学习环境设计视角下地理空间思维能力培育

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［摘要］从胜任力、空间思维和空间智能三个视角来审视和定位地理空间思维能力概念内涵，以体现学习科学新进展的学习环境设计为框架，从知识中心、学习者中心、评价中心三个维度上，探讨了基于课程标准建立地理空间概念体系，运用GE（GoogleEarth）构建可视化地理空间表征工具，运用与地理空间思维能力相匹配的表现性评价实现的教学评一致性，从而立体构建促进学生地理空间思维能力提升的多样化培育路径。

［关键词］学习环境设计；地理空间思维能力

人类活动的地理空间范围极大拓展，不同空间区域人们之间的交流更加深入和频繁，使得空间移动的频率与日俱增，身处这个时代的人们迫切需要提升地理空间思维能力。为此，对学生地理空间思维能力的培育将更多指向着为适应未来美好生活的挑战。与地理空间思维能力的内涵有密切关系的概念有三个：胜任力、空间思维能力和视觉空间智能。从上述三个视角来剖析地理空间思维能力则有助于对其概念内涵进行准确定位，并从中探寻到培育地理空间思维能力的有效路径。地理空间思维能力是学生在尽可能真实的问题情境中，运用空间概念、空间表征工具进行地理空间推理从而解决地理空间问题的过程中所表现出来的一种胜任力和智能特征。因此，培育地理空间思维能力，就需要关注空间概念的建立，空间表征工具的优化和在真实情境中解决地理空间问题。但是，培育带有核心素养特质的地理空间思维能力，不仅需要从地理空间思维结构和特征上进行剖析，也需要培育者能够真正以学习为基点，在现代学习科学发展的指导下进行系统架构，并找到两者的最佳结合点。近年来兴起的学习环境设计正为培育地理空间思维提供了全新的视角和问题解决框架。

一、学习环境设计视角下的地理空间思维能力培育现状

学习环境设计是学习科学发展下的产物，体现着从以“教”为中心的设计向着以“学”为中心的教学设计学习基点的转型，也就是重新认识学习与知识的复杂性。学习环境设计强调三个中心：以构建可迁移的结构化知识为中心、以关注学习者先验经验的学习者为中心、以促进理解的形成性评价为中心。第一，知识中心环境设计：系统构建基于课程标准的地理空间概念体系。学习科学认为，专家能够思维和解决问题，在于他们有组织很好的结构化知识。知识中心的环境设计就是要引导学生理解和形成结构化知识，提升自己的迁移能力，逐渐从运用地理空间思维能力解决问题的“新手”转变为“专家”。为此，在培育学生地理空间思维能力的实践过程中，首先要系统构建地理空间知识体系，培养对地理空间思维的整体理解。空间位置、空间分布和空间关系是西方地理学家凯特提出的地理知识体系的三个概念基础，此观点得到了地理教育界的广泛认同。因此，从地理空间知识的三个子概念入手，将中学地理课程标准中的内容标准进行一番系统梳理，就可以建构中学阶段的地理空间概念体系，并以此为基础来组织教学内容。揭示地理现象产生的本质原因是运用地理空间思维来解决地理问题的优势。比方说，解决“城市内部空间结构如何形成和演变”这一问题，就需要首先建立城市内部功能区这一空间概念，然后研究各功能区之间的位置关系、大小关系，并运用图示来构建各个功能区之间的空间关系，继而运用逻辑推理来探究功能区之间相互位置关系形成的原因和影响因素，如在经济因素的影响下商业、住宅和工业等经济活动通过付租能力的竞争，导致某种土地利用方式在某一空间上的集聚，从而形成各类功能区及其空间结构关系，最终形成了不同类型和模式的城市内部空间结构。学习者中心环境设计：运用GE（GoogleEarth）构建可视化地理空间表征工具。学习者中心环境设计，强调尊重和理解学生的先验经验，重视学生在真实的探究中学习。在培育学生地理空间思维能力的过程中，借助于地理学者常用的地理空间表征工具GoogleEarth，既可以了解学生对地理事物的空间想象力，又可以让学生展现自己使用可视化工具的能力，有助于学生在类似于真实的环境中进行学习。在各种地理信息辅助工具中，GE（GoogleEarth）可以提供功能更加强大的空间表征工具，因此在地理空间思维能力培育上具有独特优势。首先，GE可以显示地理事象的时空特质。其次GE既可以显示平面形象也可以显示立体模式。同时，GE所显示区域具有全球性特征，以及在海量数据支持下的搜索功能，可以更好地揭示地理空间关系。

