CPFS結(jié)構(gòu)與地理教學(xué)

張建春 郭方強(qiáng)

摘 要：在地理教學(xué)中借鑒CPFS結(jié)構(gòu)理論，通過分析地理概念域、地理概念系、地理命題域、地理命題系，挖掘知識(shí)之間的非線性關(guān)聯(lián)，構(gòu)建知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，更重要的是搭建非線性的、立體的思維架構(gòu)，使學(xué)生觸類旁通、舉一反三，提升思維水平以及思維遷移和問題解決的能力。

關(guān)鍵詞：CPFS結(jié)構(gòu) 地理教學(xué) 運(yùn)用

南京師范大學(xué)喻平教授在2003年提出了CPFS結(jié)構(gòu)理論，指出：個(gè)體的CPFS結(jié)構(gòu)就是學(xué)生頭腦中的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)，是數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中學(xué)生特有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。CPFS結(jié)構(gòu)由四個(gè)概念組成：概念域（concept field）、概念系（concept system）、命題域（proposition field）、命題系（proposition system）。取概念、命題、域、系四個(gè)英文單詞的第一個(gè)字母，組成CPFS。筆者結(jié)合“供給側(cè)改革視角下綠色課堂的變革策略研究”，發(fā)現(xiàn)地理學(xué)科中也有CPFS結(jié)構(gòu)，而且對(duì)于學(xué)生的記憶理解、思維遷移和問題解決具有重要意義。

一、地理學(xué)科的CPFS結(jié)構(gòu)

（一）地理概念域

所謂“概念域”，就是學(xué)習(xí)者在頭腦中形成的關(guān)于一個(gè)概念的一組等價(jià)定義。“等價(jià)”是指這些定義之間可以相互推導(dǎo)，具有邏輯意義上的等價(jià)關(guān)系，表現(xiàn)為一種定義成立時(shí)，其他定義同時(shí)成立，即“同一性”。如“夏至日”概念，本質(zhì)上是“①太陽直射北回歸線”的空間概念（如圖1），還可以形成等價(jià)定義②～⑧：②北回歸線及其以北地區(qū)正午太陽高度達(dá)一年中最大值；③北極圈及以北地區(qū)出現(xiàn)極晝現(xiàn)象；④北半球晝最長(zhǎng)，夜最短；⑤南半球正午太陽高度達(dá)一年中最小值；⑥南極圈及以南地區(qū)出現(xiàn)極夜現(xiàn)象；⑦南半球晝最短，夜最長(zhǎng)；⑧長(zhǎng)江流域出現(xiàn)梅雨現(xiàn)象。它們?cè)趯W(xué)習(xí)者頭腦中建立起“夏至日”概念域的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（如圖2）。

（二）地理概念系

概念系討論的是一組概念，這組概念之間由某種關(guān)系將它們聯(lián)系起來。地理概念之間的關(guān)系復(fù)雜多樣，大致有如下幾種形式：

（1）包含關(guān)系（用“+”表示，如圖3所示）與被包含關(guān)系（用“-”表示）。

（2）廣義抽象關(guān)系。不同概念之間通過一個(gè)廣義抽象的模型聯(lián)結(jié)起來（用“*”表示），如“時(shí)間概念”“氣候類型”“區(qū)域特征”等概念看似風(fēng)馬牛不相及，但通過“時(shí)空—事象統(tǒng)一規(guī)律”加以聯(lián)結(jié)（如圖4），就會(huì)形成統(tǒng)一的思維探究模型。

（3）同一性關(guān)系。如“夏至日”等價(jià)定義①～⑧之間的關(guān)系。

（4）整體性關(guān)系。如圖3中“自然要素”和“人文要素”包含的諸要素之間存在的相互影響、相互制約的關(guān)系。

（5）對(duì)稱關(guān)系（包含不完全對(duì)稱關(guān)系）。由于赤道是對(duì)稱軸，因此，許多地理現(xiàn)象以赤道為界具有對(duì)稱性。如水平運(yùn)動(dòng)物體的偏向、晝夜長(zhǎng)短情況（定義④和⑦）、極晝極夜現(xiàn)象（定義⑤和⑧）等都具有對(duì)稱性。而正午太陽高度的分布以“太陽直射點(diǎn)”為對(duì)稱點(diǎn)（不完全以“赤道”為對(duì)稱軸），因此，其分布規(guī)律（定義③和⑥）呈不完全對(duì)稱。

（三）地理命題域

所謂“命題域”，是指學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)了一個(gè)命題后，頭腦中形成的關(guān)于這個(gè)命題的一組等價(jià)命題。如，當(dāng)學(xué)生看到“太陽直射北回歸線”這一命題時(shí)，頭腦中就會(huì)浮現(xiàn)“夏至日”概念以及等價(jià)命題（定義②～⑧），構(gòu)成具有系統(tǒng)性、建構(gòu)性、推理性等特點(diǎn)的命題系統(tǒng)。

