分布于半阴坡，而顺坡林带分布于半阳坡。因两个小流域所处的环境特征既有共性，又有个性，故其土壤含水量的空间格局呈现出一定的相似性和差异性。学生若能结合区域环境特征，把握情境材料中的关键信息，顺着恰当的思维路径进行探究性思考，就不难对相关问题作出准确的回答。

答案（1）：林带对降水的截留明显，减小了补给林带内土壤的水分；树木根系吸收土壤水分多，并通过树叶蒸腾作用加以消耗，故林带内土壤含水量低于林带两侧。

答案（2）：上坡土壤含水量大于下坡。横坡林带拦截坡面径流，导致下坡地表径流减少，下渗至土壤的水量也随之减少。

答案（3）：与林带边缘区域相比，林带内部地表植被覆盖率较高，枯枝落叶多，延阻坡面径流，下渗到土壤的水量增加；林带内土壤结构得到改善，地表水易下渗；林带内光照弱，土壤的蒸发量小。

答案（4）：顺坡林带位于半阳坡，太阳辐射对土壤水分影响较大；林带遮荫，使林带内左侧部分地面光照少，土壤水分蒸发减少。

在此学习活动环节，教师应留意学生语言表述的完整性和逻辑性，发现问题及时指正，以培养学生的思维品质。

三、教学评价设计重迁移应用，着力诊断学生思维结构

课后训练是课堂教学的延伸与应用提升，围绕课堂学习的主题，设计针对性强、目标一致性好的测评练习十分重要。测评练习既可对所学的知识和方法进行巩固，也可根据学生完成情况反馈课堂教学的得失，发现问题并将其作为下次教学设计的重要依据。

2020年高考全国Ⅰ卷文综第36题“顺坡垄方式种植葡萄”与“横坡林带和顺坡林带对土壤含水量影响”的主题相吻合，故将其作为本节教学内容的诊断性测试。在最后的“挑战自我”活动环节，要求学生运用所学的知识、方法和思维，完成相关问题的作答。

诊断测评：阅读图文材料，完成下列要求（注：每个问题的完成需要写出“我的思维过程”和“我的问题答案”两个部分）。

葡萄喜光，耐旱，某坡度较大的地方用顺坡垄方式种植葡萄的景观（图略）。该地位于52°N附近，气候湿润。

（1）当地采用顺坡垄种植葡萄，据此分析该地区的降水特点。

（2）指出该地种植葡萄宜选择的坡向，并分析与梯田相比，顺坡垄利用光照的优势。

（3）说明温带半干旱地区坡地耕作不宜采用顺坡垄的理由。

参考答案：（1）顺坡垄不利于保水保土（灌溉不便）。因此，该地区降水应具有降水频率高（经常降雨）、强度小（少暴雨或每次降雨量较小）、降水量季节分配较均匀的特点。（2）葡萄喜光，种植葡萄宜选择向阳坡（或用方位表示的阳坡，如南坡）。该地纬度高，太阳低（正午太阳高度小）。与梯田相比，顺坡垄接受阳光照射的角度较大，植株和垄接受光照的面积较大。（3）温带半干旱地区偶有暴雨，种植作物需要灌溉，而坡地顺坡垄不利于保水保土。

课程标准指出：“地理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，开展思维结构评价来测量学生的地理思维品质。”[4]在诊断测评的过程中，教师可依据“可观察的学习成果结构”分类理论来设计学生思维评价表（见表1），测量其思维结构状况和思维品质等级。

表1 学生思维结构评价测量表

从地理核心素养培育的角度看，教育的本质是学生思维的培养与提升，而学生思维发展的最好场所是课堂。在教学实践中构建思维课堂是一项复杂的系统工程，教师应尽力担当学生学习活动的设计者、组织者、引领者，在“教—学—评”环节中关注学生思维的发展与提升。