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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(fù)習(xí)教學(xué)為例

2022-11-05 14:17吳佑娟蘇栩榕馮森馮亞芬
科學(xué)咨詢 2022年19期
關(guān)鍵詞:概念圖尺度可視化

吳佑娟,蘇栩榕,馮森,馮亞芬*

(1.湛江市麻章區(qū)第一中學(xué),廣東湛江 524094;2.嘉應(yīng)學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院;3.嘉應(yīng)學(xué)院地理科學(xué)與旅游學(xué)院,廣東梅州 514015)

自2017版《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)》頒布實(shí)施以來,教材體系與高考評(píng)價(jià)體系均做出了相應(yīng)的修改與變革。高考命題改革趨勢(shì)突出體現(xiàn)在由“知識(shí)立意”向“能力立意”的轉(zhuǎn)變,注重考查學(xué)生的思維能力與思維水平。與之相對(duì)應(yīng)的是各學(xué)科教學(xué)都更加重視學(xué)科思維能力的培養(yǎng),高三復(fù)習(xí)也不再只是關(guān)注知識(shí)的整理與歸納,復(fù)習(xí)備考過程更加重視學(xué)生思維能力的培養(yǎng)。綜合思維作為地理學(xué)科的核心素養(yǎng)之一,是地理學(xué)的基本思想方法,是一種認(rèn)識(shí)地理環(huán)境整體性的思維方式和能力,培養(yǎng)和訓(xùn)練學(xué)生的綜合思維,旨在使學(xué)生能夠多要素、多角度而非孤立、絕對(duì)、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(guān)系問題[1]。地理學(xué)科的綜合性特征對(duì)學(xué)生綜合思維能力水平要求較高,教師在教學(xué)尤其是復(fù)習(xí)備考過程應(yīng)重視培養(yǎng)學(xué)生的綜合思維能力。

一、當(dāng)前教學(xué)中制約學(xué)生綜合思維能力提升的因素

(一)重地理知識(shí)機(jī)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(fù)習(xí)時(shí)需要跨學(xué)段、跨模塊構(gòu)建系統(tǒng)地理知識(shí)體系,思維跨度大,綜合性強(qiáng),復(fù)習(xí)難度大,備考時(shí)間緊、任務(wù)重,為爭(zhēng)取更多時(shí)間進(jìn)行二輪甚至三輪的訓(xùn)練提升,多數(shù)一輪復(fù)習(xí)都是采用“快步走、多回頭”的方式快速梳理知識(shí)體系,反復(fù)回顧、訓(xùn)練的機(jī)械記憶、反復(fù)訓(xùn)練的復(fù)習(xí)方式,這種以低階思維為主的復(fù)習(xí)方式會(huì)固化學(xué)生思維,形成思維定式,難以應(yīng)對(duì)新高考背景下復(fù)雜、陌生或不良結(jié)構(gòu)的情境問題,不利于培養(yǎng)學(xué)生的綜合思維素養(yǎng)。

(二)缺乏地理時(shí)空尺度思想

由于地理學(xué)研究對(duì)象存在于特定的時(shí)空共軛尺度和時(shí)空耦合關(guān)系之中,尺度問題便成為地理學(xué)的基本問題[2]。但由于一線地理教師本身對(duì)尺度思想教育價(jià)值的認(rèn)知水平、對(duì)尺度思想相關(guān)內(nèi)容的掌握程度、教學(xué)中滲透尺度思想的程度等良莠不齊,導(dǎo)致教師在教學(xué)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(xué)實(shí)踐表明,缺乏尺度思想與地理思維是制約學(xué)生審題、運(yùn)用綜合思維解決地理問題的重要因素,因?yàn)槌叨炔煌忸}切入點(diǎn)就不同。

(三)學(xué)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(xué)科核心素養(yǎng)之一。高中學(xué)生受知識(shí)積累、思維認(rèn)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(dǎo)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(guān)注學(xué)習(xí)結(jié)果,忽視學(xué)習(xí)過程

受長期以來的傳統(tǒng)教學(xué)方式和學(xué)習(xí)習(xí)慣的影響,課堂教學(xué)更關(guān)注知識(shí)的傳授,忽視學(xué)生學(xué)習(xí)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(xué)測(cè)評(píng)以書面考試為主,強(qiáng)調(diào)結(jié)果的正確與否,較少涉及思維過程、活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)等過程性內(nèi)容,缺少對(duì)學(xué)習(xí)過程和思維能力發(fā)展的評(píng)價(jià)。

二、運(yùn)用思維可視化培養(yǎng)地理綜合思維能力的教學(xué)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(xué)生已經(jīng)有了一定的知識(shí)積累和較高的認(rèn)知水平與思維能力,復(fù)習(xí)過程更重視對(duì)知識(shí)的整合、重組、分析、綜合與評(píng)價(jià),更需要發(fā)展學(xué)生的高階思維活動(dòng)。教師可借助各種思維可視化工具如思維導(dǎo)圖、多媒體平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)資源等開展輔助教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的綜合思維能力。下面以地理環(huán)境整體性復(fù)習(xí)為例,探究思維可視化培養(yǎng)地理綜合思維的課堂教學(xué)策略。

