3DTG教學理念統(tǒng)領下的地理綜合思維提升研究

摘 要：培養(yǎng)學生的綜合思維是提升學生地理核心素養(yǎng)的主要目標。三維認知圖（3DTG）教學理念作為一種新型理念，能將學生思考地理問題的過程可視化，構建思維型、創(chuàng)新型課堂，與地理綜合思維的培養(yǎng)高度適切。本文重點闡述3DTG教學理念的主要組成要素；詳細解析3DTG與綜合思維的內在聯(lián)系；探索初中地理綜合思維的教學過程及方式；對3DTG理念如何有效應用于地理教學提出具體建議。

關鍵詞：綜合思維；三維認知圖；3DTG教學理念

中圖分類號：G633.55" " " "文獻標識碼：A" " " "文章編號：1005-5207（2025）06-0012-05

培養(yǎng)學生的思維品質是學科教學的邏輯起點。《普通高中地理課程標準（2017年版2020年修訂）》明確提出：“綜合思維、區(qū)域認知、地理實踐力和人地協(xié)調觀是地理學科的四大核心素養(yǎng)。”［1］段玉山教授指出：“地理學科核心素養(yǎng)的綜合性要求在地理教學過程中處理好知識、技能與品格的關系。”［2］運用地理知識是訓練學生地理技能和培養(yǎng)學生地理品格的必備條件，也體現(xiàn)了學生的綜合思維能力和水平。綜合思維是學生在學習地理時必須內化的地理思想和必須掌握的學科方法［3］。綜合思維的培養(yǎng)是地理課程教學的重要指向，只有通過綜合思維才能認識地理環(huán)境［4］。丁俊新通過分析2015—2018年全國地理高考試題（全國卷）得出，以圖文結合的形式考查學生綜合思維是高考命題的重點［5］。潘小美通過整理并分析2014—2018年全國高考地理試卷中與綜合思維有關的試題發(fā)現(xiàn)，當前學生綜合思維的培養(yǎng)存在基礎知識邏輯不嚴謹、知識網(wǎng)絡不清晰、區(qū)域特征概括不準確、分析歸納能力欠缺等問題［6］。綜合思維一直是高考試題考查的“主旋律”，但學生的地理要素分析不全面、要素關系把握不到位等問題依然存在［7］。當前，以素養(yǎng)立意加大對地理綜合思維的考查力度，是高考命題的主要方向［8］。隨著《義務教育地理課程標準（2022年版）》（以下簡稱“地理新課標”）的頒布，綜合思維作為地理核心素養(yǎng)之一被著重提出［9］。本文在全新的思維認知范式——三維認知圖（the Three-Dimensional Thinking Graph，以下簡稱“3DTG”）教學理念的統(tǒng)領下，創(chuàng)新課堂教學，探索初中地理綜合思維的提升方式，為地理教師開發(fā)地理新課型，提升地理課堂教學效果提供借鑒思路和方法。

一、3DTG教學理念及地理綜合思維概述

1.3DTG教學理念框架簡介

3DTG教學理念是一種探究式學習理念，其主張讓學習者結合多種信息或數(shù)據(jù)，對主題知識（關鍵概念關系）進行有效假設、推理并驗證的學習方式［10］，該理念特別強調學生思維方面的表現(xiàn)，即思維可視化。思維可視化是通過思維導圖、模型圖、流程圖、概念圖等方式將學生思維過程直觀呈現(xiàn)［11］。

3DTG最核心的組成部分是概念圖、數(shù)據(jù)表和推理圖。概念圖是用節(jié)點代表概念，用連線和箭頭代表關系的空間圖形，有利于掌握學生的認知結構［12］，主要應用于直觀地表示領域中知識、概念間的關系，概念圖有利于學生建構綜合思維知識框架。“推理”是由一個或一組命題（前提） 推出另一命題（結論） 的思維形式［13］，推理圖是假設與數(shù)據(jù)或主題知識間的證據(jù)關系的表示，推理過程即綜合思維形成、深化和提升的過程。數(shù)據(jù)表是將與主題相關的數(shù)據(jù)信息加以整理，將核心內容填寫在內，數(shù)據(jù)表清晰、直觀且層次明了，對概念的深度分析有重要作用。3DTG三大組成部分相輔相成、相互聯(lián)系，最終指向高階思維。

