索瑞雪，李雙雙

（陜西師范大學(xué)地理科學(xué)與旅游學(xué)院，西安 710119）

2022 年4 月，教育部發(fā)布《義務(wù)教育地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2022 年版）》（以下簡稱“2022 版新課標(biāo)”），將“地理工具”上升到較為重要的位置，凸顯地理學(xué)科的基礎(chǔ)性和實(shí)踐性，值得關(guān)注和研究［1］。

已有研究者將國外課程標(biāo)準(zhǔn)、教科書中所涉及的地理工具相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行整理對比，提出既要強(qiáng)調(diào)地理工具基本知識的科普與教學(xué)，又要在各環(huán)節(jié)與各主題教學(xué)中融入地理技能的培養(yǎng)，促進(jìn)地理學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí)［2］。隨著教學(xué)實(shí)踐的深入，逐漸顯現(xiàn)出諸多問題，如地理工具內(nèi)涵釋義不明確、課程目標(biāo)不清晰、能力層階不系統(tǒng)、教學(xué)策略手段缺失等。目前，國內(nèi)地理工具相關(guān)研究尚少，不僅會影響地理核心素養(yǎng)的培育，亦會影響中學(xué)課程改革的進(jìn)程。

本研究立足于地理工具“內(nèi)涵釋義—課標(biāo)分析—信息與能力—教學(xué)策略”分析，基于學(xué)習(xí)進(jìn)階理論，探究培養(yǎng)地理工具能力的有效措施，有助于地理教學(xué)工作的優(yōu)化與完善，推進(jìn)中學(xué)地理課程改革進(jìn)程。同時(shí)，也對新教材地理工具模塊編寫、大單元教學(xué)中地理工具目標(biāo)的設(shè)定有一定借鑒意義。

一、地理工具概念界定

《現(xiàn)代漢語詞典》把工具界定為：工作時(shí)所需用的器具，后引申為達(dá)到、完成或促進(jìn)某一事物的手段。工具暗含有兩層意義：實(shí)體與手段。美國、德國與法國的地理課標(biāo)對地理工具的概念界定均側(cè)重于實(shí)體。其中，美國《科羅拉多州地理課程標(biāo)準(zhǔn)》認(rèn)為“地理工具”主要包括地理語言、地理圖片、地圖、地球儀、專題地圖、曲線圖、統(tǒng)計(jì)圖等；明確指出運(yùn)用地理工具解決地理問題是學(xué)生的核心地理技能。學(xué)生應(yīng)該學(xué)會通過地理圖像、地理模型等獲取信息、分析信息、提出與解決問題［3］；德國課標(biāo)將地圖、地球儀等與“地理工具”相關(guān)的內(nèi)容納入“空間定位能力”中；法國課標(biāo)中有關(guān)“地理工具”的內(nèi)容要求，主要呈現(xiàn)在“技能訓(xùn)練要求”部分［2］。

借鑒信息地理學(xué)和地圖學(xué)的最新研究成果［4］，結(jié)合國內(nèi)外“地理工具”的概念共識，地理工具可分為狹義和廣義兩種類型。其中，狹義的地理工具特指：蘊(yùn)含地理信息，用于解決地理問題的實(shí)體，包括地球儀、地圖等實(shí)體工具。廣義的“地理工具”對應(yīng)“工具”概念的引申含義，指面向物理世界、人文社會世界和信息世界（即“自然—人文—信息”三元世界）的，為人類認(rèn)識地球表層地理現(xiàn)象或事物的空間分布規(guī)律、時(shí)間演變過程和相互作用機(jī)制，進(jìn)而協(xié)調(diào)人地關(guān)系，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的手段。地理工具是實(shí)現(xiàn)“三元世界”真實(shí)化描述、多情景模擬、多目標(biāo)決策以及多通道控制的實(shí)體化工具。

地理工具是信息存儲和傳遞的手段，地理工具學(xué)習(xí)系統(tǒng)包括三部分，即地理工具（實(shí)體）、地理信息及地理工具能力（圖1）。客觀世界復(fù)雜多變，學(xué)生尚沒有能力和精力通過直接經(jīng)驗(yàn)認(rèn)知?？茖W(xué)研究者通過大量的實(shí)踐積累，有選擇地歸納、整理、概括地理信息，并將抽象的內(nèi)容以可視的符號系統(tǒng)加以表達(dá)，將其經(jīng)過思考后凝練的地理信息存儲在地理工具中，以間接經(jīng)驗(yàn)的形式傳遞給學(xué)生。這種“間接經(jīng)驗(yàn)”并不是枯燥乏味的概念、原理與公式的記憶學(xué)習(xí)，而是需要經(jīng)過一系列操作進(jìn)而挖掘、提取有價(jià)值的地理信息。即學(xué)生在使用地理工具的過程中，依據(jù)自身的知識儲備和專業(yè)思維對地理工具呈現(xiàn)的信息進(jìn)行提取、選擇、重組、整合，內(nèi)化為自己的地理工具能力。

