學習環(huán)境設計視角下地理空間思維能力培育

1、學習環(huán)境設計視角下地理空間思維能力培育 摘要從勝任力、空間思維和空間智能三個視角來審視和定位地理空間思維能力概念內涵，以體現(xiàn)學習科學新進展的學習環(huán)境設計為框架，從知識中心、學習者中心、評價中心三個維度上，探討了基于課程標準建立地理空間概念體系，運用GE（GoogleEarth）構建可視化地理空間表征工具，運用與地理空間思維能力相匹配的表現(xiàn)性評價實現(xiàn)的教學評一致性，從而立體構建促進學生地理空間思維能力提升的多樣化培育路徑。 關鍵詞學習環(huán)境設計；地理空間思維能力 人類活動的地理空間范圍極大拓展，不同空間區(qū)域人們之間的交流更加深入和頻繁，使得空間移動的頻率與日俱增，身處這個時代的人們迫切需要提升地理

2、空間思維能力。為此，對學生地理空間思維能力的培育將更多指向著為適應未來美好生活的挑戰(zhàn)。與地理空間思維能力的內涵有密切關系的概念有三個：勝任力、空間思維能力和視覺空間智能。從上述三個視角來剖析地理空間思維能力則有助于對其概念內涵進行準確定位，并從中探尋到培育地理空間思維能力的有效路徑。地理空間思維能力是學生在盡可能真實的問題情境中，運用空間概念、空間表征工具進行地理空間推理從而解決地理空間問題的過程中所表現(xiàn)出來的一種勝任力和智能特征。因此，培育地理空間思維能力，就需要關注空間概念的建立，空間表征工具的優(yōu)化和在真實情境中解決地理空間問題。但是，培育帶有核心素養(yǎng)特質的地理空間思維能力，不僅需要從地理

3、空間思維結構和特征上進行剖析，也需要培育者能夠真正以學習為基點，在現(xiàn)代學習科學發(fā)展的指導下進行系統(tǒng)架構，并找到兩者的最佳結合點。近年來興起的學習環(huán)境設計正為培育地理空間思維提供了全新的視角和問題解決框架。 一、學習環(huán)境設計視角下的地理空間思維能力培育現(xiàn)狀 學習環(huán)境設計是學習科學發(fā)展下的產物，體現(xiàn)著從以“教”為中心的設計向著以“學”為中心的教學設計學習基點的轉型，也就是重新認識學習與知識的復雜性。學習環(huán)境設計強調三個中心：以構建可遷移的結構化知識為中心、以關注學習者先驗經驗的學習者為中心、以促進理解的形成性評價為中心。第一，知識中心環(huán)境設計：系統(tǒng)構建基于課程標準的地理空間概念體系。學習科學認為，

4、專家能夠思維和解決問題，在于他們有組織很好的結構化知識。知識中心的環(huán)境設計就是要引導學生理解和形成結構化知識，提升自己的遷移能力，逐漸從運用地理空間思維能力解決問題的“新手”轉變?yōu)椤皩＜摇?。為此，在培育學生地理空間思維能力的實踐過程中，首先要系統(tǒng)構建地理空間知識體系，培養(yǎng)對地理空間思維的整體理解。空間位置、空間分布和空間關系是西方地理學家凱特提出的地理知識體系的三個概念基礎，此觀點得到了地理教育界的廣泛認同。因此，從地理空間知識的三個子概念入手，將中學地理課程標準中的內容標準進行一番系統(tǒng)梳理，就可以建構中學階段的地理空間概念體系，并以此為基礎來組織教學內容。揭示地理現(xiàn)象產生的本質原因是運用地理

5、空間思維來解決地理問題的優(yōu)勢。比方說，解決“城市內部空間結構如何形成和演變”這一問題，就需要首先建立城市內部功能區(qū)這一空間概念，然后研究各功能區(qū)之間的位置關系、大小關系，并運用圖示來構建各個功能區(qū)之間的空間關系，繼而運用邏輯推理來探究功能區(qū)之間相互位置關系形成的原因和影響因素，如在經濟因素的影響下商業(yè)、住宅和工業(yè)等經濟活動通過付租能力的競爭，導致某種土地利用方式在某一空間上的集聚，從而形成各類功能區(qū)及其空間結構關系，最終形成了不同類型和模式的城市內部空間結構。學習者中心環(huán)境設計：運用GE（GoogleEarth）構建可視化地理空間表征工具。學習者中心環(huán)境設計，強調尊重和理解學生的先驗經驗，重視

