發揮認知結構線索的作用，提升高考地理解題能力

趙善民

摘 要：高考地理試題往往選取的材料新、創設的情境新，且設問的視角和方式也較為新穎。如何利用認知結構線索，把知識認知與試題涉及的新情境知識建立有效的鏈接，提升學生的解題思維能力，是高中地理教師必須破解的難題。本文提出：利用思維導圖，完善認知結構線索;利用類比推理，探索認知結構線索;利用逆向思維，創新認知結構線索;利用變式訓練，活化認知結構線索四大策略，可以有效提升學生高考地理解題能力。

關鍵詞：認知結構線索;解題思維能力;高考地理試題

《普通高中地理課程標準（2017年版）》在試題情境中指出，評價核心素養要高度重視復雜、開放性真實情境的創立，要把具體任務盡量放在真實、復雜的現實情境之中[1]。面對高考地理試題的新情境，不少學生不會獲取、解讀“線索”信息，不能迅速找到解決新問題的切入點，無法提升高考地理解題思維能力。

一、認知結構線索對提升高考地理解題思維能力的作用

要了解認知結構線索，首先要了解認知結構。認知結構指學生在某一學科特殊知識領域內的觀念的全部內容及其組織。德國拓撲心理學家K.勒溫曾指出學習是認知結構的變化;奧蘇貝爾也指出：學習就是把新概念、新信息不斷地融入已有認知結構過程。高考地理試題往往選取新材料、新情境，且設問的視角和方式也較為新穎。筆者把試題涉及的新情境知識與認知結構知識建立的有效鏈接，稱為“認知結構線索”，認為利用認知結構線索，快速找到解決問題的突破口，是解題的重要思維能力。

高中學生雖然經過系統的地理學習、復習，已經建立了基礎知識的認知結構，但是遇到新情境，特別是在命題者有意將新情境的知識巧妙“隱藏”的情況下，不少學生還是難以發現“認知結構線索”，所以獲取、提取“認知結構線索”，成了“關鍵的關鍵”。

例1.（2020年山東高考地理第8題）2020年5月27日，位于28°N的溫州晝長是13小時44分鐘，求該日珠峰頂部（28°N，87°E）日出時刻的北京時間。

A.7：20以前? ? ? ? ? ? ? ?B.7：20～7：39

C.7：40～8：00? ? ? ? ? ? ?D. 8：00以后

解析：首先，提取認知結構線索：①珠峰頂部與溫州緯度28°N相同;②珠峰頂部與溫州海拔不同;③溫州晝長13時44分。其次，與認知結構建立鏈接推理：溫州的晝長13時44分，推知溫州的日出時間為5：08分（地方時），由于溫州與珠峰頂部位于同一條緯線上，所以二者的晝長相同、日出時間（地方時）相同。推知珠峰頂部（28°N，87°E）的日出時間為5：08分（地方時），而此時刻北京時間（120°E）是7：20分。最后，珠峰頂部海拔高，晝更長，日出時間更早，推知答案應為7：20分以前。圖1為認知結構線索鏈接過程。

命題者為考查學生的創新能力，常選取和加工新的背景材料，打破常規以“潛伏”主干知識信息，并以新的視角、新的方式設置問題，導致認知結構線索不明顯，這就需要學生認真研讀高考試題的材料信息，合理地組織和調動認知結構相關知識，獲取試題中的線索，變式升華，才能建立有效鏈接。

例2.（2020年山東高考地理第17題）讀圖2，回答問題。

（1）用符號繪出冷鋒、暖鋒的位置。

（2）分析干線附近降水的原因。

（3）說明地形對干線形成的影響。

解析：由于命題者在圖中不是通過等壓線的形式呈現鋒面氣旋，所以認知結構線索1“由圖中風向指向，推知天氣系統是鋒面氣旋”并不明顯。如果學生由風向符號指向推出是鋒面氣旋，就會與平時學習的常規表達形式的鋒面氣旋（圖3）建立鏈接，從而很快繪出冷鋒、暖鋒的位置。

認知結構線索2“溫度相同時濕空氣比干空氣密度小，兩個溫度相近的干、濕氣團相遇所形成的鋒，稱為干線”，對學生來說是陌生概念。學生可以根據認知結構中的冷氣團（密度大）與暖氣團（密度?。┫嘤鲂纬傻匿h面類比推理：鋒面以下是干空氣（密度大），鋒面以上是濕空氣（密度?。?，濕空氣上升，氣溫降低凝結降水;同時根據氣旋知識及干線符號也可推知干空氣勢力強，干線自西向東逆時針向中心輻合，降雨區主要在干線后。認知結構線索3“落基山以東平原地區形成的三個鋒：冷鋒、暖鋒和干線”，“落基山以東平原地區”暗示著圖示干線兩側的干空氣、濕空氣的“前身”都是來自海洋的暖濕空氣，分別經過山脈和平原后發生了不同變化：越過山脈后的暖濕空氣經過降水后變成了干空氣，且沿山坡上升后降溫，越過山脈后下降升溫與來自墨西哥灣并經過平原地區的暖濕空氣溫度相近;流經平原地區的暖濕空氣，受地形影響小，變化不大，仍為暖濕空氣。學生需變式升華，才能建立指向問題的有效鏈接，進而提升解題思維能力。圖4為相應的認知結構線索鏈接過程。