圖1 地理工具學(xué)習(xí)系統(tǒng)模型

中學(xué)階段地理工具的關(guān)鍵在于通過抽象概念的轉(zhuǎn)化，輔助學(xué)生理解地理學(xué)具有綜合性、區(qū)域性、交叉性的特點(diǎn)［5］，基于地理空間尺度搭建課程框架。地理工具具備3個(gè)特征：信息載體、符號系統(tǒng)、空間綜合。

地理工具的界定，一要區(qū)別于泛化的圖表，如景觀圖、統(tǒng)計(jì)圖表、示意圖等，其在地理學(xué)習(xí)中具有重要作用，但無法獨(dú)立達(dá)成地理教學(xué)目標(biāo)，需要配合具有空間概念的地圖共同完成教學(xué)；二要區(qū)別于地理教具。地理教具是教師為達(dá)成教學(xué)目標(biāo)、突破教學(xué)重難點(diǎn)所使用的一系列工具。地理教具除常用的地理工具外還有地理模型、地理數(shù)字媒體、實(shí)物標(biāo)本等。

二、2022版新課標(biāo)中地理工具呈現(xiàn)特點(diǎn)分析

2022版新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)地理工具的應(yīng)用，凸顯地理工具的重要地位，明確指出地理工具包含地球儀、地圖等內(nèi)容。新課標(biāo)對地理工具提出的新要求，具體表現(xiàn)如下。

1.中學(xué)地理工具以地圖使用為主

中學(xué)階段地圖工具使用居多，不能忽視地球儀、地理信息技術(shù)的重要性。地球儀是地圖學(xué)習(xí)的鋪墊，經(jīng)緯線、經(jīng)緯度等空間概念是地理教學(xué)的重點(diǎn)，也是地圖使用的基礎(chǔ)。地理信息技術(shù)是地圖的延伸，在此基礎(chǔ)上疊加信息處理這一重要技能。

2.地理工具體現(xiàn)“做中學(xué)”的思想

2022 版新課標(biāo)要求學(xué)生能夠通過實(shí)踐活動掌握基本原理知識和空間概念，厘清地理工具與地理實(shí)踐的邏輯關(guān)系。摒棄先學(xué)后做、只學(xué)不做的傳統(tǒng)方式，通過實(shí)踐來強(qiáng)化地理工具與生活經(jīng)驗(yàn)的融合。

3.地理工具是探究地理知識的工具

2022 版新課標(biāo)要求學(xué)生能夠運(yùn)用地理工具完成具體的操作性任務(wù)?！罢J(rèn)識全球”和“認(rèn)識區(qū)域”內(nèi)容，要求情境限定以“運(yùn)用地圖和相關(guān)資料”為基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)了地理工具的重要性，明確了實(shí)踐活動的價(jià)值，如案例分析、數(shù)據(jù)采集和實(shí)地考察，不能單一化地對地理工具進(jìn)行運(yùn)用。

4.地理工具是貫通主題教學(xué)的“鏈條”

地理課程從空間尺度對課程內(nèi)容進(jìn)行組織，地理工具內(nèi)容的運(yùn)用將貫穿其中。隨著“宇宙—地球—地表—世界—中國”這一尺度逐漸縮小，所運(yùn)用地圖的比例尺也在逐漸增大，學(xué)生能夠更加清晰地體會尺度效應(yīng)，增強(qiáng)其空間感知能力。

三、地理工具信息與能力

1.地理工具信息

地理工具對物質(zhì)世界及其規(guī)律的抽象以各類地理信息為基礎(chǔ)，以多尺度嵌套、動靜耦合、多要素綜合的地理場景為背景，以符號化的形式加以表現(xiàn)［6］。本文將地理工具貯存并傳遞的信息分為空間分布信息、空間組合信息、空間聯(lián)系信息及空間差異信息。