2.3DTG教學理念與地理綜合思維的適切性

綜合思維是地理核心素養(yǎng)的有機組成，其目的是通過多角度分析，深刻理解不同地理要素間的內在聯(lián)系，包括時空綜合、要素綜合與地方綜合，綜合思維的提升是思維品質達成的重要標準。3DTG教學過程堅持以問題為主線，通過提出與主題相關的假設，采用數(shù)據(jù)、材料等對假設進行深度推理和驗證，此過程需要學生深層次合作探究，探究過程更是學生綜合思維的提升歷程。因此，3DTG教學理念與綜合思維高度適切，其具體聯(lián)系如圖1所示。

二、3DTG教學理念統(tǒng)領下的地理綜合思維提升實例

區(qū)域農(nóng)業(yè)發(fā)展與自然、社會經(jīng)濟等多因素有關，包含要素綜合、地方綜合與時空綜合，體現(xiàn)著因地制宜的發(fā)展理念。地理新課標要求：“運用地圖和相關資料，說出某區(qū)域的地理位置和自然地理特征，說明自然條件對該區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展的影響，認識因地制宜的重要性。”本文依據(jù)地理新課標，以“關中平原小麥主產(chǎn)區(qū)建立”為例，分析區(qū)域農(nóng)業(yè)的形成與發(fā)展。

關中平原是陜西省農(nóng)業(yè)、工業(yè)發(fā)展的核心地帶，是小麥生長的優(yōu)勢產(chǎn)區(qū)，其建立涉及氣溫、降水、地形、土壤類型等自然環(huán)境因素，還與勞動力、市場需求、國家區(qū)域政策等社會經(jīng)濟因素有關，是多因素共同作用的結果。關中平原地處陜西省中部地區(qū)，是陜西省小麥主要生產(chǎn)地區(qū)之一。近些年來，關中平原小麥產(chǎn)量穩(wěn)步提升，在全國商品糧基地中占有重要地位。本文整合多方面教學資源，深度探究關中平原小麥種植的自然和人文條件，對地理要素加以論證，重構教學資源，在3DTG理念的指引下進行課堂內容的學習，打造3DTG理念與綜合思維有機融合的創(chuàng)新型課堂（圖2）。

1.建構問題情境，提出探究主題

【情境建構】2024年6月4日，陜西省農(nóng)業(yè)農(nóng)村廳發(fā)文稱：陜西省“三夏”大規(guī)模機收工作已全面展開。截至6月4日，全省累計收獲冬小麥3 459.653 7平方千米，占應收面積的36.74%，全省單日收獲小麥755.653 8平方千米，關中主產(chǎn)區(qū)小麥開始進入集中收獲期。

【教師導入】小麥屬于常見的禾本科糧食作物，一般適應相對溫和的氣候，喜長時間光照條件，小麥有一定抗旱性和抗寒性，適應能力較強，小麥在我國秦嶺—淮河以北地區(qū)種植廣泛，是各種面食的原材料。陜西省是我國的小麥種植大省，尤其是關中平原地區(qū)更是冬小麥的主要種植區(qū)之一，也是我國重要的商品糧產(chǎn)區(qū)，有力地促進了區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展。

【確立主題】關中平原地區(qū)作為小麥主產(chǎn)區(qū)有哪些優(yōu)勢條件？小麥主產(chǎn)區(qū)的逐步形成會對區(qū)域社會經(jīng)濟產(chǎn)生哪些積極作用？