二、利用認知結構線索，提升地理解題思維能力的策略

面對激烈的高考競爭，如何在有效時間內提升解題思維能力，取決于學生在試題新情境中如何迅速抓住認知結構線索，鏈接認知結構知識，找到問題的突破口。筆者根據多年的教學實踐經驗，總結了以下四個策略，以提升學生的解題思維能力。

1.利用思維導圖，完善認知結構線索

奧蘇貝爾的有意義學習理論認為：假如學生原有的認知結構中有可以利用的知識經驗，就有助于學習遷移。假如原有的認知結構中沒有適當的、起固定作用的觀念可以用來同化新知識，新知識就不能有效地被鏈接在認知結構中，從而產生模糊的、甚至錯誤的意義，進而無法表現出積極的應用遷移。由此可見認知結構的全面性、深刻性始終影響著新知識的獲得與保持。

筆者在長期的教學實踐中發現，利用思維導圖可以幫助學生對認知結構中的基礎知識執行重組整合，形成系統的、融會貫通的認知結構，是應對新情境的“必備知識”。思維導圖的建構能夠完善認知結構，既能把握認知結構的整體性，也能把握認知結構中知識的關聯性、成因和規律，有利于知識的遷移應用。構建思維導圖時，一級指標應簡明扼要，二級指標應全面詳細，三級指標應深化拓展，切忌知識要點的簡單羅列。例如，在學習“影響氣候的主要因素”時，筆者引導學生自主構建思維導圖（圖5）。

認知結構越完善，認知結構線索就會越豐富，面對高考試題新情境時，就能迅速發現復雜新情境中關鍵的線索信息，并與認知結構建立有效鏈接，從而將所學知識遷移到新情境中，解決新問題。

2.利用類比推理，探索認知結構線索

如果兩個或多個地理事物在形式、特征、成因和規律等方面存在相同或相似之處，可以運用類比推理。高考地理解題中運用類比推理，可以使學生調動認知結構中的知識，聯系、同化試題新情境中的知識，探索解決新問題的線索。為考查學生的思維認知能力，高考試題材料涉及的真實情境和問題，常以新的“姿態”展現，需要學生能夠從不同視角，運用聯想、發散思維等進行綜合分析、類比推理，探索認知結構線索?！案删€附近降水的原因”“地形對干線形成的影響”，就是類比推理很好的例證。再如，2020年高考全國文綜地理試題Ⅲ卷第9～11題考查堪察加半島火山錐的林線、雪線的分布、變化及影響因素。學生對林線分布特點及影響因素是不熟悉的，但是對于山體自然帶、雪線的分布特點及影響因素是理解掌握的。根據林線的概念，推知林線是自然帶的一部分，故可以類比推理林線、雪線的分布特點與影響因素之間的相互關系及相互影響，從而順利解決問題。

考查學生的“基礎性”，類比推理相對簡單。如果考查學生的“綜合性”“應用性”，問題情境則更為復雜，需要學生對認知結構的知識做到融會貫通、學以致用、觸類旁通、類比推理就相對困難。

例3.（2018年高考全國文綜Ⅰ卷地理試題第37題）

（1）烏裕爾河排水受阻則形成沼澤濕地，據此推測扎龍濕地的地貌、氣候特點。

（2）當烏裕爾河從內流河到扎龍濕地面積相對穩定的過程中，分析此流域降水量、蒸發量數量關系的變化。

（3）指出未來扎龍濕地中水的含鹽量變化及其原因。

解析：此題主要考查學生對水平衡原理的掌握及應用，綜合性較強。學生在平時做題的過程中經常遇到分析湖泊濕地變化的原因、淡水湖變咸水湖的原因等，但是此題需要學生深刻理解水平衡原理后，綜合分析影響烏裕爾河濕地的各要素，類比推理出濕地的時空變化?，F實中學生常見滑坡堵塞河道形成堰塞湖，可以推知河流河谷相對較深，徑流量豐富，但是烏裕爾河排水受阻卻形成沼澤濕地。學生可以根據堰塞湖的形成，運用類比推理：烏裕爾河排水受阻，河水漫溢，說明河谷較淺;扎龍濕地面積廣大，說明漫溢的河水沒有在地勢低洼處匯集，地勢平坦開闊。扎龍濕地“積水較淺”，說明上游徑流量小，從而推測出降水少、氣候干旱。

