認知地圖在中學地理教學中的應用

劉義龍 王仲智

地圖是地理教學的“第二語言”,加強中學生地圖技能和地圖意識的培養具有重要意義。在提倡創新教育的今天,地理教師如何根據新課程標準的要求,靈活運用認知地圖組織教學過程,從而提高教師教學能力和學生主體性學習能力,是一值得探討的問題。

一、認知地圖概述

1.認知地圖的概念

“認知地圖”(cognition map)一詞最早源于美國心理學家T·C·托爾曼的研究,他以白鼠為實驗對象,探究動物的尋址能力。1930—1950年代,格式塔心理學派是早期研究認知地圖的代表。1960—1970年代,地理學家開始參與認知地圖研究,主要從認知地圖整體結構、類型、構成要素以及認知地圖與實際地圖關系等角度展開研究。美國城市規劃學者林奇使用了城市認知地圖概念,其理論和方法很快在美國及世界其它地區被推廣應用。20世紀80年代以來認知地圖概念體系開始由靜態轉向動態。心理學家從信息加工理論角度重新詮釋認知地圖本質,認為認知地圖實質是認知映射,即一個包括獲取、解釋、組織、貯存、提取和使用外部環境信息的動態過程。

認知地圖的概念集心理學、地理學、制圖學、城市規劃學、建筑學等諸多學科的認識于一體,因其復雜性,至今尚未形成統一界定。有學者認為認知地圖是基于概念地圖的表達對概念間因果關系的關聯圖示,用于可視化評價與決策;認知地圖是指人們通過多種手段獲得空間信息后,在大腦中形成的關于認知環境(空間)的“抽象替代物”;認知地圖是地圖的一種表現形式,是客觀事象在頭腦中的反映,是客觀世界到主觀世界的結合部。認知地圖研究即是對人類主觀感受的外化研究,它提供多渠道信息的綜合分析方法和空間信息的綜合模型化方法。綜上所述,筆者認為,在地理學中認知地圖的內涵主要有:認知地圖是一種空間表象。它是對地理事物形狀和分布的主體反映,同時在頭腦中保持和再現,包括順序型結構和空間型結構。認知地圖是對區域多方面特征的總體反映。認知地圖不僅包括對某地位置和輪廓等空間幾何特征的記憶,也包括該地的自然人文特征。通過語言編碼,可以獲得該地地理位置的空間概念。即認知地圖是基于概念地圖的一種空間表象,是在過去經驗的基礎上,類似于一張現實地圖的模型。通過對學生認知地圖的系統訓練,使學生獲得地域知識的認知技能。

2.認知地圖的特征

綜合文獻分析認為,認知地圖的特征主要有:①不完整性。認知地圖是基于對客觀環境的感知,具有主觀色彩;由于目的和意識不同,對同一局部環境的認識存在一定偏差。②差異性。認知地圖的差異性即由個體的相關因素決定,如個人學歷、年齡、性別和種族等因素。基于這些因素,不同個體會產生不同的認知映像,這些因素決定著認知地圖的形成和發展。③可實施性。認知地圖能夠承擔具體操作任務,如調取個人內在的“腦中地圖”,可以指引一個人完成從某空間位置到另一空間位置的移動。④逼真性。它是對某一地理空間或區域地理的再認識和再現,形象而具體。⑤規律性。認知地圖再現的地理信息是對區域地理本質屬性和特征的反映。

二、認知地圖在地理教學中的實踐價值

1.促進地理思維能力和記憶能力的提高

地圖思維是分析解決各類地理問題,總結地理規律,獲取地理知識行之有效的重要途徑。認知地圖的培養可以發散學生思維,通過自身思考和假設提出新的問題,促進學生創新思維能力的發展。認知地圖還可以為學習地理知識提供載體,學生只需要在腦中定位,把內化的知識調出并經過自己的分析推理,不僅可以解決具體問題,而且可以不斷鞏固和提高記憶能力。

2.促進學習環境適應能力和教學方法的改善

比較清晰完整地認知地圖可以幫助學生充分有效地體驗環境,使環境更加富有意義,從而為人們提供更強的安定感和控制感。頭腦中已有的認知地圖能夠進一步提高學生對教學和學習環境的適應能力。認知地圖的構建還有利于教師及時掌握學生的地理學習狀態,便于學生對自己所學地理知識進行復習、鞏固和評價,促使教師及時改善和創新自己的教學方法。