（四）地理命題系

所謂“命題系”，是指學(xué)習(xí)者頭腦中貯存的一組命題，這組命題中每一個(gè)命題至少與其他一個(gè)命題之間存在推出關(guān)系。如，

關(guān)于“地中海氣候”有如下命題：（1）分布于30°～40°大陸西岸（空間分布）；（2）氣壓帶、風(fēng)帶的季節(jié)移動(dòng)（氣候成因）；（3）副熱帶高壓和盛行西風(fēng)交替控制（氣候成因）；（4）夏季高溫少雨，冬季溫和多雨（氣候特點(diǎn)）；（5）亞熱帶常綠硬葉林（帶） （植被或自然帶）。其中，地中海氣候與命題（1）（3）（4）（5）構(gòu)成強(qiáng)抽象關(guān)系（包含關(guān)系），與命題（2）形成弱抽象關(guān)系（被包含關(guān)系），因?yàn)槊}（2）還可以是“熱帶季風(fēng)氣候”“熱帶草原氣候”的成因。

二、CPFS結(jié)構(gòu)在地理教學(xué)中的運(yùn)用

（一）建立多向聯(lián)系

運(yùn)用“域”“系”的方法將概念或命題的割裂性、單一性的結(jié)構(gòu)拓展為系統(tǒng)性、整體性、關(guān)聯(lián)性的結(jié)構(gòu)，延伸單個(gè)概念的內(nèi)涵與外延，構(gòu)建與其他概念之間縱向、橫向或立體的聯(lián)系，使學(xué)生感覺這種聯(lián)系的一體性，避免單一的割裂和支離破碎的理解。如氣候類型的縱向結(jié)構(gòu)包括：分布→成因→特點(diǎn)以及相互之間的區(qū)別；氣候類型的橫向聯(lián)系包括：氣候、地形、土壤、水文、植物等交互構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；氣候類型與區(qū)域自然地理特征以及與經(jīng)濟(jì)地理的聯(lián)系和人種的關(guān)系構(gòu)成立體聯(lián)系。

（二）形成知識(shí)系統(tǒng)

以核心概念為基點(diǎn)形成生態(tài)鏈、知識(shí)鏈、思維鏈，進(jìn)而形成知識(shí)系統(tǒng)。

比如，從核心概念“農(nóng)業(yè)”出發(fā)可以獲得如圖5所示的知識(shí)網(wǎng)絡(luò)。

又如，抓住“工業(yè)區(qū)位因素”這個(gè)核心概念，沿著“區(qū)位概念→區(qū)位因素（包括運(yùn)輸、土地、集聚，還包括環(huán)境質(zhì)量、信息和知識(shí)

等）→循環(huán)經(jīng)濟(jì)”構(gòu)成的概念域展開，并在其中進(jìn)一步突出“區(qū)位因素”“環(huán)境質(zhì)量”兩個(gè)重點(diǎn)，如從“區(qū)位因素”中的“運(yùn)輸”展開得到“原料指向型”“市場(chǎng)指向型”兩種布局形態(tài)，從“集聚”展開得到“動(dòng)力指向型”“廉價(jià)勞動(dòng)力指向型”“技術(shù)指向型”三種布局形態(tài)。在“環(huán)境質(zhì)量”概念下，通過剖析“工業(yè)廢棄物排放與風(fēng)向”“河流流向”“水源地”“城市居民區(qū)”等空間聯(lián)系獲得合理的工業(yè)布局。

（三）提升思維水平

CPFS結(jié)構(gòu)理論能夠幫助學(xué)生建構(gòu)地理概念之間、命題之間、知識(shí)之間聯(lián)系的思路框架，拓展思維視域，從而使學(xué)生的思維水平達(dá)到 “關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平”（能對(duì)問題有整體的把握，能將各種信息進(jìn)行整合，能解決較為復(fù)雜的具體問題）

和“抽象拓展結(jié)構(gòu)水平”（還能遷移于新的問題情境，并對(duì)問題進(jìn)行抽象概括）。

例如，氣候類型是由“分布”“成因”“特點(diǎn)”“植被”“自然帶”“土壤”等要素（或命題）構(gòu)成的概念域，同時(shí)還可以構(gòu)建以“分布（空間）”為核心概念、引領(lǐng)“成因”“特點(diǎn)”“植被”“自然帶”“土壤”等具有推出關(guān)系的等價(jià)命題的整體呈現(xiàn)。當(dāng)遇到“為什么地中海氣候條件下會(huì)形成硬葉林植被”的問題時(shí)，學(xué)生就能夠通過關(guān)聯(lián)相關(guān)命題域進(jìn)行分析推理：地中海氣候條件下，夏季炎熱干燥，植物處于旺盛的生長(zhǎng)期，一方面需要大量用水，另一方面氣候環(huán)境缺水。為了適應(yīng)這樣的環(huán)境，硬葉樹葉表面通過蠟質(zhì)反射陽光（還有使葉面變小），減少水分蒸騰，保持體內(nèi)水分，從而維持生命和生長(zhǎng)需要。教師還可以將該問題提升到地理哲學(xué)的高度進(jìn)行提煉總結(jié)：該案例一方面印證了“地理環(huán)境決定論”的合理性；另一方面也印證了“一個(gè)要素的改變會(huì)引起其他要素的改變”的整體性規(guī)律，從而幫助學(xué)生完善和強(qiáng)化命題域的思想，提升思維層次和知識(shí)的豐富度。

參考文獻(xiàn)：

[1] 喻平.CPFS結(jié)構(gòu)與數(shù)學(xué)命題教學(xué)[J].教育研究與評(píng)論（中學(xué)教育教學(xué)），2016（2）.

[2] 張建春.模型化與微課群：地理課堂創(chuàng)新的策略[J].教育研究與評(píng)論（中學(xué)教育教學(xué)），2016（3）.