空間分布是指區(qū)域內(nèi)地理要素的空間特征，如其范圍、形狀、密度等情況，回答了“水在哪兒？水的分布有何特征？”的問題；空間組合是指同一區(qū)域內(nèi)兩種不同要素之間在空間上產(chǎn)生的整體效應(yīng)，回答了“水和植被、土壤、居民有何關(guān)系”的問題；空間差異是指某些事物在地方與地方之間的差異，也包括每個(gè)地方上現(xiàn)象的總體組合與任何其他地方上現(xiàn)象的總體組合之間的差異，回答了“中國水資源格局總體呈現(xiàn)為東南多西北少”的問題；空間聯(lián)系是指將不同區(qū)域的地理事物或者同一區(qū)域的不同地理要素進(jìn)行比較、分析，確定不同地理事物或要素在地理空間上的異同，辨識其地理空間關(guān)系，回答了“中國跨流域調(diào)水工程南水北調(diào)”的問題。

2.地理工具能力

根據(jù)人類認(rèn)知世界的一般過程即知覺、注意、表象和概念等階段，一般使用者僅能夠在地理工具中找到最直接、最表象的信息［7］。這類信息往往是反映地理事物外部特征和聯(lián)系的地理感性知識，如地理名稱、地理分布、地理數(shù)據(jù)、地理景觀等［8］。獲得感性知識后，學(xué)生便可進(jìn)行操作性任務(wù)，進(jìn)行空間定位、空間測量與空間描述，內(nèi)化為地理工具能力。

空間定位能力是指學(xué)生能夠通過地理工具認(rèn)識“位置”“區(qū)域”等地理信息。其又可細(xì)分為絕對位置，其中緯度可解決與溫度相關(guān)的問題，經(jīng)度可解決與海陸位置相關(guān)的問題；相對位置，如長江位于秦嶺淮河線以南；區(qū)域位置，如黃土高原位于季風(fēng)氣候區(qū)。

空間測量能力是指學(xué)生能夠通過地理工具估算地理事物的實(shí)際空間距離，如小明家到圖書館的圖上距離為2 cm，比例尺為1/50 000，估算出實(shí)際距離為1 000 m。

空間描述能力是指學(xué)生能夠通過地理工具識別符號所表示的地理事物或現(xiàn)象的空間分布特征。地理信息是由文字符號或地圖符號表達(dá)的。通過符號理解地理工具所表達(dá)的內(nèi)容并形成相應(yīng)的認(rèn)知模式，是構(gòu)建地理工具認(rèn)知結(jié)構(gòu)的重要途徑。例如，通過等溫線的延伸方向判斷一地氣溫差異的趨勢及其影響因素。如果在學(xué)生腦海中形成了這樣的認(rèn)知，那么就能說明學(xué)生具有了通過符號進(jìn)行空間描述的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

學(xué)生需要通過比較、分析、綜合、歸納、演繹等抽象思維獲取地理概念、地理特征、地理規(guī)律、地理成因等理性知識。使用者從地理工具載體中提取信息的豐度與深度取決于使用者的能力水平及分析方法。具體方法可分為空間要素疊加、時(shí)間過程凝練、人地關(guān)系決策，對應(yīng)空間綜合、時(shí)間綜合、人地綜合，實(shí)現(xiàn)地理工具與綜合思維能力的融合提升。

空間要素疊加是指將兩個(gè)及以上地理圖層信息有效疊加到相同區(qū)域，以揭示不同地理事物之間的空間聯(lián)系、判斷地理事物分布模式、推斷地理事物空間影響［9］。

時(shí)間過程凝練是指使用者能夠通過地理工具揭示地理事物發(fā)展的時(shí)空規(guī)律，推演地理事物或現(xiàn)象的發(fā)生機(jī)制，從而確定地理事物發(fā)生的時(shí)空序列。地理事象始終處在變化發(fā)展之中，地理信息通常具有多時(shí)空融合、多尺度交織的特點(diǎn)［10］。

人地關(guān)系決策是指學(xué)生能夠借助地理工具認(rèn)識地理事物的發(fā)展規(guī)律與現(xiàn)狀，判斷地理事物的整體效應(yīng)，預(yù)測未來可能發(fā)生的情況，從而做出有效決策。

四、地理工具“三階段”教學(xué)模型

當(dāng)前，中學(xué)階段地理工具學(xué)習(xí)目標(biāo)相對模糊且進(jìn)階性不強(qiáng)。若想地理工具能夠在學(xué)生持續(xù)學(xué)習(xí)發(fā)展和生活問題解決中發(fā)揮強(qiáng)有力的作用，必須建立起具有整合性和有進(jìn)階性的教學(xué)模式。本文從學(xué)生地理工具能力培育路徑出發(fā)，借鑒李松林提出的學(xué)科素養(yǎng)發(fā)展機(jī)制與培育機(jī)制［11］，以“體驗(yàn)—反思”“交互—整合”“擴(kuò)展—變構(gòu)”為基礎(chǔ)，將學(xué)生地理工具學(xué)習(xí)過程按照能力層次分為3個(gè)遞進(jìn)階段，并提出相應(yīng)的教學(xué)策略（圖2）。

