指向高阶思维发展的高中地理思维型课堂教学实践——以“大气的受热过程”为例

金 冶

（上海市七宝中学, 上海 201101）

一、高阶思维和思维型课堂的内涵

1.高阶思维的内涵

思维是人类认识活动的基本形态，是指人类从客观世界的感知出发，在心理层面建构客观世界，从而形成概念、推理和判断等心理认知活动的过程。布鲁姆教育目标分类法将认知思维分为记忆、理解、应用、分析、综合和评价六个层次，其中的分析、综合、评价被统称为高阶思维。高阶思维能力对培养学生的创新能力、问题解决能力和批判能力具有重要意义。

2.思维型课堂的内涵

林崇德、胡卫平等学者认为学生的思维活动是“思维型课堂”教与学的核心，[1]且基于当代学习理论和国际科学教育改革趋势，提出了思维型课堂的五个基本原则：以思维能力的培养为核心，引领核心素养的协调发展；创设能够引起学生认知冲突的教学情境，引发学生的积极思维；灵活协调自主学习与合作学习，支撑探究过程中学生的自主建构；通过应用迁移加深学生对知识的理解，培养学生良好的科学情感、态度与价值观；以学生的思维进阶为理论依据，科学系统地促进学生发展。[2]

二、指向高阶思维发展的高中地理思维型课堂教学基本模式

高阶思维是发生在较高认知水平层次上的心智活动，是较高层次思维的流动、变化及相互关联的整体运行。为了促进学生的高阶思维发展，思维型课堂教学需将地理教学和思维活动连接，围绕学生思维能力的发展进行教学设计，通过组织思维活动，有序推进教学进程，引导学生在构建地理知识和解决地理问题的过程中实现思维结构的优化、思维品质的提升、思维能力的加强。基于胡卫平等构建的“思维型科学探究教学的目标与过程模型”，[3]笔者构建了“高中地理思维型课堂教学目标与过程模型”（见图1）。

图1 高中地理思维型课堂教学目标与过程模型

1.课堂教学目标

高中地理从学科角度落实立德树人根本任务，具体的培养目标包括人地协调观、综合思维、区域认知和地理实践力四个方面。[4]这四个核心素养相互联系、相互依存，共同构成有机整体。

2.课堂教学基本过程

(1)创设情境与认知冲突

教师创设真实完整和复杂开放的情境，使学生在情境中产生问题和认知冲突。问题要具有挑战性，使学生产生强烈的探究欲望、积极思维和主动学习的动力。

(2)思维互动与自主建构

在创设情境的基础上，教师设置递进式的任务，引导学生联系生活实际和已有知识解决具有探究价值、由表及里的问题链，以此为线索引导学生积极思考，在解决问题的过程中进行深度思考并自主建构地理知识体系。

(3)梳理归纳与思维监控

教师为学生提供解决问题的支架，积极引导学生对思维方法、学习策略进行总结与反思；学生思考反省、梳理和归纳，逐步形成更清晰的思维结构，获取对知识的深层次和概括性理解。

(4)拓展提升与应用迁移

教师创设新的相关情境，学生将在前三个过程中形成的思维、能力、观念、态度等应用到新的情境中，多元分析，实现应用迁移乃至创新创造。

三、指向高阶思维发展的高中地理思维型课堂教学实践

本文以沪教版高中地理“大气的受热过程”教学实践为例（见图2），探索高中地理思维型课堂教学促进高阶思维发展的机理。

图2 “大气的受热过程”教学流程图

1.创设情境，认知冲突

创设恰当的教学情境，引发认知冲突从而激发学生的思考。本节课以学校气象站社员在日常观测中发现的问题作为情境，情境与学生的生活背景相关联，能引起学生的学习兴趣。晴天的正午和阴天的午后，学校广场上太阳辐射谁强谁弱，学生无法得出确定的答案，小组内的不同想法使学生原有认知结构平衡被打破，此时思维得以调动。学生产生了强烈的探究欲望，通过观察、联想、比较、类比等思维方式，明确进一步要研究的问题。

