運用建模優化學生思維結構——以地理《工業區位分析建模與應用》復習課為例

同濟大學第一附屬中學（200438） 劉育蓓

面對綜合性、開放性的地理問題，學生常常感到很棘手。而在以“采分點”為主要評分方式的評卷中，兩個邏輯思維能力相差甚遠的學生，其得分可能相差無幾，盡管其中某位學生的答案可能是在一大堆上下全無邏輯關系的文字里偶然出現的“標準答案”。[1]這就給師生改進教學帶來困惑。彼格斯的SOLO分類理論認為，人們回答問題時所表現出來的思維結構，可以從能力、思維操作、一致性與收斂、應答結構四個方面加以檢測和區分，進而劃分為五個不同的思維水平層次。據此，筆者設想可否引導學生站在命題者的角度來審視問題，領會命題意圖，建構層級分明、可辨析、可檢測的思維分析模型，再調動已有的知識儲備，合理組織并準確表達，從而避免盲目答題，最終達到優化思維結構的目標。《工業區位分析建模與應用》復習課即是一次有益的嘗試。

一、思維模型建構的流程

1.預先復習，準備知識

區位分析的理論知識是建模的基礎。教師可以在課前指導學生按以下要求進行“工業區位分析”的預復習：①整理核心知識點，嘗試建立各知識點間的內在聯系；②完成預練習，并提出復習中的問題；③將預復習成果通過校園平臺上傳，同學之間相互交流學習。通過查看學生預復習的情況，有助于教師以學定教：利用平臺進行個別指導，或利用課前2分鐘對知識梳理中的共性問題進行全體輔導。

2.品讀試題，搭建支架

建構主義認為，教學不是知識的傳遞，而是知識的處理和轉換。主張用探索法、發現法去建構知識的意義。在建構意義的過程中，要求學生主動去搜集并分析有關的信息和資料，對所學習的問題要提出各種假設并努力加以驗證。[2]

命題者為什么要出這樣的題目？涉及到哪些知識、原理？換一個方式還可以怎么命題？如果學生能追本溯源，領會“何以出此題”，后面的分析自然迎刃而解。為此，筆者在教學設計中，精選材料分析題中的設問部分，讓學生品讀試題并連線分析（圖1），從中體會、感悟命題意圖，明確問題類型和題目要求。例如，是要求分析區位因素還是進行區位選擇？區位分析對象是某個區域還是某個工業部門的區位？題目是從哪個角度進行考查的？（本節課的重點是區位分析，區位選擇的試題教師可以口頭補充）。

圖1 典型問題品讀

指導學生品題連線時，教師可以啟發學生：①先中間后兩邊。從分析要點出發，找出對應的問題和考查角度。②圈劃問題中的關鍵詞，得出分析要點。③先易后難。④先自主學習，再合作討論。

由于搭建的支架充分考慮了學生的“最近發展區”，絕大多數學生能順利完成任務。連線的過程有助于學生在基礎知識與考查內容之間建立聯系，為建模奠定基礎。圈劃關鍵詞則有助于學生養成認真審題的好習慣。品題過程中，有學生提出“分析東汽從十堰搬遷到武漢的主要原因”，既屬于動態分析，也屬于比較分析。這既體現了問題的綜合性，也體現了學生思維的廣闊性，值得鼓勵。

3.建構模型，掌握關系

建立模型是研究系統的重要手段和前提。概念圖就是側重于知識及其間關系的建模。但基于問題解決的區位分析建模，高一學生還比較陌生。試講中也發現，如果讓學生自行完成，一是大多停留在“就事論事”階段，不能把已有的區位分析理論知識與具體要解決的問題進行有機聯系；二是課堂時間有限，40分鐘很難完成。因此，教師輔助建構一個思維框架（圖2），就顯得很有必要。

通過分析、歸納，將具體的問題轉化為抽象的模型，將概念化的知識進行轉化，形成易于理解又便于操作的分析框架，可以進一步幫助學生從整體上把握區位分析的結構與要素，體會分層、分類的思想，理解區位因素與考查角度和分析要點之間的關系，提高邏輯思維能力，促進學生對知識的主動發現和有意義建構，體會探究的樂趣。