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

概念圖是基于Ausubel的學(xué)習(xí)理論發(fā)展起來的一種反映知識(shí)與知識(shí)之間關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)圖形,是思維可視化的工具之一。概念圖用節(jié)點(diǎn)代表概念,連線表示概念間關(guān)系。將概念圖相關(guān)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(shí)體系架構(gòu),利于厘清知識(shí)關(guān)聯(lián)與上下位層級(jí)關(guān)系,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)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(guān)聯(lián)性不強(qiáng),復(fù)習(xí)時(shí)以概念圖的形式將整體性與差異性進(jìn)行對(duì)比,構(gòu)建知識(shí)體系,讓學(xué)生從整體上把握整體性與差異性原理的同時(shí),也能清晰辨識(shí)整體性與差異性的概念,并認(rèn)識(shí)到其中蘊(yùn)含的要素關(guān)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(shí)框架

需要注意的是,教師運(yùn)用概念圖構(gòu)建知識(shí)體系時(shí),要重視知識(shí)體系的構(gòu)建過程,抓住核心要素,不要過于詳細(xì),要留有學(xué)生根據(jù)已有中心詞進(jìn)行思考、聯(lián)想的空間,讓學(xué)生對(duì)知識(shí)框架進(jìn)行“添磚加瓦”,不斷對(duì)核心知識(shí)進(jìn)行延伸、發(fā)散、填充,這樣才能達(dá)到夯實(shí)基礎(chǔ)、培養(yǎng)發(fā)散思維的目的。訓(xùn)練學(xué)生多用概念圖自主構(gòu)建知識(shí)體系,能讓學(xué)生從整體上把握知識(shí)框架,對(duì)散點(diǎn)知識(shí)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析,將對(duì)地理原理、地理規(guī)律的感性認(rèn)識(shí)上升為理性思維,培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維與邏輯思維能力。

(二)運(yùn)用思維模型圖培養(yǎng)學(xué)生觸類旁通的地理思維與學(xué)習(xí)能力

思維模型是大腦在遇到某類地理問題時(shí)的應(yīng)激反應(yīng)思維。教學(xué)中為解決某類地理問題,我們通常先引導(dǎo)學(xué)生建立某種思維模型,即“建?!?,在學(xué)生思維發(fā)展達(dá)到一定水平后即可不再拘泥于原有思維模型,即“破?!薄H绶治雠c地理環(huán)境的整體性有關(guān)的問題時(shí),一般從氣候、地貌、水文、生物、土壤五大要素之間的相互關(guān)系入手,如圖1中五大要素相互關(guān)系圖就是基礎(chǔ)的思維模型。高考試題變中有穩(wěn),教學(xué)時(shí)可通過研究試題中的“穩(wěn)”來引導(dǎo)學(xué)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(xué)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(dāng)氣候進(jìn)一步轉(zhuǎn)暖,里海北方的大陸冰川大幅消退后,其補(bǔ)給類型發(fā)生變化,里海演化為咸水湖。但目前湖水鹽度遠(yuǎn)小于地中海的鹽度。

通過對(duì)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(shí)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(shí)期濕地開墾差異等試題有著非常類似的情境時(shí)空主線。通過對(duì)比研究類似試題,總結(jié)出了針對(duì)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?duì)此,我們還要積極研究高考試題中的“變”,教學(xué)時(shí)留出教學(xué)空間,鼓勵(lì)學(xué)生質(zhì)疑,在對(duì)“變”的研究學(xué)習(xí)中對(duì)思維模型進(jìn)行質(zhì)疑、批判,培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維與創(chuàng)新能力。

(三)運(yùn)用魚骨圖、流程圖等演繹地理動(dòng)態(tài)過程或因果關(guān)聯(lián),培養(yǎng)學(xué)生時(shí)空觀念與尺度思想

地理學(xué)科核心素養(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[1]。地理課程標(biāo)準(zhǔn)中“運(yùn)用示意圖、圖表”的要求也是基于核心素養(yǎng)考查學(xué)生對(duì)空間格局的觀察、概括、歸納,對(duì)空間動(dòng)態(tài)過程的觀察、規(guī)律概括、趨勢(shì)預(yù)測(cè)的能力。教學(xué)時(shí)充分運(yùn)用可視化思維工具如流程圖、魚骨圖、視頻、圖像與信息技術(shù)結(jié)合,可以提高學(xué)生的地理空間格局覺察能力,對(duì)地理事物的空間分布、空間形態(tài)、空間關(guān)系、空間演變的觀察與分析能力,幫助學(xué)生培養(yǎng)地理學(xué)習(xí)必備的時(shí)空觀念,提升學(xué)生時(shí)空綜合思維能力。