三、中學生地理認知地圖的構建

1.認知地圖構建的程序和方法

中學生地理認知地圖的構建是一個靈活多變的系統過程。在教學實踐中,教師應遵循學生認知規律,合理安排構建認知地圖的基本環節。其基本構建程序如圖1。

地理認知地圖構建的方法。一是絕對地理位置法。絕對地理位置是指某一點或區域的經緯度位置。運用絕對地理位置訓練學生認知地圖,不能片面將地理位置理解為數學意義上的點、線和面。如地圖上的點可以表示某個城鎮或山峰;交通線、河流等則以線表示;國家、區域等用面表示。通過長期訓練,學生可以掌握地圖上任一點或區域的精確位置,從而在學生腦中形成精確的“認知地圖庫”。二是相對地理位置法。相對地理位置是兩種地理事物相對的空間關系,是一種建立在相關地理位置基礎上的空間認知方式。相對地理位置主要包括海陸位置、鄰國位置、交通位置、資源位置,相對地理位置也可用于判別兩地的方位和距離。運用相對地理位置形成認知地圖觀念,教師要引導學生辨析地理事物的位置和范圍,讓學生學會識圖、析圖、填圖。可綜合運用分析法、對比法、聯系法、講畫法和地圖法等描述地理位置,幫助學生建立系統的地圖認知。

2.認知地圖構建的典型案例

運用絕對地理位置構建認知地圖:絕對地理位置反映地理空間絕對性和地球表面地理事物的具體地點和分布范圍,它是學生地理認知地圖形成的重要保障。教學中可以根據經緯度原理指導學生感知、理解、填繪和記憶地圖。如可先讓學生觀察中國行政區域圖,并給出若干條經緯線;然后指導學生繪制中國行政疆域圖,同時要求學生標注已給的經緯線位置;最后教師再次展示中國行政區域圖,要求學生觀察總結中國疆域主體部分所跨經緯度的大致范圍,通過不斷訓練,學生腦中將會逐步建立起關于中國行政疆域的“認知地圖”。此外,還要記住一些重要的經緯線,了解經緯線沿岸的地理要素,并掌握彼此之間的空間位置關系。通過對重要經緯線的學習,重要的地理事物將會被轉化為各種空間符號儲存在學生的腦海,從而形成一張“全球空間格局”的認知地圖。

為加深和鞏固學生對已有“認知地圖”的印象,強化學生對主要國家位置與經緯度關系的認識,形象記憶主要國家的輪廓特征,抽象記憶空間定位定點的地理坐標,了解境內重要地理事物分布特征,從而構建這些地區的“認知地圖”也至關重要。如根據圖2經緯度的分布,確認國家名稱。

運用相對地理位置構建認知地圖:相對地理位置包含著地理事物的規律、特征和屬性,這些因素是構建“認知地圖”的切入點。在確定相對地理位置時,必須充分發揮學生空間想象能力。因此,認知地圖能力的培養實質就是對人空間能力的具體運用,用空間智力解決地理學習中的問題。相對地理位置的確定要求學生學會選擇相對參照物,以確定目標位置。如利用兩地緯度判斷某地的相對空間位置(圖3)。

在經緯網上,以赤道為基準將地球劃分為南北半球。因此,利用不同地區緯度可以確定經緯網上任意兩點的相對位置。如果兩地都在北緯,則緯度數值大的地點位置偏北,數值小的地點位置偏南(如圖中C與B兩點,C偏北,B偏南);若兩地同在南緯,則與北緯相反(如圖中E與D兩點,E偏南,D偏北);若兩地中的一地為南緯,另一地為北緯,則北緯的地點位置偏北,南緯的地點偏南(如圖中F與G兩點,F偏北,G偏南);北極點四周皆為正南,南極點則相反。在地理教學中,應遵循學生的認知規律,結合地理課程標準要求多維度訓練學生知識遷移能力。通過相對地理位置認知訓練,可以使學生把握知識的整體性及規律性,促進其空間思維能力發展,從而在學生頭腦中形成一種“空間意象”,即地理認知地圖。

認知地圖在當前地理課堂教學中的應用還未得到廣大地理教師的重視,然而認知地圖的有效性經過教學實踐已經被證實和認可。在日后的教學活動中,地理教師應有意識地引導學生培養良好的地圖認知能力,以期通過認知地圖的構建提升課堂教學質量與效果。