【設計目的】使學生準確把握情境材料中的地理知識，知道區(qū)域農(nóng)業(yè)的發(fā)展受多種因素影響，樹立全面、動態(tài)、客觀分析的基本思想，收集多種地理資料，增加知識儲備，用地理眼光看待生活中的常見問題，形成結構化、模塊化思維，此為綜合思維形成的基礎。

2.依托數(shù)據(jù)資料，科學合理推理

【學生小組】結合已學地理知識，得到與關中平原小麥主產(chǎn)區(qū)建立有關的因素，得出相對合理的假設，完成圖3（b）。

【教師提示】向學生說明，區(qū)域優(yōu)勢農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)的建立，其優(yōu)越的自然因素是基礎，同時，還與當?shù)厣鐣?jīng)濟因素息息相關，在分析時必須全面綜合考慮。

【學生完成】學生以小組為單位，按照問題分析的一般思路，從農(nóng)業(yè)產(chǎn)區(qū)的形成條件出發(fā)，總結出不同因素間的相互聯(lián)系，形成圖3（a）。

【相關證據(jù)】①小麥雖不像水稻一樣需要大量水分，但生長期需要一定水分，年降水量過少會影響小麥的長勢，進而影響其產(chǎn)量；②小麥屬于喜干農(nóng)作物，其耐旱能力較強，光照充足、晝夜溫差大的氣候能促進小麥不斷生長；③不同土壤類型的肥力存在差異，小麥生長對土壤類型有一定要求；④平坦的地形，有利于小麥的種植和收獲；⑤商品糧產(chǎn)區(qū)的形成建立在區(qū)域勞動力充足、科學技術水平較高、市場需求量大的基礎上；⑥小麥主產(chǎn)區(qū)能夠長期保持優(yōu)勢與國家、區(qū)域的農(nóng)業(yè)政策有關；⑦當?shù)厝嗣竦娘嬍沉晳T、農(nóng)作物的種植歷史，也會對小麥的種植規(guī)模與品質產(chǎn)生重要影響。

【教師提問】請各小組對證據(jù)進行歸類，以便更加準確地分析各影響因素間的關系。

【學生回答】①②③④歸屬于自然因素范疇，⑤⑥⑦歸屬于社會經(jīng)濟因素范疇。

【設計目的】準確掌握學生知識基礎和能力水平，并使其明確探究主題。學生根據(jù)主題進行假設，并找出支持假設的相關證據(jù)，教師將學習主動權交給學生，使所有學生都能參與到知識的學習中，以便完成推理圖，如圖3（b）所示。學生結合推理圖并結合教師指導意見，小組成員相互協(xié)作，補足自身知識短板，形成較為完整的概念圖，提升綜合思維能力。

3.小組合作探究，深入分析驗證

【地理情境】“沃野麥飄香，新糧喜歸倉。”夏糧是全年糧食生產(chǎn)的第一季，夏糧豐收則全年經(jīng)濟就有保障。2024年夏糧生產(chǎn)基礎較好，從5月底關中地區(qū)小麥開鐮，到6月下旬全省小麥收獲完畢，陜西省各小麥主產(chǎn)區(qū)“搶晴天、戰(zhàn)陰雨，晝夜奮戰(zhàn)、龍口奪糧”，圓滿完成小麥收割和秋糧播種任務，全省夏糧的豐收已成定局。

【教師工作】按照學生的學習習慣和能力水平，幫助學生確立方向，依據(jù)關中平原小麥主產(chǎn)區(qū)建立的自然和人文因素，探索關中平原成為小麥主產(chǎn)區(qū)的優(yōu)越條件；讓學生自主組建學習小組（共4組），每組推選代表對小組研討結果進行展示。

