思维结构视域下的高中地理问题情境设计

吴煜乐 丁翼飞 陆静

摘 要：《普通高中地理课程标准（2017年版2020年修订）》提出教学中应依托情境创设问题，促进学生在问题情境中实现知识结构的构建和思维水平的进阶。本文以SOLO分类理论为指导，基于学生地理学习思维结构水平层级的起点和发展目标，从问题情境的尺度、真实度和关联度等方面进行优化。同时，依据学生思维结构评价的反馈对后续教学进行改进，有效实现教学评一致性。

关键词：思维结构；SOLO分类理论；问题情境；高中地理

中图分类号：G633.55       文献标识码：A       文章编号：1005-5207（2024）05-0050-05

一、思维结构理论对问题情境构建的价值

1.SOLO分类理论

SOLO （Structure of the Observed Learning Out-come）意为“可观察的学习成果结构”。SOLO分类理论是澳大利亚学者比格斯基于皮亚杰的认知发展阶段论提出的一种对学生思维结构以等级描述为特征的评价方法。该理论将学生学习结果表现出的思维结构特征划分为五个层次（图1）：无结构（思维混乱）、单点结构（只能涉及单一的要点或要素）、多点结构（可涉及多个要点或要素，但无法建立相互之间的关系）、关联结构（能够涉及多个要点或要素，而且能够建立合理的联系）和拓展抽象结构（能够更进一步抽象认识或给出教师预想之外的答案）［1］。

在上述思维结构理论中，思维结构的各个层次是递进的，每一个层次都比前一个层次要求更高。学生表现出的较高层次的思维结构水平包含了较低层次运用知识的能力，其反映了学生学习过程中思维水平的发展从单一、混乱向系统性、逻辑性方向发展的一般过程［2］。思维结构理论对地理教学具有多方面的指导作用，依据该理论可促进教师科学地确立教学目标、选择教学资源、设计教学过程，并对学生学习活动中表现出的思维结构水平进行诊断和评价，从而为后续的教学改进和衔接提供理论依据。

2.思维结构理论与问题情境

在高中地理学习过程中，学生学科思维水平的发展是核心素养培养的重要内容。SOLO分类理论认为，一个人的总体认知结构是一个纯理论性的概念，是不可检测的。而一个人回答某个问题时所表现出来的思维结构却是可以检测的［1］。《普通高中地理课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称“新课标”）同样提出，实现对学生思维结构的评价，需要提供给学生具体的问题，特别是开放式问题，让学生回答问题的思维过程可见，形成学习结果［3］。可以说，在高中地理学习过程中，学生思维结构特征只有在对具体地理问题的信息提取、解读分析和归纳概括中才能体现出来。因此，教学中要促进学生高阶思维发展，尤其需要重视问题的设计。

新课标在“教学与评价建议”中强调问题式教学，教学中提出的地理问题应与具体情境相关联，创设问题需要依托情境。问题情境就是指基于教学目标，围绕地理问题的解决，在对相关信息进行选择、简化、组合和加工的基础上创设的背景和条件，从而促进学生认知的发展和学科核心素养的养成。教学中，适切的问题情境是学生构建知识结构、提高思维水平的重要载体。

以SOLO分类理论为导向和依据，可有效优化地理问题情境设计。一方面，学生思维水平起点是问题情境设计的基础，学生思维水平发展的目标是问题情境教学目标的核心内容；另一方面，对学生思维结构状况的评价是问题情境在教学实践中的反馈以及改进的方向（图2）。

以SOLO分类理论为指导，依据不同学习阶段、不同思维结构水平基础，可在问题情境的情境尺度大小、组成要素的种类与特征、要素之间相互的联系、不同问题情境之间的关联以及问题的设问角度与层次等方面对问题情境进行优化。

二、基于思維结构的问题情境优化策略

1.优化问题情境的尺度

地理学研究对象的格局、时空分布和过程的特征都是有尺度依存的。地理问题情境中的地理事物、现象和过程具有一定时间和空间尺度。一般尺度越大的问题情境，内部空间异质性降低，细节性的地理要素被忽略，往往关注整体性和规律［4］，是高中地理课程学习的主要内容。因此，一般大尺度的问题情境更为学生所熟悉，问题的答案相对单一和标准，逻辑关系简单，思维水平要求较低。尺度越小的问题情境，内部个性越突出，表现出的独特性更显著，地理要素之间的关联和要素相互作用的过程更加多样和复杂。因此，学生回答小尺度的问题，需要在大尺度背景下，对小尺度地域性要素进行综合分析，因地制宜、因时制宜，灵活应用知识解决问题，对学生思维水平层级要求更高。

根据情境中关联要素的多少和内在逻辑关系的复杂程度，不同尺度的问题情境可参考SOLO分类层次进行划分。问题情境的设计和优化，应依据学生学习起点的思维结构水平和思维结构的发展目标，选择尺度适宜的情境和角度适当的问题。

案例分析“探究河西走廊区域绿洲的空间分布特征及原因”如表1所示。

案例中围绕同一内容创设的三个问题情境具有不同的空间尺度。随着对绿洲的位置、规模、分布和成因的探究尺度不断缩小，局部区域的关联要素增多以及思维的逻辑链条延长且相互交织，对学生思维水平要求提高。