二、学习环境设计视角下的地理空间思维能力培育路径

1.运用GE展现地理事物的空间形象，提高学生的地理空间想象力。地理空间思维能力存在于人类想象的深处，GE可以通过呈现各种学生仅凭经验而难以想象的空间表征，来帮助学生在头脑中构建地理事物的相互关系图景来提高学生的空间想象力。例如：可以通过GE帮助建立经纬网的空间概念。

2.运用GE展现地理事物的空间分布，帮助学生建立各种尺度的地理事物空间表象。很多地理事象，如大尺度的地理空间过程、空间关系和地理景观等等，往往难以直接感知，可以利用GE形成的直观、真实、模拟、二维、三维的影像来帮助学生建立鲜明和正确的地理表象。

3.运用GE展现地理事物的空间关系，提升学生空间推理能力。在培养中学生地理空间推理能力过程中，GE可以提供一些具有内在逻辑联系的图表和现象来帮助学生建立空间推理能力，例如：从局部到整体，从已知到未知，从而预测地理现象的发展变化状态。评价中心环境设计：运用表现性评价促进学生在真实情境中解决地理空间问题的能力。评价中心环境设计力图持续评价学生，而不是仅仅在学习终了给予学生评价，同时为学生提供通过评价来自我管理学习的机会。

与此同时，地理学所解决的问题具有真实性、情境性、复杂性、开放性和动态性，因此将强调情境、重视“实作”与“表现”，并与教学紧密结合的表现性评价应用在对学生地理空间思维能力的评价中是必要和有效的。表现性评价的设计有自身的技术规范和开发流程：基于标准设计评价目标，基于目标设计评价任务，基于任务中产生的作品或者活动来设计评分规则。

1.基于课程标准设计评价目标。例如：高中地理课程标准中有一条内容标准：结合实例，分析交通运输方式和布局变化对聚落空间形态的影响。这条内容标准主要体现空间关系。因此，从关注空间关系的视角将此内容标准分解叙写为如下评价目标：①观察某城市规划图，识别与交通运输方式相关的符号表达，推理地理符号所表达的各种地理事物之间的关系，判断码头等交通运输点选址的位置，推理其形成的原因。②从自然和人文两个方面综合解决码头等交通运输点的选址问题，并能够推理和判断选址建设之后对城市空间形态等方面可能产生的影响。

2.基于目标设计评价任务和评价量规戴维•拉齐尔在《多元智能与量规评价》中指出，教学必须与评价相匹配，并设计了与地理学关系密切的评价空间智能的任务和量规。空间智能评价要求学生运用积极的想象力，形成精神图像，认识空间中各个对象间的关系，设想处理过程，从各种角度准确感知事物。学生必须能够运用语言、工具、视觉载体（包括内部的和外部的视觉）和空间关系来证明他们被评价概念的学习和掌握程度。综上所述，在以胜任力、空间思维和空间智能三个理论视角来审视和定位地理空间思维能力概念的基础上，以体现学习科学新进展的学习环境设计为框架，从知识中心、学习者中心、评价中心三个维度上，探讨了基于课程标准建立地理空间概念体系，运用GE（GoogleEarth）构建可视化地理空间表征工具，把表现性评价作为促进学生地理空间思维能力的发展，实现教学评一致性的重要手段，构建出促进学生地理空间思维能力提升的多样化培育路径。

参考文献：

[1]韩金荣.基于中学生地理空间素养培育的GE运用策略研究.[D].沈阳:东北师范大学博士学位论文,2009.

作者:佟柠 单位:江苏省锡山高级中学