可以運用水平衡原理梳理烏裕爾河水的時空變化情況：①最初烏裕爾河為外流河，此時降水量=蒸發量+徑流量，推知降水量>蒸發量;②后來烏裕爾河為內流河，河水漫溢形成濕地，此時仍是降水量>蒸發量;③再后來隨著濕地面積不斷擴大，降水量相對穩定，蒸發量不斷加大，二者差值逐漸縮小;④最后降水量與蒸發量趨于平衡，降水量=蒸發量，濕地面積相對穩定。探究未來扎龍濕地水中含鹽量的變化的原因，可以根據淡水湖變咸水湖的原理類比推理：假設未來一段時間，濕地面積相對穩定，降水量=蒸發量，濕地含鹽量不變，但是此時烏裕爾河為內流河，濕地為烏裕爾河水的最終匯集地，河流帶來的鹽分不斷積累，導致含鹽量增高;不排除隨著全球氣候變暖，蒸發量>降水量，濕地含鹽量增加，加上河流帶來的鹽分積累，濕地含鹽量更高。

3.利用逆向思維，創新認知結構線索

逆向思維是創新思維的重要特征。《中國高考評價體系》在考查學生“關鍵能力”中提到：能夠靈活地、創造性地運用不同方法，發散地、逆向地解決問題，能夠通過敏銳的洞察力，發現復雜新情境中的關鍵事實特征和有價值的新問題[2]。高考地理情境材料的選取和問題的設置，常常引發學生的認知沖突，需要學生運用發散思維，從逆向、側向多角度思考問題，所以利用逆向思維，創新發現認知結構線索是常用的思維方式之一。例如，2008年高考全國文綜Ⅰ卷地理試題第36題：分析剛果河沒有形成明顯三角洲的原因。首先理解河口三角洲的形成原因，然后運用逆向思維即可：①河流含沙量較大，逆向思維含沙量?。毫饔騼却蟛糠譃闊釒в炅謿夂?，植被覆蓋率高，水土流失輕;中游經過盆地，流動較慢，泥沙沉積。②河流入?？谔幩缕露认鄬ζ骄彛由虾Ｋ捻斖凶饔茫瑢е氯牒Ｋ俳档?，泥沙堆積形成三角洲;逆向思維河口附近水流速度快，河流下游段速度快，河流入海口處水下坡度相對較大。再如，2019年高考全國文綜Ⅰ卷地理試題第37題：（2）解釋末次冰期晚期里海變為淡水湖的原因。學生學習、復習時接觸較多的是分析干旱、半干旱地區淡水湖慢慢變成咸水湖的原因：①湖泊的蒸發量>補給量;②河流只流入不流出，帶來鹽分積累;③淡水補給減少。此題的設問角度正好相反，需要逆向思維、綜合分析：里海緯度高于40°N，氣溫較低，湖面蒸發量少，湖泊補給量>蒸發量;多瑙河等流入，鹽分稀釋，含鹽量降低;鄰近山脈的冰雪融水補給多，鹽分得到稀釋，鹽度降低。2014年高考全國文綜Ⅱ卷地理試題第36題：（2）分析鄂畢河泥沙含量較少的原因。（3）說明鄂畢河河口魚類資源較少的原因。這兩個問題同樣考查學生的逆向思維，因此教師在平時的地理教學中，要注意提升學生的逆向創新思維能力。

4.利用變式訓練，活化認知結構線索

高考地理考查學生扎實的基礎知識，更考查學生在新情境中靈活變換方法、思維、觀念解決實際問題的能力及核心素養，故教師在教學過程中不僅要變式訓練學生的陳述性知識，還要變式訓練程序性知識。通過變式訓練，能夠開闊學生的視野，激活學生思維的變通性和發散性、嚴密性和深刻性，快速發現認知結構線索，找到問題的突破口。例如，學習氣旋時，要變式訓練：①氣旋與鋒面氣旋的等壓線形狀有什么區別？（氣旋等壓線大致呈同心圓狀，鋒面氣旋某些方向向外凸起明顯）。②低壓槽線兩側的風向如何？如何解釋左冷右暖？（低壓槽兩側冷暖氣團相遇，并逆時針（北半球）由四周向中心輻合）。③南半球的鋒面氣旋是否還是左冷右暖？（仍是左冷右暖，氣旋順時針由四周向中心輻合）。④氣旋除了用等壓線表示外，還有其他形式嗎？（風向符號，如2012年山東高考地理第4題;遙感衛星圖片;語言敘述有低壓槽線或畫了低壓槽線——暗示有鋒面氣旋）。

學習、復習地理知識時要從不同的視角，設置不同的情境去理解，避免鉆“牛角尖”。如，同樣是棉紡廠布局，布局在新疆或上海主導因素不同，工業類型就不同。變式訓練時除了需對基礎知識的語言文字進行變式外，更要結合地理學科特點進行圖形的變式。學生接觸晨昏線變式圖、氣候類型變式圖、巖石圈的物質循環變式圖等較多。接觸比較少的則需要師生思考提升、歸類總結。

總之，學生要像警察破案一樣，抓住新情境的“蛛絲馬跡”，順勢進行邏輯推理，提升高考地理的解題思維能力;也要像律師一樣，進行嚴密的法律條文表述，提升規范表達的能力。

參考文獻：

[1] 中華人民共和國教育部.普通高中地理課程標準（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

[2] 教育部考試中心.中國高考評價體系[M].北京：人民教育出版社，2019.