2.优化问题情境的真实度

问题情境包括模拟问题情境和真实问题情境，两者的“真实度”不同［5］。模拟问题情境也可称为典型情境，模拟情境并非虚假情境，其来源于对现实世界的归纳、提炼和概括；通常问题结构良好，即问题的目标、条件和途径清晰明确。对学生而言，通过模拟情境的学习，较容易获取学习结论、控制学习进度，但会缺少对所学结论真实意义的赋予和将结论迁移到实际问题的能力。

真实的问题情境具有多元性、复杂性和开放性的特点。真实情境源于现实生活、生产和科学研究实际素材，其包含的信息更加丰富和复杂；真实情境始终与外界环境存在交流、处于不断变化发展之中；解决真实问题情境方法往往也是多元的［5］。因此，真实问题情境通常结构不良，即问题的目标、条件和途径至少有一个要素是不明确的。真实问题情境有利于学生亲身经历知识发现、形成和发展的过程。学生通过对情境中各要素和整个系统特征进行分析和综合，将具有真实学科意义的知识纳入自身知识体系，并形成符合地理学科逻辑关系的知识结构和思维结构。

在教学设计中，情境的“真实度”需要根据学生学习所处阶段、学科思维发展的一般过程和规律进行优化。在新概念、原理和规律的学习阶段，可设计一些能更加体现所学结论典型特征的模拟问题情境。当学生的知识结构在“同化”问题的基础上进一步“顺应”和“重组”时，则需要设计真实复杂的问题情境。

案例分析“探究影响昼夜温差的因素”如表2所示。

案例中两个情境对比，在模拟情境部分体现出天气对昼夜温差特征一般和典型的影响，是学生在学习初期阶段可选择的教学设计。而在真实的情境中，平均气温、气温的日温差和气温逐日变化受到多种因素的综合影响，对真实问题情境的分析，有利于学生辩证思维的发展，思维结构向抽象拓展水平发展。

3.优化问题情境的关联度

不同的时空背景和尺度下，因环境要素的组合关系不同，相同地理原理和规律在不同问题情境中的作用和表现不同。因此，在教学过程中往往需要采用多情境的教学方式，该方式针对同一概念，设计多种类型的问题情境，组成问题情境群，引导学生从多视角、多层面对概念进行全面建构，从而落实促进学生思维水平的不断进阶。

在多情境教学过程中，一方面，教师需要基于学生知识结构建构和思维结构发展的一般规律，合理安排问题情境的顺序，确定问题间合适的梯度。另一方面，需要通过设计问题链，引导学生从对单一问题情境的分析，到对多个问题情境的比较和综合，从而归纳出不同情境内在的共同核心概念，并进一步通过演绎，将所学结论迁移到更多的陌生情境中，从而形成结构化的知识和高层次的思维结构。

案例分析“探究陆地水体的相互关系”如表3所示。

案例中的三个问题情境反映了三个区域陆地水体之间不同的相互关系。三个问题情境按照适当的顺序呈现，并提出相应的问题，有利于学生不断完善对影响陆地水体关系因素的认知。同时，在设计针对单一情境的问题基础上，案例还优化设计了针对多个情境的问题，引导学生提炼出影响陆地水体之间相互作用的共同因素。

三、基于思维结构的问题情境设计反思

1.问题情境的进阶应依据学生思维发展规律

学生是教学过程的主体，SOLO分类理论可为问题情境契合学生特点、贴合学情提供理论依据。学生地理学科思维结构的发展特征是从单点向多点，从缺乏联系、混乱无序向逻辑严密、条理有序的方向发展。地理问题情境的设计应遵循学生思维水平的基础和发展规律，情境特征由封闭向开放、组成要素由单点向多点、内在逻辑关系由單向唯一向综合复杂、地理事物特征由典型向非标准化的方向不断推进。

2.问题情境的优化需回应学生问题表现性评价

以SOLO分类理论为指导，可帮助教师反思和改进教学过程，从而有效促进学生思维水平提高，推进深度教学的实施［6］。在教学过程中，一方面，SOLO分类理论是问题情境思维结构水平要求划分的重要依据；另一方面，针对具体问题情境，基于SOLO分类理论对学生思维结构进行诊断和评价，可及时了解学生思维结构发展目标达成情况，为后续对问题情境针对性的优化和改进提供参考，从而实现教学的目标适宜、梯度适当和教学过程循序渐进。这也是教学设计—教学过程—学生反馈—教学改进的闭环过程，体现了教学评一致性。

参考文献：

［1］ 中华人民共和国教育部.普通高中地理课程标准（2017年版2020年修订）［M］.北京：人民教育出版社，2018.

［2］ 张逸盈，陆士明.基于SOLO分类理论的地理问题链教学设计——以“服务业的区位选择”为例［J］.地理教育，2023（2）：7-9.

［3］ John B.Biggs，Kevin F.Collis.学习质量评价：SOLO分类理论（可观察的学习成果结构）［M］.高凌飚，张洪岩，译.北京：人民教育出版社，2010.

［4］ 李双成，蔡运龙.地理尺度转换若干问题的初步探讨［J］.地理研究，2005（1）：11-18.

［5］ 刘徽.真实性问题情境的设计研究［J］.全球教育展望，2021，50（11）：26-44.

［6］ 王园园，张广花.基于思维结构评价的地理教学设计研究——以2017年版课标地理1“土壤”为例［J］.地理教育，2019（S1）：7-9.