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思维可视化、过程化、规范化在高中地理教学中的应用与探究

思维可视化、过程化、规范化在高中地理教学中的应用与探究
在新高考改革纵深推进与《教育强国建设规划纲要(2024—2035年)》落地实施的双重背景下高考评价体系对地理思维品质的考查,已经从抽象的理念变成了具体的教学要求,它的核心就是思维的结构化、过程化、可视化与规范化这四个方面,这四个方面相互支撑、层层递进,共同组成了提升学生地理思维品质的完整系统。
思维结构化要求学生用系统思维整合零散的地理知识、现象与问题,通过模块化、层次化的拆解与重组,搭起有内在逻辑的认知框架,帮学生避开碎片化思考的误区,从地理环境整体性与差异性的角度把握要素关联、找准核心问题;分析区域可持续发展问题时,就可以依托“资源环境基础—经济社会发展—区域协调联系”的框架展开系统思考。
思维过程化要求教师把解决复杂地理问题的思路,拆成学生能看懂、能学会、能操作的步骤和核心要素,让抽象的思维变成学生能一步步往上走的学习阶梯;地理信息获取与加工可以跟着“定位图文信息→提取关键要素→归纳特征→建立关联→推理判断”的流程来,地理成因分析也可以按照“明确现象→寻找要素→分析过程→阐释机理”的步骤一步步推进。
思维可视化要求教师借助图示、模型、语言描述这些手段,打破思维的模糊性,把学生心里的思考过程、方法与路径清楚展现出来,为思维评估和训练打好基础;教学里常用思维导图、概念图、逻辑链条图这些工具,让学生用示意图画出热力环流形成过程,用“观点—证据—论证”链条理清楚地理观点的论证逻辑。
思维规范化要求学生用科学思维代替凭经验的臆断和主观猜测,在逻辑推理、论证分析、科学探究这些环节里,严格遵守学科规范和逻辑规则;做归因分析时要分清主导因素和次要因素,论证的时候要保证论据能撑得起论点,主动发现混淆因果、以偏概全这些逻辑错误。

(一)思维可视化:让内隐思维直观呈现于教学全过程

教师用可视化工具梳理知识、带着学生拆解审题逻辑、规范作答的方式,能把学生“看不见的思考”完整展现出来,让地理思维从隐性变成显性。
教师在备课和学生自主复习的时候,多用思维导图、概念图梳理章节和专题知识,学“地球上的水”这一章时,引导学生搭起以水循环为核心、串联水体类型、相互关系、人类活动影响的知识网络。
图1地球上的水思维导图
分析“河流地貌的发育”时,用模型图和动态模拟软件,把“凹岸侵蚀、凸岸堆积”的原理,还有工程干预后的水文沙情变化展示得明明白白。
教师在讲习题的时候,多强化审题和思维过程的可视化训练,让学生圈出图文材料里的时间、空间、特征、数据这些关键信息,再理一理分析的逻辑;讲2024年新课标卷双凤村的试题时,带着学生画村落布局和自然环境的关联示意图,把民居分布和地形、溪流、地域文化的联系直观展现出来,精准用核心概念解决问题。
(2024年新课标卷)湖南省永顺县双凤村是一个典型的土家族村寨,地处武陵山区腹地,村寨中一条小溪婉婷流淌,潺潺水声伴随着弯弯青石板路和依山而建的土家转角吊脚楼,勾勒出一幅土家山寨的美丽画卷,被誉为中国“土家第一村”,图1示意双凤村的建筑分布,图2示意在建的转角吊脚楼。据此完成1-3题.
可以训练学生,根据材料和图片手绘示意图,对学生思维可视化进行训练。如下图:据 2024 年新课标卷地理试题材料手绘,示意民居与地形、溪流、地域文化的空间联系。
图2双凤村传统民居与自然环境关联示意图
教师在讲练试题的时候,规范答案的可视化组织形式,让学生用要点、序号来表述,体现因果、递进、并列的逻辑。
(2024年新课标卷)容积率是城市建设用地地块上总建筑面积与地块面积的比值。一般来说,工业园区中楼层越多,容积率越高。如图示意某城市工业园区规划的功能分区。其中,各产业园容积率按照适合生产的最大容许程度取值,以提高土地利用效率。生活居住区曾有以高层建筑为主的高容积率和以中高层建筑为主的低容积率两个规划方案,政府部门最后采纳了低容积率方案。据此完成。
如图所示的各产业园中,规划容积率最高和最低的可能是(  )A、Ⅲ和ⅠB、Ⅳ和Ⅰ
C、Ⅱ和ⅢD、Ⅳ和Ⅱ
分析工业园区容积率的试题时,引导学生按照“产业特性→生产需求→建筑形式→容积率高低”的思路组织答案。如下:根据材料可知,“容积率是城市建设用地地块上总建筑面积与地块面积的比值。一般来说,工业园区中楼层越多,容积率越高”。因此,不同产业园规划容积率的选择,与其产业生产类型与特征密切相关。对比图中不同类型产业性质与特征可以看出,机械装备制造业生产设备重量、体积、占地面积都较大,搬运与安装限制因素多,不适合布置在高层建筑中。因此,机械装备产业园的建筑容积率是最低的。软件产业主要设备包括电脑和网络设施,在商务办公楼就可以布局,因此最适合“上楼”。对比图示产业园类型,软件产业园的建筑容积率是最高的。纺织服装产业园、机器人产业园的生产设备比机械装备制造业的设备轻巧,因此,其各自的建筑容积率选择都可以实现“工业上楼”。综合以上分析可知,本题正确答案为C。避免要点乱堆、逻辑不清的问题[4]。

