思维建模

殷孝辉

课堂教学是一个系统过程，在这一过程中，学生所有的思维活动都是围绕建模展开的，即：学生一方面立足课堂知识建立生活模型，另一方面也将生活实例引入课堂，建立起知识模型。因此，建模是学生进行课堂学习的重要手段。然而，每一个学科都有其不同特性，受此影响，课堂建模的方法也存在较大差异。仅就地理学科来看，地理建模的主要模式包括地理系统分析和地理系统综合。而地理建模的基本流程包括四个方面。一是提出问题和分析问题，二是模型假设和建立模型，三是模型求解和分析，四是模型检验和应用。由此可见，问题是让学生开展地理建模的先决条件。在课堂实践中，问题的提出应致力于调动学生的思维，引导学生在解决问题的过程中建立模型，从而提高学习的有效性。笔者在本文立足高中地理教学实践，进行了探讨。

一、基于时空视角开展问题建模

时空是地理学科研究的重点目标之一，在课堂教学中，教师应立足教材中的时空要素，通过问题引导学生开展时空综合分析，并建立起思维模型。在这一过程中，教师应把握地理学科的时空特性，以及高中生的实际情况，设计具有针对性的课堂问题，将师生问答的过程转换为学生建模的过程，以培养学生的地理素养。

例如，在教学《自然地理环境的整体性》时，教师需从整体性视角出发设计问题，引导学生由自然环境的整体性建立起空间概念，进而开展思维建模。

在课堂开篇，笔者先播放一段关于自然环境的短视频，设问：在视频中出现了哪些地理要素？

学生回答：气候、水文、土壤、生物、地形等。

教师接着展示我国北方、南方、西北和西南等不同地区的图片，并设问：观察这四张图片，他们与刚才短视频中展示的自然环境具有哪些共同特征？

学生讨论交流：自然环境中都包含了气候、水文、土壤、生物和地形等地理要素。

设问：这些地理要素的组合是偶然形成的吗？

在问题情境下，让学生进行合作探究并建模。

思维建模·地理系统分析时空影响某个特定区域的气候，而气候影响水文，水文影响土壤、生物和地形，但自然界的生物循环又对水文产生影响，进而影响区域的气候。因此，地理环境要素之间存在着相互制约、相互联系和相互渗透的关系。

设问：刚才的视频和图片为我们展示的是一个局部的地理环境，如果将这些局部的地理环境视作一个整体，那么，局部的地理环境又是怎样形成的呢？与时空之间存在哪些联系？

带着问题，让学生首先阅读教材，然后开展合作探究并建模。

思维建模·地理系统综合构成地理环境的各个要素并不是孤立存在和发生的，而总是作为整体的一部分发生变化着，在宏观上它们保持协调一致，与环境的总体特征相统一，但又受到地理时空的制约。

这样，通过以问题作为导引，引导学生围绕问题展开思维建模，激发了学生的探究欲望，提高了学习的有效性。

二、基于区域视角开展问题建模

区域综合分析是立足于特定区域开展地理环境要素的分析方法，同时，区域也是地理学科教学的核心内容之一，因此，基于区域视角，在课堂上通过问题引导学生开展思维建模，是培养学科素养的重要手段。

例如，在教学《人口的空间变化》时，笔者在课堂开篇首先用课件展示深圳市30年来的人口数量变化，然后设问：是什么因素导致了深圳人口发生了巨大的变化？

学生讨论交流并建模。

思维建模·区域典型特征定位①深圳的地理位置优势;②建立特区后深圳的政策优势;③深圳的经济發展优势。

分别播放课件①冷战后期美国人口变化;②改革开放后我国沿海地区人口变化;③近代以来非洲人口迁移。

设问：观察不同地区的人口变化，从区域视角来看，是什么原因导致了人口空间变化？

带着问题，再次让学生运用区域典型特征定位的方法进行建模，最后归纳总结，即：影响人口空间变化的因素包括经济因素、社会文化因素、自然环境因素等。

总之，问题是课堂教学的催化剂，通过问题，学生可建立起思维模型，针对问题展开探究，从理论知识到实际，最后再到理论，实现理论与实际的相互印证，相互渗透，从而提高课堂教学的有效性。因此，加大课堂提问的设计力度，实现师生课堂的有效问答，对提高地理教学质量具有重要意义。