圖2 工業區位分析模型

4.實踐體會，學以致用

學生學會了，卻不會解題，是教學中常見的現象。建模完成后，還需要教師智慧地運用一些教學策略和方法，指導學生順利完成“實踐——理論——再實踐”的過程，讓學生學會運用模型分析問題，掌握正確的解題思路和規范的表達方式。

應用環節，筆者運用預復習中的典型題目及常見錯誤作為教學資源，設計了“判斷”、“編題”、“示范”和“點評”四個活動。

典型例題：讀攀枝花地區的產業發展材料，回答問題。

材料一：攀枝花市位于四川西南邊陲川滇交界部、雅礱江與金沙江匯合處（圖3）。1965年為開發攀枝花鐵礦資源，攀枝花開發建設成為我國西南重要的鋼鐵工業基地。由于該市位于高山峽谷中，因此很難找到超過3km2平坦寬闊的平地。

圖3 攀枝花地區簡圖

材料二：20世紀末，隨著西部大開發和當地資源綜合利用的逐步深入，當地政府積極建設攀（攀枝花）昆（昆明）高速公路和攀枝花機場，加大對國內外市場的開放力度，采用高新技術改造傳統產業，促進了新興產業的發展。攀枝花還充分利用當地得天獨厚的自然條件，與中國科學院、西南農業大學等開展科技合作與交流，大力發展特色農業和依山而建的“立體農業”，推動了整個產業結構的戰略性調整和優化。

1.簡述60年代攀枝花市發展鋼鐵工業的主要區位條件。

2.圖示地區發展煉銅工業的主要優勢區位條件有哪些？

3.攀枝花鋼鐵公司為了擴大生產規模，擬搬離攀枝花市，主導因素是什么？

4.20世紀末，攀枝花地區的工業區位發生了較大的變化，其中變化較大的有哪些？

要求：

1.通過圈劃關鍵詞，快速判斷上述問題的考查角度。

2.按照下列考查角度編一道問題：

①單因素分析；

②辯證分析；

③比較分析。

通過判斷和編題，能及時檢測、反饋學生對區位分析模型的理解、掌握程度。特別是通過相互糾正編題中出現的錯誤，能促進學生對區位分析的全面、深入理解。如學生甲提出“說明攀枝花地區開發鐵礦資源的優勢與劣勢”，學生乙馬上糾正：“應改為分析攀枝花建鋼鐵廠的優勢與劣勢”。編題還有助于發展學生的發散性思維。例如，有學生提到“攀鋼在西南，可以將西南與西北發展鋼鐵工業的條件作比較”，或者“比較攀鋼與寶鋼的區位條件”。當然，教師可以在學生未想到處予以點撥：除了進行區域比較，還可以結合材料二，從時間上進行縱向比較。

在分析解題思路時，筆者以第1題為例進行示范指導。強調要將模型與給定區域的材料相結合，進行全面、具體的分析，進而在“欲知”與“已知”之間搭建橋梁，并對這種聯系加以認真思考。因為“聯系”與“思考”是意義構建的關鍵，如果將個體構建與合作交流、討論相結合，則學生意義構建的效率會更高、質量會更好。[3]通過示范、交流，師生一起總結出解析問題的具體步驟：①判斷“信息源”，即依據設問指向的問題類型和考查角度，判斷從哪些材料中獲取信息。②提取信息。通過認真閱讀圖例，圈劃文中與區位因素相關的關鍵詞，尋找信息、找全信息。③理答。將獲取信息按照一定的邏輯結構進行整理，使用規范的術語進行科學、合理的表達。

在理答環節，先讓學生點評精選的預練習答案，再完成圖4的填空。通過討論，學生梳理出表達中常見問題如下：①“大包圍”（未根據給定材料回答）。②不完整（遺漏主要因素）。③不具體（未結合特定區域）。④層次不清。⑤前后矛盾。⑥語言啰嗦。同時，也歸納出優秀的理答應具備以下要素：①點列式分析，層次清楚。②先分析自然因素，后經濟社會因素。③結合所在區域特點進行分析，而不是籠統的陳述。

