指向地理空间思维的实践类作业设计

    金开任　叶文媛

    摘要：地理空间思维对学生学习和研究地理具有重要意义。针对当前高中生地理空间思维能力较为薄弱的问题，开发设计新的实践类作业，力求作业情境化、问题化、活动化和个性化。通过重视空间认知分析、创设真实问题情境、融合现代信息技术、整合不同学科优势等途径，设计模拟实验类、野外考察类、多媒体演示类、体育运动类实践作业，提升学生地理空间思维能力。

    关键词：地理空间思维? 地理作业? 作业设计

    地理学是一门着力探究地球表面空间秩序的学科，重视从空间、区域、人地关系、综合等角度分析解决问题，培养具有地理空间思维的学生已经成为社会发展新需求[1]。《普通高中地理课程标准》（2017年版）明确指出，要加强培养地理学的空间思维习惯，强化地理信息的运用[2]。地理空间思维是一种用于认识地理事物、地理现象而进行地理空间概念认知、地理空间表征工具应用并进行地理空间认知分析的具有创新价值的综合性思维[3]。

    中学生已经具备一定的抽象逻辑思维能力，但是在空间认知能力、空间知觉思维和空间因果思维方面尚未成熟。为了更好地发挥作业功能、提升学生地理关键能力，笔者尝试新型“实践类”作业，力求作业情境化、问题化、活动化、个性化，让学生在动手操作中体验、感悟，提升学生的观察、分析、归纳、设计、探究、创新等能力，进一步提高学生地理空间思维能力。

    一、重视空间认知分析，设计模拟实验类作业

    地理学是一门研究地理空间与地理过程动态变化的科学。中学生地理空间形象思维和空间相互综合思维较为薄弱，对地理现象形成过程难以表述完整。适当开发地理模拟实验，可以帮助学生直观感知地理事物、地理现象动态变化过程，深入理解地理要素关联性，培养地理空间思维能力[4]。高中地理教材中有很多抽象的地理概念，如热力环流、三圈环流、季风、水循环、洪涝灾害等。可通过地理模拟实验，化抽象为具体，促进思维可视化，培养学生地理空間形象思维能力和空间结构思维能力。

    例如，在学习湘教版高中地理必修第一册第四章第一节“洪涝灾害防治”时，设计地理模拟实验类活动，促使学生对洪涝灾害形成过程和空间分布特征有更加深入理解。“洪涝灾害模拟实验”作业设计如案例1。

    案例1? 洪涝灾害模拟实验

    实验器材：集水托盘、有孔坡面、无孔坡面、土壤、草皮、引水盘、洒水壶（滴有红墨水）。

    实验过程：

    （1）将器材放好，在洒水壶中装满滴有红墨水的水。

    （2）在引水盘上方倾倒洒水壶，控制水流均匀流出。

    （3）实验观察：观察比较不同坡面倾角、有无植被覆盖等情况下水流特点的差异。

    （4）实验记录：列表记录不同坡度、有无植被等变化引起的汇水情况差异。

    （5）总结汇报：小组讨论，小组代表发言。

    （6）实验反思：总结成功与不足。

    注意事项：控制好洒水量，草皮须提前培育，实验过程注意安全。

    通过多次对照实验，观察记录洒水壶，控制降水量变化，观察比较有无草皮覆盖对坡面径流的影响，促使学生对水循环中降水、下渗、地表径流、地下径流等环节形成更加直观的空间感知，促进地理原理、规律在大脑中的思维加工，加强学生对相关知识的迁移应用。

    地理教学中，诸如制作简易地球仪、测量学校经度、观察月相变化、模拟大气对流现象、锋面活动等地理过程，借助地理模拟实验，可以使地理形成过程直观化、可视化，培养学生地理空间形象思维能力和空间结构思维能力，落实地理核心素养。

    二、创设真实问题情境，设计野外考察类作业

    地理是一门兼具综合性与区域性特征的学科，地理现象和地理过程的发生往往依托于某一地理空间情境。地理情境包括日常生活情境、生产联系情境和地理学术情境，情境素材选取离不开真实的地理环境[5]。地理学科能力评价须基于真实地理问题的解决，地理空间思维能力评价须到野外真实地理环境中去检验。在高中地理课本中，有着丰富的适合开展野外考察的作业内容。通过设计野外考察活动，可以将不同区域的地理事物或者同一区域的不同地理要素进行比较，促使学生学会分析不同地理事物或要素在地理空间上的整体性、差异性规律。

    例如，在学习湘教版高中地理选择性必修1第二章第二节“地表形态的变化”时，可设计野外研学考察活动流程（如图1）、野外褶皱构造观察作业方案，如案例2。

    

    案例2? 九凰山野外考察

    （1）考察地点：浙江省平阳县九凰山

    （2）考察目的：①对湘教版必修1课本第40页后面的活动作业进行乡土化改编设计;②识别常见岩石，如花岗岩、砂岩、页岩等;③实地寻找九凰山山体是否有明显的褶皱和断层形态;④实践辨识九凰山独特的地表形态，推测其形成的主要内外力作用过程。

    （3）考察形式：小组合作、教师指导，做好沿途线路主要站点考察记录表和典型区域考察记录表。

    （4）考察过程：①褶皱考察：找出九凰山存在明显褶皱形态的山体部位，观察该处褶皱构造的地层大致分为几层？判断依据是什么？该处岩层分层主要原因是什么？该褶皱构造是背斜还是向斜？判断依据是什么？②断层考察：找出九凰山典型断层形态的山体部位，学会辨识地垒与地堑构造。③采集标本：沿途采集常见的花岗岩、砂岩、页岩等岩石类型。④绘制简图：用铅笔绘制褶皱和断层地形剖面示意图。⑤影像记录：用手机、相机、录像机等对活动进行多角度记录。