(二)思维过程化:以阶梯化拆解突破复杂问题解决瓶颈

教师通过概念解构、设计问题链、步骤化建模实现思维过程化,把复杂的地理大问题拆成一层层的小步骤,给学生搭起清晰的思维阶梯。
教师对核心地理概念做过程化的拆解,明确概念的主体、条件、过程、结果这些关键要素;拆“冲积扇”这个概念时,梳理出“河流搬运碎屑物质→出山口地势骤降→流速减缓搬运能力下降→形成扇状堆积地貌”的完整逻辑,把静态的定义变成动态的过程理解,给学生分析同类地貌成因提供了标准的思维模板。
图3概念解构法示意图
例:喀斯特地貌(岩溶地貌):可溶性岩石(以石灰岩为主)受地表水、地下水的溶蚀作用和伴随的机械作用所形成的各种地貌。
图4喀斯特地貌解构
教师围绕教学的核心任务,设计由浅入深、逻辑连贯的问题链,如下题。
(平度市高一地理期中检测)海陆风是一种发生在海岸附近的局地环流,往往出现于季风等背景风较弱的睛天。研究发现,海南岛北部临高市夏季受海陆风影响显著。图7示意海南岛概况,图8示意某年7月临高市天气稳定条件下近地面平均风向日变化情况(0”代表正北,90”代表正东,Г80°代表正南,270”代表正西)。
(1)观测发现,整体上海南岛白天降雨概率高于夜间。运用热力环流的原理,分析海南岛白天多雨的原因。(8分)
参考答案:受海陆热力性质差异的影响,白天岛屿的升温较海洋快,岛屿气温较高,岛内空气膨胀上升,近地面形成低气压;近地面风从海洋吹向岛屿,带来充足的水汽;水汽在上升过程中,因气温下降(受冷),凝结而降水。
图5分析思维路径示意图
在探究海南岛白天多雨的原因时,依次问海陆风怎么形成、临高市白天近地面风向怎么变、海风的方向和性质是什么、海风登陆对天气有什么影响,把复杂的综合题拆成依托基础原理的小问题,引导学生一步步搭起完整的思维链条。

(三)思维规范化与结构化:以科学框架替代经验性思考

教师通过追本溯源讲原理、构建知识体系、规范解题训练,引导学生用科学的地理思维框架,代替凭经验瞎想,实现思维的规范化与结构化。
教师针对学生常犯的思维错误,回归地理基本概念和原理来辨析偏差;讲热力环流时,不少学生搞不清近地面气压变化的原因,这时就带着学生回到气压的定义,分析空气垂直运动对空气柱质量的影响,科学推出气压变化和环流形成的关系,用规范的思维理清认知误区。
教师指导学生靠着地理学整体性、差异性、尺度思想、人地协调观,搭建分析问题的结构化体系,遇到区域地理问题时,就按照“空间定位→要素关联→成因机理→影响评价→发展对策”的大框架思考,分析河流水文特征时,就用水量、水位、汛期、结冰期、含沙量、流速这些要素系统分析。
教师在答题训练里,推行“审题—分析—建构—表达—反思”五步规范程序,讲艾尔湖入湖碳量的试题时,如下题:
(2024年山东卷)18. 阅读图文材料,完成下列要求。
埃尔湖(如图)是澳大利亚海拔最低的地方湖水深度较浅。某研学小组对埃尔湖流域开展了研究。
活动一同学们通过查阅资料了解到,埃尔湖碳储量大,是巨大的碳库。
(1)分析埃尔湖入湖碳量大的自然原因。
引导学生精准提取图文信息、关联自然地理整体性的相关原理、搭起外力作用与地表形态变化的逻辑链、用地理术语分层表述、总结同类题目的思路和开放性问题的辩证思维方法,把学生的解题思维和作答流程全面规范起来。
实际教学里能明显感觉到,这个范式能帮学生解决思维碎片化、表达随便的问题,显著提升学生在新情境里分析、综合、论证、创新的地理思维能力,同时也对教师提出了更高的要求;教师需要认真研读课标和教材,吃透地理学科的本质和思维方法[1],精心设计问题情境和思维训练的内容,课堂评价也不能只看答案对不对,更要看思维过程合不合理、有没有创新。
未来的教学中,教师还要继续摸索新授课、复习课、讲评课这些不同课型里,“三化一构”范式具体怎么用,借助GIS、动态模拟软件这些信息技术,让思维可视化和过程化的教学效率更高,不断把这个教学范式完善得更实用,让地理思维的培养更精准、更有效。

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