6、學生在真實的探究中學習。在培育學生地理空間思維能力的過程中，借助于地理學者常用的地理空間表征工具GoogleEarth，既可以了解學生對地理事物的空間想象力，又可以讓學生展現(xiàn)自己使用可視化工具的能力，有助于學生在類似于真實的環(huán)境中進行學習。在各種地理信息輔助工具中，GE（GoogleEarth）可以提供功能更加強大的空間表征工具，因此在地理空間思維能力培育上具有獨特優(yōu)勢。首先，GE可以顯示地理事象的時空特質。其次GE既可以顯示平面形象也可以顯示立體模式。同時，GE所顯示區(qū)域具有全球性特征，以及在海量數(shù)據支持下的搜索功能，可以更好地揭示地理空間關系。 二、學習環(huán)境設計視角下的地理空間思維能力培育

7、路徑 1.運用GE展現(xiàn)地理事物的空間形象，提高學生的地理空間想象力。地理空間思維能力存在于人類想象的深處，GE可以通過呈現(xiàn)各種學生僅憑經驗而難以想象的空間表征，來幫助學生在頭腦中構建地理事物的相互關系圖景來提高學生的空間想象力。例如：可以通過GE幫助建立經緯網的空間概念。 2.運用GE展現(xiàn)地理事物的空間分布，幫助學生建立各種尺度的地理事物空間表象。很多地理事象，如大尺度的地理空間過程、空間關系和地理景觀等等，往往難以直接感知，可以利用GE形成的直觀、真實、模擬、二維、三維的影像來幫助學生建立鮮明和正確的地理表象。 3.運用GE展現(xiàn)地理事物的空間關系，提升學生空間推理能力。在培養(yǎng)中學生地理空間推

8、理能力過程中，GE可以提供一些具有內在邏輯聯(lián)系的圖表和現(xiàn)象來幫助學生建立空間推理能力，例如：從局部到整體，從已知到未知，從而預測地理現(xiàn)象的發(fā)展變化狀態(tài)。評價中心環(huán)境設計：運用表現(xiàn)性評價促進學生在真實情境中解決地理空間問題的能力。評價中心環(huán)境設計力圖持續(xù)評價學生，而不是僅僅在學習終了給予學生評價，同時為學生提供通過評價來自我管理學習的機會。 與此同時，地理學所解決的問題具有真實性、情境性、復雜性、開放性和動態(tài)性，因此將強調情境、重視“實作”與“表現(xiàn)”，并與教學緊密結合的表現(xiàn)性評價應用在對學生地理空間思維能力的評價中是必要和有效的。表現(xiàn)性評價的設計有自身的技術規(guī)范和開發(fā)流程：基于標準設計評價目標，

9、基于目標設計評價任務，基于任務中產生的作品或者活動來設計評分規(guī)則。 1.基于課程標準設計評價目標。例如：高中地理課程標準中有一條內容標準：結合實例，分析交通運輸方式和布局變化對聚落空間形態(tài)的影響。這條內容標準主要體現(xiàn)空間關系。因此，從關注空間關系的視角將此內容標準分解敘寫為如下評價目標：觀察某城市規(guī)劃圖，識別與交通運輸方式相關的符號表達，推理地理符號所表達的各種地理事物之間的關系，判斷碼頭等交通運輸點選址的位置，推理其形成的原因。從自然和人文兩個方面綜合解決碼頭等交通運輸點的選址問題，并能夠推理和判斷選址建設之后對城市空間形態(tài)等方面可能產生的影響。 2.基于目標設計評價任務和評價量規(guī)戴維拉齊爾

10、在多元智能與量規(guī)評價中指出，教學必須與評價相匹配，并設計了與地理學關系密切的評價空間智能的任務和量規(guī)?？臻g智能評價要求學生運用積極的想象力，形成精神圖像，認識空間中各個對象間的關系，設想處理過程，從各種角度準確感知事物。學生必須能夠運用語言、工具、視覺載體（包括內部的和外部的視覺）和空間關系來證明他們被評價概念的學習和掌握程度。綜上所述，在以勝任力、空間思維和空間智能三個理論視角來審視和定位地理空間思維能力概念的基礎上，以體現(xiàn)學習科學新進展的學習環(huán)境設計為框架，從知識中心、學習者中心、評價中心三個維度上，探討了基于課程標準建立地理空間概念體系，運用GE（GoogleEarth）構建可視化地理空間表征工具，把表現(xiàn)性評價作為促進學生地理空間思維能力的發(fā)展，實現(xiàn)教學評一致性的重要手