    （5）考察总结：小组合作交流，整理考察材料并撰写考察报告，小组代表利用课件展示考察成果。

    真实情境与理论知识有一定差异，真实问题情境往往比抽象的理论更加复杂。在地理教学中，诸如背斜、向斜、地垒、地堑等地质构造判读，丘陵、山地、盆地等地形类型判读，常绿阔叶林、落叶阔叶林、针叶林、灌木等植被辨识，红壤、黄土、黑土、荒漠土等土壤辨识等，都可以设计野外考察活动。通过开展野外实践活动，促使学生将所学地理原理理论和真实地理事物现象相结合，培养学生登山涉水、求质求真的地理精神，提高学生地理实践力和空间思维能力，推动地理核心素养真正有效落地。

    三、融合现代信息技术，设计多媒体演示类作业

    地理空间思维是内隐的，不可观测的，但是地理空间视觉表征，可以将其可视化[6]。计算机多媒体具有形象生动的特点，能够将平面的图形转化成立体图形，能够将静态的地理过程转化成动态，促使地理空间思维可视化。

    例如，在学习湘教版高中地理必修第一册第四章第一节“地形对交通路线分布的影响”时，许多学生对地形与交通空间联系难以深度理解，对多种交通运输方式选线困惑重重，因为选线要综合考虑自然、社会与经济等问题，例如道路建设施工难易程度、经济成本、占用耕地、地质灾害等。此时，教学的一个难点是要让学生明白等高线地形图的绘制原理，是侧视图、俯视图、平面图、立体图在大脑中空间转换思维加工过程。基于此，教师可以设计多媒体演示作业，如案例3。

    案例3? 多媒体演示地形对交通践线分布的影响

    把课后活动题用SketchUp、Photoshop、3DMAX或其他软件进行改编，参考下列操作步骤绘图（如图2），并说明小组选线理由。

    

    通过学习SketchUp等软件，将书本上的平面图转变成一个活灵活现的立体地理模型，任意角度进行空间旋转、查看等高线地形图，将二维图形转换为三维立体图形，有效促进学生地理空间视觉思维和空间转换思维的提升。受时空限制，诸多地理现象形成过程我们难以觉察，实验难以操作，例如台风形成、板块运动、滑坡、火山喷发等，许多地理景观我们无法去现场考察，例如海沟、海岭、大陆架、大陆坡、海盆等地形辨识。借助专业软件，可以模拟大陆漂移、模拟流水对土壤的影响、模拟冰川如何改变地形、模拟温室效应、演示水循环，多角度分解模拟演示，能够增强学生地理空间思维能力。

    四、整合不同学科优势，设计体育活动类作业

    跨学科整合，是当前课程研究的一大热点。地理学是一门探讨人地关系的学科，地理实践活动因其特殊性易出现跨学科的教育机会[7]。把体育运动巧妙引入地理教学活动，有利于培养学生空间思维能力[8]。通过定向运动等体育运动类地理作业的设计与实施，促使学生运用地图知识和指北针，學会应用地形地貌知识，识别地图符号与模式，识别地理事物空间位置，运用地图、示意图、心理地图等地理空间表征方式，培养地理空间思维。

    例如，在学习湘教版高中地理选择性必修1第五章“自然环境的整体性与差异性”后，为了更好地理解自然地理要素相互作用与联系，可联合学校定向社团开展定向活动，通过选择活动主题、目标、地点、任务、评价等环节开展。

    案例4? 在定向运动中感知自然环境的整体性与差异性

    结合周边丰富的资源，从地形、河流、土壤、植被等自然地理要素出发，在定向运动中进行实践、观察和记录。定向运动路线：校前广场——坡南街——通福门——西马路——九凰山山麓——九凰山山顶——水泥路下山——第五十一号灯柱——九凰花苑——皇岙村——校前广场。学习任务单设计如表1。

    

    通过定向活动，让地理作业活动化、情境化，使学生在真实生产生活情境中辨别方向，准确寻找地图上的各个点标并观察点标所处的地理环境，促使学生将图形信息、文字信息进行多维度、多形式的有效空间转换，更好地展现、分析、解决地理问题，促进户外地平面方向辨识、绘制校园平面图、家乡商业中心和商业网点布局等专题内容实践运用，提升学生地理空间思维能力。

    实践表明，如果缺少有一定思维难度、深度的探究空间活动作业设计，学生空间思维能力很难提升。因此，教师须基于学情设计多类型、多层次、个性化的地理作业，从地理学科本质或学科特点出发，通过实践类作业的设计探究，能帮助学生构建有学科内在逻辑的、体现学科教育价值的知识体系，让作业成为提升学生地理空间思维的新增长点。

    参考文献

    [1] 袁孝亭.重视地理学科的核心能力与地理观点培养[J].课程·教材·教法，2003，（10）：20-24.

    [2][5][7] 中华人民共和国教育部.普通高中地理课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018：11，46，35.

    [3] 戈列奇，斯廷森.空间行为的地理学[M].柴彦威，曹小曙，龙韬，等，译.北京：商务印书馆，2013：135-139.

    [4] 金开任，王梦梦.基于实践力培养的地理模拟实验改进与反思[J].地理教学，2019（10）：53-55.

    [6] 张家辉，袁孝亭.地理教育中的尺度思想：基本内容与教学价值[J].课程·教材·教法，2016，36（06）：103-108.

    [8] 陈锦琪，廖伟业，候刘起.指向地理实践力的定向越野校本课程开发[J].中学地理教学参考，2019（04）：18-21.

    【责任编辑? ?王? ?颖】