圖4 解析思路與規范表達

將常見“錯誤”作為教學資源，容易引發學生的興趣和共鳴。通過評價和填圖練習，學生對區位分析的步驟、模式、表達的層次、要點、順序等更加清晰而且印象深刻。

5.拓展遷移，總結提高

教學至此，絕大部分學生的思維水平可以達到彼格斯SOLO分類理論中的“關聯結構”層次。為了讓學生帶著問題走出課堂，可以根據學情，設計兩個不同層次的拓展問題。

一是平行拓展：借鑒工業區位分析模型，構建農業、商業及其他產業部門（如航天發射場、港口、水庫）的區位分析模型，引導學生舉一反三，在比較中提升邏輯思維能力。

二是抽象拓展：關聯結構的回答仍然局限在具體經驗之上。[4]如果學生能主動聯系、聯想到材料中未給出的相關假設進行思考，其思維品質，特別是創新思維將得到進一步提升。筆者請學生嘗試根據寶鋼部分搬遷的材料編題，進一步體會工業區位因素及其變化。鼓勵、啟發學生大膽質疑，發散思維，除了會提“是什么、為什么”之類的理解性問題，還要勇于和學會提出批判性問題（如“為什么不是”、“可否不是”、“如果不是會怎樣”）。

最后，師生共同總結：梳理建模思路與方法，明確區位分析基本原則，感悟人地協調觀。教師指出，從區位分析到區位選擇的過程，體現了“評估—決策”的一般問題分析的基本思路，也是生涯規劃的基本原則，引導學生感悟地理與生活、地理與人生的關系。

二、結論與思考

1.建模有利于優化學生的思維結構

運用建模，可以有效地引導學生從全新的視角來審視學習內容，以更寬廣的視野來建立知識體系。建模需要學生整合已知信息，通過分析與綜合、演繹與歸納、分類與比較、局部與整體、微觀與宏觀、靜態與動態等方法，根據已有的經驗和理解，將所學內容進行解構與重構，在優化知識結構的基礎上，建立知識之間的本質聯系而非表層記憶，進而形成清晰可辨的思維結構，提高綜合分析能力與表達能力。建模也是一個自我審視的過程。學生對同一問題的理解、表達方式可能有差異，教師應鼓勵學生有不同的建模方式，借助建模展示和暴露內在思維，并在比較、學習和糾正中達到對思維結構的優化和完善。

2.建模有利于發展學生的創造性思維

建模過程中，需要學生盡可能多地在問題線索與相關素材之間建立多維聯系，逐步經歷“從根據幾個有限的、孤立的事件進行概括”到“能在設定的情景或已經歷的經驗范圍內利用相關知識進行概括”，更進一步的要求是“能對未經歷的情景進行概括”[5]、評價、預測和決策。本例中，學生不僅能進行知識的歸類和具體化運用，提高邏輯思維能力，而且通過平行拓展和抽象拓展，可以有效促進學生高階思維和創新思維的發展。建模方式的多樣化，本身就是創造性思維的一種體現。遺憾的是，在本例中，還沒有給學生足夠的時空來生成，這也是今后的教學中要改進的。

3.建模有賴于教師搭建合適的學習支架

學生進行學習是有條件的，當條件成熟時，學生的學習方能水到渠成。大部分高一學生的思維水平正處于從“多點結構”向“關聯結構”躍升的階段，尚需要教師創造條件，幫助學生“跳一跳能夠摘到桃子”。因此，教師在教學設計中首先要科學分析教學內容，找準建模“切入口”，確定建模類型，如概念建構思維模型、過程型思維模型、因果推導思維模型、因素影響思維模型、空間思維模型、地圖信息思維模型、圖表判讀思維模型、綜合分析思維模型等。其次，在具體的教學策略與方式方法上，要考慮學生的起點，把握教學梯度，將建模及應用任務進行合理分解，使之可操作、可檢測，便于學生自我評估。

[1]彭榮.談開放性試題和地理思維能力評價的整合[EB/OL].http://res.hersp.com/content/1656917, 2012.5.16.

[2][3]何克抗.建構主義──革新傳統教學的理論基礎[J].電化教育研究, 1997(3): 3-9.

[4][5]John B.Biggs,Kevin F.Collis, 高凌飚, 張洪巖.學習質量評價: SOLO分類理論(可觀察的學習成果結構)[M].北京: 人民教育出版社, 2010.