2.思维互动，自主建构

在学生对大气的受热过程产生疑问的基础上，教师呈现昼夜温差的数据表（见表1），同时给出电磁波谱能量与波长的对应关系和大气组成对不同波段电磁波谱吸收情况等相关知识素材。

表1 “热的传递——昼夜温差”数据表

学生尝试在学习单上用简图的方式推导大气的受热过程，并分析昼夜温差不同的原因。学生在作图的过程中，逐步感知大气的受热过程。小组之间简图的展示与对比，使学生出现了知识冲突，再次返回各自小组的简图，进行逻辑推理，探究发现问题的所在。在整个过程中，学生生成思维动态。在问题指引下，学生有选择地调用旧知识、接受新知识，新旧知识相互联系，促进认知结构的改组与重建，逐步理解“大气逆辐射”的内涵。教师因势利导，帮助学生一步步推导，逐步呈现“大气受热过程图”（见图3）。整个过程环环相扣，学生的逻辑思维得以锻炼。

图3 大气受热过程图

学生在自主建构的过程中，难免会遇到思维障碍，教师应适时、适度地搭建支架，如给出部分学生需要的资料、引导学生明确关键信息、指导学生探索解决问题的基本思路等。

3.梳理归纳，思维监控

梳理归纳，即通过科学的语言对所学知识进行阐释，是知识巩固和转化的阶段。对大气的受热过程进行总结归纳，既能让学生将课堂阶段的学习结果进行抽象概括，尝试使用简洁的科学语言表达，又能让学生基于批判性思维对他人的表述进行提问、识别错误或批判性评价。学生在此过程中，以严谨的态度系统地对学习过程进行批判性回顾，以分析、比较、概括等思维方法为基础，对所学知识进行梳理和归纳，逐步形成更清晰的思维结构。教师进一步用“三个辐射两个作用”及“太阳暖大地、大地暖大气、大气还大地”帮助学生提炼和归纳，以构建科学概念，使学生获得对知识的深层次和概括性理解。

梳理归纳对于学生而言思维难度较大，容易出现构建不完整的情况，因此，培养学生思维的程序非常关键。本节课中引导学生观察“大气受热过程图”，以图解方式形成思维导图，有助于学生借助图示来理清知识脉络。思维导图的应用可以帮助学生形成系统的知识体系，全面、动态地认识复杂综合体，实现地理综合思维的高阶培养。

4.拓展提升与应用迁移

迁移运用是知识向素养转化的关键环节。在理解大气受热过程的基础上，教师巧妙设计新的情境“初春茶树抽芽期晴朗的夜间，安溪县易出现霜冻灾害”，产生新的问题“安溪的茶农为什么可以采用喷水、熏烟等方式来抵御霜冻”，让学生运用新的认知结构去解决“同原理”结构的问题，实现思维进阶。将学生前三个活动过程中形成的综合思维、区域认知和地理实践力等素养应用到新的真实情境中，是对区域真实问题的再现，让学生综合运用大气受热过程中的具体知识，充分发挥地理设计能力来思考霜冻问题，有利于学生地理知识的迁移和创新能力的提高，让地理实践力的培养更具生命力。

课堂最后抛出全球变暖问题，引发学生多角度深度思考全球变暖问题的严重性和复杂性，促进学生对人类活动与地理环境关系的深度思考。以地理知识为依托，深入学生的内心产生“共情”，帮助学生形成正确的人地协调观。

四、思维型课堂教学在高中地理教学中的运用思考

1.指向思维发展的教学目标是重点

俗话说：谋定而后动。教师应对一节课进行整体设计，明确教学目标，为教学实施提供依据、指明方向。高中地理思维型课堂教学目标需以培养地理思维为核心，凸显地理学科核心素养对培养思维能力的目标导向作用。在教学目标上反映出不同层次思维活动的行为结果，渗透不同地理思维能力的培养内涵。从高层次的思维能力出发，让学生对地理问题和规律进行积极的思维体验，在地理思维能力提升中不断激发创新意识并开发创新潜力。