以2019年全國Ⅰ卷37題設(shè)問(2)、(3)為例,設(shè)問如下:

(2)末次冰期晚期里海一度為淡水湖,對(duì)此作出合理解釋。

(3)分析補(bǔ)給類型發(fā)生變化后里海演化為咸水湖的原因。

兩個(gè)設(shè)問時(shí)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(yùn)用魚骨圖構(gòu)建里海的動(dòng)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(shí)間尺度看,末次冰期時(shí)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(jìn)而接受周邊徑流與高山冰雪融水補(bǔ)給,而氣候轉(zhuǎn)暖使得冰川融水增加,此時(shí)期補(bǔ)給大于蒸發(fā),故一度為淡水湖。從時(shí)空尺度進(jìn)一步分析,氣候進(jìn)一步轉(zhuǎn)暖,冰川消退,冰雪融水補(bǔ)給消失??臻g上地殼運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定,里海只能接受徑流補(bǔ)給,山脈的阻擋導(dǎo)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(jí)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(dòng)態(tài)性特征不僅能展示地理事物和現(xiàn)象的因果關(guān)系,更重要的是能演繹地理事物的時(shí)空發(fā)展與演變過程,讓原本不可見的大腦思維活動(dòng)變得可見、可學(xué)習(xí)、可模仿。強(qiáng)調(diào)和重視思維過程,利于引導(dǎo)學(xué)生將知識(shí)結(jié)構(gòu)化、過程結(jié)構(gòu)化,培養(yǎng)學(xué)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(shí)。通過流程圖、魚骨圖等可視化圖形中的時(shí)間發(fā)展、空間轉(zhuǎn)換可培養(yǎng)學(xué)生的時(shí)空觀念與尺度思想,利于發(fā)展學(xué)生的高階思維活動(dòng)。多用各種思維可視化圖形訓(xùn)練學(xué)生解答試題能展示學(xué)生的思維過程,利于開展對(duì)學(xué)生的思維結(jié)構(gòu)評(píng)價(jià)和過程性評(píng)價(jià),培養(yǎng)學(xué)生的多點(diǎn)思維、關(guān)聯(lián)思維以及拓展抽象思維,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)。

(四)運(yùn)用復(fù)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(shí)空進(jìn)行綜合的思維能力。尺度思想是認(rèn)識(shí)地理環(huán)境復(fù)雜性的最基本的地理學(xué)習(xí)方法。區(qū)域地理復(fù)習(xí)是培養(yǎng)學(xué)生尺度思想的主要內(nèi)容與途徑。對(duì)區(qū)域地理知識(shí)的掌握程度直接影響地方綜合的思維能力。高三復(fù)習(xí)教學(xué)可將初中與高中區(qū)域地理進(jìn)行整合,運(yùn)用復(fù)流程圖構(gòu)建區(qū)域地理復(fù)習(xí)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(jìn)行復(fù)習(xí),利于學(xué)生從整體上把握區(qū)域地理復(fù)習(xí)方法,提升區(qū)域地理復(fù)習(xí)的深度,發(fā)展區(qū)域地理復(fù)習(xí)的高階思維活動(dòng)。

圖4 區(qū)域地理整合復(fù)習(xí)流程

復(fù)流程圖適用于描述地理事物和現(xiàn)象的因果關(guān)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(xué)中使用復(fù)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?;诖耍诎凑?qǐng)D4的普適性思維模式復(fù)習(xí)區(qū)域地理知識(shí)的基礎(chǔ)上,我們可以基于地方尺度設(shè)計(jì)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(diǎn)是關(guān)注地方尺度,匹配與尺度相適應(yīng)的要素、時(shí)間、過程等進(jìn)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(guān)系,按照?qǐng)D5所示思維路徑進(jìn)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(xué)生綜合思維能力的重要復(fù)習(xí)教學(xué)方法與學(xué)習(xí)方式。教師運(yùn)用思維可視化方法能讓學(xué)生看見、學(xué)習(xí)和模仿教師的思維方式與過程,利于教師在教學(xué)過程中滲透地理思想,培養(yǎng)學(xué)生地理思維。學(xué)生運(yùn)用思維可視化方法進(jìn)行學(xué)習(xí)能讓教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生在對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)與應(yīng)用、創(chuàng)造過程中存在的問題,進(jìn)而引導(dǎo)學(xué)生重視思維能力的培養(yǎng)與提升,發(fā)展高階思維活動(dòng)。思維可視化的核心在于思考,思考過程可以有模板,更應(yīng)該有個(gè)性,在復(fù)習(xí)中要基于學(xué)習(xí)主體的思維差異創(chuàng)新優(yōu)化思維可視化的教學(xué)策略。

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