圖2 地理工具教學(xué)策略模型

1.地理工具學(xué)習(xí)機(jī)制

體驗(yàn)—反思是地理工具能力的發(fā)生機(jī)制。大衛(wèi)·庫伯把學(xué)習(xí)看作是具身體驗(yàn)的轉(zhuǎn)換［12］。學(xué)生不是空著腦袋進(jìn)入教室的，在系統(tǒng)學(xué)習(xí)地理工具知識之前，學(xué)生就已對地理工具有了體驗(yàn)。例如，學(xué)生可能在天氣預(yù)報(bào)中見過衛(wèi)星地圖，在旅游時(shí)使用過景區(qū)地圖，能夠回答“什么是地圖？”的問題，但仍然對“地圖上的各種標(biāo)注有什么用？”“地圖上的比例尺怎么讀”“不同的場景如何選擇正確的地圖類型？”等問題存在疑惑，而這一過程正是學(xué)生的反思過程。教師在開始進(jìn)行地理工具的相關(guān)內(nèi)容教學(xué)時(shí)，要關(guān)注學(xué)生已有的體驗(yàn)和生活常識，尋找激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的“錨點(diǎn)”。地理工具是地理信息的載體，學(xué)生若能對地理信息的類型進(jìn)行知識建構(gòu)，系統(tǒng)地看圖說話，以地理角度關(guān)注地圖，便能達(dá)成地理工具的低階能力。

交互—整合是地理工具能力的形成機(jī)制。地理工具的使用在于解讀地理信息，地理工具能力提升的關(guān)鍵在于將單個(gè)地理信息相互聯(lián)系并進(jìn)行解讀。現(xiàn)實(shí)地理現(xiàn)象的綜合性和復(fù)雜性決定了地理信息的多樣性。學(xué)生要能夠?qū)⒌貓D與地理景觀圖、地理示意圖、地理統(tǒng)計(jì)圖等交互使用，以豐富地理信息。例如，在一幅城市地圖中，只有居民點(diǎn)的分布，而無其他地理要素，雖然可獲得居民點(diǎn)的位置與分布，但其價(jià)值有限，無法進(jìn)行土地規(guī)劃、防災(zāi)救險(xiǎn)等決策。如果在地圖中疊加河流、氣候、地形地貌乃至土壤植被等信息，能更有效地獲取居民點(diǎn)與其他地理要素之間的關(guān)系。還可查閱城市氣溫降水統(tǒng)計(jì)圖，從時(shí)空交互角度把握城市氣候特征。學(xué)生在準(zhǔn)確把握地理學(xué)專業(yè)思維（綜合思維）、分析方法（空間疊置）的基礎(chǔ)上，對固有的地理信息進(jìn)行整合，找出地理信息相互依存、相互制約的關(guān)系，用圖說話，真正做到學(xué)做合一，達(dá)成地理工具的中階能力。

擴(kuò)展—變構(gòu)是地理工具能力的完善機(jī)制。當(dāng)學(xué)生面對實(shí)際生活場景能夠運(yùn)用已有的地理工具解決實(shí)際問題時(shí)，他便處于一種平衡狀態(tài)；當(dāng)學(xué)生處于一個(gè)全新場景，其問題情境更為新穎、復(fù)雜，則難以運(yùn)用已有的地理工具解決問題，但此方式也可驅(qū)使學(xué)生進(jìn)行思考創(chuàng)新。例如，學(xué)生想要了解社區(qū)應(yīng)急避難場所及逃生路線分布，但無法找到相關(guān)地圖，則可通過實(shí)地考察、走訪社區(qū)或運(yùn)用數(shù)字地圖收集信息，繪制一張社區(qū)風(fēng)險(xiǎn)地圖，直觀地認(rèn)識社區(qū)防災(zāi)減災(zāi)的實(shí)際情況。學(xué)生在課堂上學(xué)習(xí)的各種普通地圖和專題地圖，并不能包含客觀世界的所有復(fù)雜信息。這就要求學(xué)生能夠融合創(chuàng)新，繪圖說話，達(dá)成地理工具的高階能力。