2.激发思维动力的教学情境是关键

高中地理内容本身就具有很强的情境性，自然景观、社会风貌、生活情境等都可以成为课堂中的生动情境。依据教学目标创设恰当的教学情境，使学生在真实情境中历经观察、发现、思考和辩论的地理思维发展过程，有利于教学流程的推进与教学目标的达成。在思维型课堂教学中，师生活动的核心直指思维活动，强调以诱发思维动机为特征的教学导入，实施以激发思维动力为特征的教学过程，强调以解决地理真实情境中出现的问题为导向，帮助学生在地理知识的理解和运用上层层深入，最终引导学生回归生活，用地理知识及原理去解决实际问题。

3.促进高阶思维发展的问题是驱动

发现问题是思维的起点，解决问题是思维的过程。以高阶思维引领课堂问题的设计，使学生逐步掌握发现、提出、思考和解决问题的能力。问题立足于分析、综合、评价等思维过程，驱动学生发展高阶思维。围绕情境展开，环环相扣组成问题系统。问题可包含并列、因果、递进、延伸等逻辑关系，可以让学生进行归纳与演绎、分析与综合、抽象与概括等。关注学生的思维过程，以“链”的形式驱动学生对问题进行深入思考，由单一到综合、由简单到复杂、由片面到整体，逐步把学生的思维引向更高层次。

4.契合思维发展的实践活动是重点

地理实践活动的开展以培养学生的过程分析和问题解决等关键能力为主要目标，可以实现思维的推进，使学生形成更具深度的灵活思维。实践活动充分发挥学生的主体性。例如，通过设置开放性的问题情境，引导学生参与有明确目标指向的、沉浸式的、多环节多步骤的实践活动，利用所学知识进行推理，并对自己的观点进行辩护，形成新认知结构的假设和推断，可以帮助学生对地理问题形成理解认知结构的同化和顺应。教师要引导学生分析知识结构要素，理清各要素之间的联系，在此过程中，教师指导学生发现实践活动中遇到的问题，自主提出解决策略；关联系统各部分，对各个要素进行全方位、全过程的整体思考和系统的归纳；在抽丝剥茧、层层深入的思维过程中推理和实践，进而发展创新思维。让学生在活动中亲历知识的形成过程，培育学生的高阶思维能力。

5.呈现思维脉络的可视图示是助力

利用思维导图将学生的思维直观化、可视化。思维可视化分为两大类：建构与解构。建构即学生通过绘制思维导图的方式将零散的点状知识建构为系统的网状知识结构。建构将学生的思维可视化、形象化，可提升学生的形象思维能力和逻辑思维能力；将复杂的问题分解成若干简单的小问题，提升学生的联想思维与推理思维；还可以将地理概念进行概括、归类、关联，使分析归纳的思维过程可视化，提升学生的发散思维和创新思维。解构即建构的逆向，即引导学生用整体的观点解读思维导图，理清地理知识脉络，构建思维联系，形成思维链条，从综合的视角认识地理事物和现象。解构能为学生创造性思维活动提供学习框架，形成解决真实问题的方案。将思维的建构与解构有机整合，将思维过程外显，让学生的思维能力得到有效发展。

五、教学反思

本文梳理了促进高阶思维发展的高中地理教学模型，以“大气的受热过程”一课为例，初步实践探索思维型课堂在高中地理课堂中的运用。本节课以学校气象站社员在日常观测中发现的问题作为情境，激发学生的思维动力；设计了层层递进的问题链，并提供学习资源、搭建学习支架，助力学生积极思维、自主建构大气受热过程；通过可视化的思维导图，帮助学生理清知识脉络，学生在梳理归纳的过程中，更综合地认知大气受热过程；最后，以“安溪茶农用喷水、熏烟的方法解决霜冻”为新情境，使学生在运用所学知识解决实际问题时实现思维进阶。本节课关注思维动力的激发和思维品质的培养，通过问题引导，以思维活动引领教学过程，促进了学生高阶思维的发展，有助于提高地理课堂教学质量。