CPS模型在提升地理思維品質中的運用

CPS（Creative Problem Solving）意即創造性問題解決模型，它是針對“學生缺乏創造力”這一問題所提出的一種教學模式，其核心在于解決問題的過程中，將發散性思維和聚斂性思維相結合并交替應用。地理教學中按照“選擇思維發散點（問題情境）——發散思維（獲得解決策略）——聚斂思維（聚斂情景）——歸納結論（最優策略）”這樣的程序對兩種思維方式進行綜合、交替使用，有助于培養學生創造性思維能力、提升學生思維品質。

一、橫向與聚斂思維交替——多個角度看問題

橫向思維即突破問題的結構范圍，從其它領域的事物、事實中得到啟示而產生新設想的思維方式。在美國的一個城市里，地鐵里的燈泡經常被偷。竊賊常常擰下燈泡，這會導致安全問題。接手此事的工程師不能改變燈泡的位置，也沒多少預算供他使用，但他提出了一個非常好的橫向解決方案，即把電燈泡的螺紋改為左手方向或者是逆時針方向，而不再用傳統的右手方向或順時針方向。這意味著當小偷認為他們正在試圖擰下電燈泡時，實際上他們反而是在擰緊它們。

示例：讀某海域等深線和表層年平均等溫線分布圖（圖1），則乙處洋流可能是加那利寒流、西澳大利亞寒流、加利福尼亞寒流、千島寒流中的哪一支寒流？

方法一：由圖形“等深線”入手，從其分布規律看，該海域西北淺東南深，洋流應在大陸東邊海域，而結合高中教材“洋流分布圖”分析可知，只有千島寒流在大陸東岸。

方法二：由圖形“等溫線”信息入手，結合“洋流分布圖”分析可知，加那利寒流、西澳大利亞寒流、加利福尼亞寒流三支寒流均位于中低緯度海域；從已有的背景知識可知，中低緯度海域水溫應在10℃以上。而圖中海域水溫在5～7℃，所以該寒流是較高緯度的千島寒流。

方法三：思考問題中的加那利寒流、西澳大利亞寒流、加利福尼亞寒流三支洋流性質均為寒流，且緯度位置均在中低緯（穿越30°緯線南北），從而推導出該三支洋流分布區水溫大致相等。乙處洋流只是一支寒流，因此不能考慮這三支寒流。

三種思考方法推理過程的共同點：都運用所學的“世界表層洋流的分布”圖這一主干知識，進行圖文轉換、圖圖結合。對比三種思維方式不難看出，它們的切入點不同，思路各異，側重點在變：方法一、方法二分別從圖中不同信息點（等深線、等溫線）切入，方法三是抓住問題的排他性。

聚斂問題（情景）：歸納寒流的分布規律，聚斂思維如下。

中低緯：北太平洋東岸為加利福尼亞寒流；大西洋東岸為加那利寒流；南太平洋東岸為秘魯寒流；南大西洋東岸為本格拉寒流；南印度洋東岸為西澳大利亞寒流。

中高緯：北太平洋西岸為千島寒流；北大西洋西岸為拉布拉多寒流。

結論（策略）：中低緯大洋東岸（大陸西岸）為寒流。中高緯大洋西岸（大陸東岸）也為寒流。

二、聚斂與逆向思維交替——解決問題獲得新途徑

司馬光砸缸的故事很有啟發性。有人落水，常規的思維模式是“救人離水”，而司馬光面對緊急險情，運用了逆向思維，果斷地用石頭把缸砸破，“讓水離人”，救了小伙伴性命。

有四個相同的瓶子，怎樣擺放才能使其中任意兩個瓶口的距離都相等？可能琢磨很久還找不到答案。那么，辦法是什么？原來，把三個瓶子放在正三角形的頂點，將第四個瓶子倒過來放在三角形的中心位置，答案就出來了。把第四個瓶子“倒過來”，這是非常形象的逆向思維。其實在地理教學和研究中常常可以利用假設發散來培養逆向思維能力。

從正向思維（在許多情況下偏重于單向思考追求惟一正確的答案，其思維具有較明顯的聚斂性特征）分析，地球自轉產生的地理意義是：地球自轉產生了晝夜更替現象；產生地方時；物體水平運動的方向產生偏轉；對地球形狀的影響。假設地球逆向自轉，地球上的自然現象會有哪些變化？運用發散思維至少可分析出如下變化：一是日月星辰由東升西落變為西升東落；二是晝夜時間比二十四小時短；三是地球偏向力的方向由北半球向右偏變為向左偏，從而導致全球風帶的風向和洋流的流向發生重大變化；四是全球氣候、自然景觀、動植物分布等都會發生重大改觀等。

聚斂與發散交替使用，在聚斂的基礎上如果發散量增加到一定程度而成為質的飛躍時，發散就變成了創造。

三、多項與聚斂思維交替——強化類比思維遷移

多項思維是發散思維中最重要的形式，表現為思維不受點、線、面限制，不局限于一種模式，既可以是從盡可能多的方面去思考同一個問題，也可以從同一思維起點出發，讓思路呈輻射狀，形成諸多系列。它最直接的效果是能避免思路閉塞、單一和枯竭。多項思維可以發揮聯想，溝通知識網絡，反映出學生學習和運用知識的廣度。

大氣保溫作用可以發散出許多問題而且解決這些問題都可以使用相同的原理。解釋為什么有云的夜晚比晴朗的夜晚溫暖？可發散出的問題如下。

·為什么庫區比周圍地區日較差小？

·為什么農民霜期時在農田中燒柴草可防霜凍？

·為什么青藏高原的日較差大？

·為什么新疆內陸地區的日較差大？

·為什么山地比附近平原的日較差小？

·為什么隨二氧化碳增多，全球氣溫不斷變暖？

·城市熱島效應是怎樣產生的？

·為什么月球表面日較差非常大？

上述八個問題從表面看差異很大，但在回答問題時，它們具有許多基本的思維元素，其類比性相當高，都涉及到大氣保溫效應原理。

聚斂思維的主要功能是求同，它的特點是小心求證，尋求惟一正確的答案。在思維過程中，它對信息進行抽象、概括、推理、判斷、比較，使之朝一個方向聚斂集中，形成一種答案。上述案例中，發散的情景雖然各異，但解決問題的策略相同，在大量多項思維基礎上進一步通過聚斂就可得出結論性的大氣保溫作用理論：太陽輻射大氣吸收、散射、反射的很少，絕大多數能透過大氣層到達地表，造成地表增溫，地表增溫后，又通過地面輻射向上輻射，這時大氣大量吸收地面輻射，大氣增溫后又通過大氣逆輻射將熱量又傳給地面，所以由于大氣的逆輻射作用，熱量散失很少，地面溫度變化很少，即大氣的保溫效應。

因此，對于一些可從多角度思考的地理問題，要從整體上把握，注意發散思維訓練。解答問題中注重加強一因多果、一果多因問題的研究，充分利用一題多變、一題多解，訓練解題思路，促進地理概念、地理原理、地理規律的理解。