【第1小組（以氣溫、降水、日照時數(shù)為分析關鍵點）】關中平原位于秦嶺—淮河以北，屬于大陸性季風性半濕潤氣候，氣溫相對溫和，年降水量在500～800毫米之間，年日照時數(shù)在2 600小時以上，小麥生長擁有充足的光照資源，光合作用強，保證了小麥的優(yōu)良品質；同時，關中平原為大陸性季風氣候，小麥生長期間雨熱同期，保障了小麥生長的水分供給，有利于淀粉及營養(yǎng)物質的積累，具備種植小麥的自然條件。關中平原小麥主要種植類型為冬小麥，作物熟制可達兩年三熟，多年來小麥產(chǎn)量穩(wěn)定。學生依據(jù)分析結果，完成圖3（c）。

【第2小組（以地形、土壤、無霜期為分析關鍵點）】關中平原地處秦嶺北麓，黃土高原以南，由黃河第一大支流——渭河沖擊形成，地形平坦開闊，土壤類型以黃綿土為主，土壤養(yǎng)分較多，土壤厚度達標，便于小麥充分汲取土層中的營養(yǎng)；同時，關中平原每年的無霜期在200天以上，充足的熱量條件為小麥生長創(chuàng)造了極大便利；此外，平坦的地形使土壤中的水分能夠均勻地分布在種植區(qū)內，利于小麥大規(guī)模種植以確保面積達到商品糧基地要求。

【第3小組（以勞動力、交通水平、市場需求為分析關鍵點）】關中平原地區(qū)是陜西農(nóng)業(yè)、工業(yè)十分發(fā)達的地區(qū)，人口稠密，城鎮(zhèn)化率超60%，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)勞動力充足，有利于小麥種植；關中平原地區(qū)為絲綢之路的起點，交通運輸基礎設施完善，航空、鐵路、公路等運輸發(fā)達，已形成現(xiàn)代化交通運輸體系，為小麥運輸創(chuàng)造了有利條件；同時，關中平原城市分布較多，為陜西省的城市密集地帶。2018年，國務院批復要大力建設關中平原城市群，小麥市場需求量大且穩(wěn)定。

【第4小組（以國家政策、科技水平、飲食習慣為分析關鍵點）】為保障關中平原地區(qū)小麥生產(chǎn)的穩(wěn)定性，陜西省形成了以西北農(nóng)林科技大學為支撐的農(nóng)業(yè)人才培養(yǎng)計劃，同時，大力研發(fā)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)機械，保障了小麥從種植、培育到收割等各環(huán)節(jié)均實現(xiàn)機械化與自動化，提高小麥生產(chǎn)效率。同時，各種優(yōu)質小麥品種的培育，實現(xiàn)了小麥生產(chǎn)的不斷優(yōu)化，使多年來小麥的產(chǎn)量保持穩(wěn)定。例如，《陜西省2022年小麥“科技壯苗”專項行動工作方案》的實施，促進了農(nóng)民種植小麥的積極性。此外，專家研究發(fā)現(xiàn)，約3 000年前關中平原就開始種植小麥，歷史悠久且當?shù)鼐用裣彩趁媸场?/p>

【數(shù)據(jù)解析】依據(jù)不同學習小組的成果，將分析結果簡明扼要地填寫在圖3（c）數(shù)據(jù)表里。

【設計目的】收集、整理、匯總地理圖文資料的過程即思維訓練的過程，讓小組進行研討以及對探究主題的深度驗證，能讓學生進一步明確各地理要素的內在聯(lián)系，學生以地理思想分析問題的能力可得到大幅提高，這也是培養(yǎng)其地理綜合思維的重點。

4.整合小組成果，補充完善結論

【地理情境】“引漢濟渭工程”又稱陜西省南水北調工程項目，2014年底批復籌建，用以緩解關中平原地區(qū)水資源短缺的問題。目前，陜西省農(nóng)作物耕種收綜合機械化率已超70%，衛(wèi)星平地機、無人駕駛拖拉機、電控播種機等先進的智能化農(nóng)機設備已逐漸成為日常“新農(nóng)具”。利用傳感器收集土壤含水量、溫度、pH值等，對小麥長勢進行實時監(jiān)測，同時，通過興修農(nóng)田水利等一系列舉措，小麥等糧食作物的綜合生產(chǎn)能力得以顯著提高，關中平原因此成為中國工、農(nóng)業(yè)和文化發(fā)達地區(qū)之一，成為我國重要的商品糧產(chǎn)區(qū)，平穩(wěn)推進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展。