2.地理工具教學(xué)策略

（1）能力進(jìn)階：學(xué)習(xí)過程診斷

地理工具的學(xué)習(xí)本身就具有進(jìn)階性，不同階段學(xué)生的認(rèn)知能力不同、地理工具能力掌握的要求不同，教師教學(xué)的策略也應(yīng)有相應(yīng)調(diào)整。例如，剛開始接觸地理工具的學(xué)生只能夠解決“位置”“分布”等問題，依靠表象認(rèn)知獲取地理工具直接傳輸?shù)暮唵涡畔?。中學(xué)地理教學(xué)大部分以“在哪里”為起點(diǎn)，教師可將地理工具作為先行組織者，地理工具的使用則可以空間定位為起點(diǎn)，如“描述某大洲的地理位置”“描述和簡要?dú)w納世界氣溫分布特點(diǎn)”。中階能力則更注重地理工具與其他資料的融合使用。高階能力要加強(qiáng)地理工具與地理實(shí)踐活動的聯(lián)系，體驗(yàn)更多有挑戰(zhàn)性的場景，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造能力，將地理工具能力外顯。

教師要根據(jù)不同階段學(xué)生所掌握的地理信息、能夠獨(dú)立完成的操作性任務(wù)情況，及時(shí)進(jìn)行過程性診斷，關(guān)注學(xué)生地理工具學(xué)習(xí)中的問題，在學(xué)生最近發(fā)展區(qū)內(nèi)建立支架，幫助學(xué)生進(jìn)行系統(tǒng)的進(jìn)階學(xué)習(xí)。

（2）生活教育：實(shí)際問題情境

20世紀(jì)20年代末，陶行知提出“生活教育理論”，強(qiáng)調(diào)教育“決定于、依靠于、服務(wù)于”生活為原點(diǎn)，生活教育是為生活向前向上的需要的教育［13］。新時(shí)代背景下，建設(shè)教育強(qiáng)國，實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新型國家和終身學(xué)習(xí)社會的宏偉目標(biāo)，讓人民群眾過上美好的新生活，賦予了“生活教育理論”新的內(nèi)涵。

從“生活教育”到“美好生活教育”理念轉(zhuǎn)變，啟示教師在地理工具教學(xué)中，需要重視生活化場景的創(chuàng)設(shè)。教材中的地圖多以行政區(qū)域圖、自然地理圖、區(qū)劃圖為主，缺乏生活中使用的地圖，學(xué)生無法與生活經(jīng)驗(yàn)相聯(lián)系。沒有真實(shí)的問題，學(xué)生很難存在地理工具使用的學(xué)習(xí)動機(jī)。因此，教師應(yīng)以生活為原點(diǎn)，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中以地理工具為明線，具身經(jīng)驗(yàn)為暗線，體會地理工具認(rèn)識復(fù)雜地球表層系統(tǒng)的價(jià)值；引導(dǎo)學(xué)生體會“人與自然和諧”的美好，從而認(rèn)識家鄉(xiāng)、認(rèn)識中國、認(rèn)識世界，用生活來教育，建構(gòu)正確的價(jià)值觀和人生觀。

（3）數(shù)字驅(qū)動：地理信息技術(shù)

隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，大量的研究轉(zhuǎn)向基于數(shù)據(jù)和模型的數(shù)字化抽象分析，信息化背景下，地理工具的使用是學(xué)生、場景、技術(shù)交互的實(shí)踐過程。地理信息技術(shù)的發(fā)展為地理工具注入新動力，突破了傳統(tǒng)紙質(zhì)地圖的限制。傳統(tǒng)地理工具強(qiáng)調(diào)從現(xiàn)實(shí)世界出發(fā)傳遞空間認(rèn)知信息，而數(shù)字驅(qū)動下的地理信息技術(shù)則更強(qiáng)調(diào)依托地理空間模型，以“人”為主體思考地理現(xiàn)象［6］。在核心素養(yǎng)要求下，地理信息系統(tǒng)強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)處理能力、獨(dú)特的人地關(guān)系視角無疑是與之相適應(yīng)的地理工具。例如，在Google earth 中沿著時(shí)間序列展示亞馬孫熱帶雨林面積的變化、通過某地區(qū)災(zāi)害前后的影像判斷災(zāi)害形成機(jī)制、對比鄱陽湖夏季湖泊面積變化、觀察臺風(fēng)在我國沿海運(yùn)動路徑等［14］，從秩序?qū)用娓惺軙r(shí)空綜合性，規(guī)范使用地理數(shù)據(jù)、數(shù)字地圖及相關(guān)數(shù)字化應(yīng)用軟件等資源，促使學(xué)生體悟數(shù)字信息技術(shù)的功能。