【學生完成】學生結合地理情境，深度探討關中平原地區(qū)缺水的原因，思考如何有效緩解水資源不足對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來的不利影響，將討論結果加以整理，完善圖3所示的3DTG內容。

【完善結論】近年來，隨著關中平原城市群的建設，關中平原地區(qū)發(fā)展迅速，居民生活用水、工業(yè)用水的占比增加，部分區(qū)域農(nóng)業(yè)用水不足，為有效緩解此問題，陜西省實施了“引漢濟渭工程”，即將漢江的水資源調到渭河，這種跨區(qū)域水資源調配工程極大緩解了農(nóng)業(yè)用水的緊張。同時，抗旱小麥品種的培育，使關中平原的小麥種植始終保持優(yōu)勢。此外，關中平原地區(qū)在進行小麥種植時，大力提倡進行作物套種、間作耕種、秸稈還田等做法，既保障了土壤肥力，又注重對環(huán)境的保護，已形成了一套較為成熟的小麥種植方案。

【設計目的】結合地理情境，能使學生在分析地理問題時更加細致，既能正面分析，又能側面說明，還能反面論證，小組成員發(fā)揮優(yōu)勢，加深對地理知識的理解，修改并完善3DTG，真正了解不同地理因素間的內在聯(lián)系及作用機制，提升學生的綜合思維。

三、啟示

3DTG教學理念充分發(fā)揮學生進行學習的主觀能動性，確立與生活聯(lián)系緊密的問題為探究主題，讓學生通過假設、推理、驗證、總結等過程，實現(xiàn)對知識的深度掌握。同時，3DTG將情境貫穿于教學始終，既增強了教學趣味性，又提升了教學深度，激發(fā)學生提取信息、挖掘數(shù)據(jù)資料的潛能，尤其是著力提升學生對學科知識聯(lián)系的能力，是培養(yǎng)綜合思維的創(chuàng)新途徑。為了深化3DTG教學理念，促進地理教學高效開展，需注意以下四方面：

1.地理探究主題的確立是前提

地理教師要充分做好學情分析，在確立主題前應進行深入調查分析，如咨詢專家學者，與學科組教師開展教研等，了解學生最為關心的地理問題，將其確立為探究主題，只有主題明確、貼近生活，才能調動學生的探究熱情。如地理新課標中提出的跨學科主題，能為學生進行探究提供廣闊的思考空間。

2.地理情境的創(chuàng)建是關鍵

地理情境能調動學生的地理思維、想象力和情感體驗，提升學生的地理素養(yǎng)［14］。地理情境的創(chuàng)造應遵循“有創(chuàng)意、充滿地理意蘊、貼近生活實際”的原則。地理情境要源于生活，符合學生認知水平，要讓學生能從地理情境中感受到地理學習的樂趣。如此，學生在解讀情境時才能更加專注，其思維才更加活躍，這樣的情境能激發(fā)學生創(chuàng)造力，這對學生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)尤為重要。

3.地理問題的設計是動力

問題是教學向前推進的主要動力。地理教師在利用3DTG設計問題時，地理問題必須能夠打開學生的思維，便于學生作出假設和推理驗證，問題要層次分明，且應注重問題之間的邏輯聯(lián)系；問題要有一定梯度，且直指學生高階思維能力的培養(yǎng)，這也是地理綜合思維培養(yǎng)的最高目標。

4.地理資源的整合是保障

地理教師必須對學生進行全面指導，尤其是如何對地理材料進行高效處理；如何提取材料信息中的地理信息，包括信息提取技巧、材料解讀方式等，以便學生更加高效地進行地理問題探究。

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