圖文轉換建模及其教學過程

一、圖文簡化轉換建模及其教學過程

圖文簡化轉換建模及其教學過程特別適合自然地理知識模型建構及其教學，其核心內容是將全面詳細的圖文知識轉換為簡化直觀的圖文知識模型(圖1)。這里又可細分為圖圖轉換式簡化建模和文圖轉換式簡化建模兩種方式。

1.圖圖轉換式簡化建模及其教學過程

圖圖轉換式簡化建模教學是將教材中全面詳細的插圖和文字內容創新設計為簡化直觀的示意圖式知識模型并教學的過程。如“洋流”這段內容，教材中分別插入了“南北半球洋流模式圖”和“全球洋流分布圖”，但“南北半球洋流模式圖”為大西洋洋流概括圖式，模型特征不顯著，未能全面切合各大洋實際;“全球洋流分布圖”不僅繁瑣，還將大西洋分隔為兩半，不易分析和比較;而且兩幅圖又缺乏感觀聯系、聯想。因此，應對這兩幅圖進行大膽裁剪、重新設計，建構新的世界洋流分布模式知識模型(圖2)。

新知識模型圖的創新構思是:①簡化世界洋流分布圖的陸地部分，突出主要洋流系統。②繪制完整的大西洋及洋流。③繪制兩幅印度洋以示冬、夏季風洋流。④比較太平洋、大西洋，歸納出洋流分布規律。⑤將南、北半球的洋流模式進一步歸納為“8/0”的洋流分布記憶模式知識模型。其中“8”是北半球的洋流系統，“/”是赤道逆流，“0”是南半球的洋流系統;“8”和“0”正確筆順即洋流流動方向。三幅新圖重點突出，難點突破，感觀聯系，有機連接教材原有圖式和文本內容，并在教學中體現了“演繹—歸納—建模”的思維發展進程，培養了學生的創新意識。然后，再進行綱要信號式規律模型的歸納，并進行實例應用練習。總之，圖圖轉換和模型歸納是洋流知識建模及其教學過程的關鍵(圖3)。有關氣候類型、自然帶分布及其模式等的教學圖式知識模型創新設計，也可借鑒本例建模方式。

2.文圖轉換式簡化建模及其教學過程

高中教材關于“自然地理要素的相互作用”這一主題是以“土壤”為例探討的，這部分內容除了一幅“土壤與其它自然地理要素的關系”剖面示意圖和一張“喬木發達的根系”圖片外均以詳細的文本形式展示。以傳統方式教學非常枯燥呆板，限制了學生的想象力和思考空間，設計為簡化的知識圖式建模教學后，則生動有趣、通俗直觀。

為了使學生更好地理解“自然地理要素的相互作用”這一自然環境的基本規律，教師從“土”字說開。一開始，教師指導學生理解《說文解字》對土字的釋義，指出“土”字在形、音、義三方面的高度統一，說明創造漢字應為中國古代的“第五大發明”;同時，板書或屏幕顯示空心“土”字;接著，將空心“土”字劃分成五個空格;引導學生在閱讀“土壤與其它自然地理要素的關系”示意圖后，將四大圈層的自然要素填入“土”字空格中，并說明填寫的理由是土壤處于四大圈層相互緊密接觸的過渡地帶，土壤是聯系有機界和無機界的中心環節(圖4);接著請學生回答，有了土壤后大自然發生了怎樣的變化?

教師指導學生閱讀并討論教材文本內容，邊板畫或屏幕顯示土壤形成的綱要信號圖式知識模型(圖5)，邊示例性指導學生構建土壤在形成中與成土母質、氣候、生物、人類活動等的相互關系的地理特征和規律，從而引導學生提高地理原理的分析能力和地理知識的建構能力。

這種文圖轉換的知識簡化建模方式活躍了學生的思維，引導學生將文本信息內化為知識結構，啟發學生深入分析問題和提出問題。

二、圖文繁化轉換建模及其教學過程

各種地理現象和規律均反映地球表層的時空特征，教材中許多地理知識卻只顯示平面圖或立面圖，使學生難以形成立體構思、時空觀念。這時，在有關地理原理和規律的文圖之間、圖圖之間設計中介圖式知識模型，尤其是立體景觀知識模型圖，顯得格外有效。即將學生頭腦中應形成的空間概念呈現于教學圖式中，并有機連接和深化教材已有圖式，這也叫“繁化策略”(圖6)。

當然，“繁化”并不是將教學復雜化，而是通過顯現“繁化”的“橋梁圖”使學生全面理解學習內容，進一步深刻領會簡化的知識模型。例如，在教學“熱力環流形成的原理”和“大氣的水平運動”這部分內容時，可創新設計“大氣運動原理立體知識模型圖”(圖7)，它集教材中“大氣熱力環流立面圖”和“大氣水平運動平面圖”為一體。這幅立體圖成了思維活動的“橋梁”，使學生能更全面地認識和分析大氣運動這一地理空間現象的兩個不同側面和角度，正確地理解“大氣為什么會運動”(圖8)和“大氣是怎樣運動的” (圖9)兩大基本問題，更深刻地掌握大氣運動原理。類似地，有關地球運動、地殼運動等地理原理和規律的教學圖式創新設計，也可參照上例設計策略，設計立體轉換中介圖式，如“世界板塊構造原理立體圖”(圖10)，通過由簡(平面)到繁(立體)，又由繁到簡，直觀分析，理解和掌握原理。從而有效突破地理教學中的許多重點和難點，引導學生構建準確的地理時空觀念。

三、知識整合建模及其教學過程

地理知識模型是一個地理要素廣泛聯系的開放型知識系統，任一核心知識因子一般均能構成一個前后上下四位開放型知識結構系統模型(圖11)。如有關“季風氣候”的教學，核心知識為所處的亞熱帶季風氣候，其前后上下四位知識分別為:前位——成因類型知識;后位——空間遷移知識;下位——原理和規律;上位——實踐與應用(圖12)。由此看來，高層級、綜合性地理知識結構必然是一個開放的系統，在地理教學過程中教師應有意識地引導學生構建開放型綜合性知識結構模型。

知識間的聯系，從內容上可分為學科內知識聯系和學科間知識聯系，從結構上可分為邏輯性(緊密型)知識聯系和非邏輯性(松散型)知識聯系。上例中的“季風氣候知識模型”搭建了邏輯性學科內的知識聯系模型(圖12)。還可以“河流”為專題搭建非邏輯性跨學科知識聯系模型(圖13)。

知識整合建模及其教學過程特別適合人地關系知識模型建構及其教學，其建模的基本程式是:確定核心主題，圍繞核心主題梳理邏輯性或非邏輯性聯系知識，整合為成因型或集束型的系統化知識模型(圖14)。

例如，在進行“泥石流、滑坡地質災害”教學時，首先組織學生觀察圖片信息，了解泥石流、滑坡災害的特征和主要危害，然后閱讀泥石流、滑坡災害分布圖，討論分布地區的共同地理特征，分析災害發生的主要原因，最后共同提出主要防范措施。無論采取何種課堂教學組織形式和教學手段，這部分知識圖景是教師與學生一起建構以泥石流、滑坡地質災害為核心主題的邏輯性聯系的整合性系統化知識模型(圖15)。

而后，教師應該有意識地指導學生將該知識模型內化為探究自然災害的基本思維模型(圖16)。依據探究自然災害的基本思維模型，在教學中演繹出中國沙塵暴災害(圖17)、干旱災害、暴雨洪澇災害、臺風災害等知識聯系結構類似的整合性系統化知識聯系模型。

這種知識整合建模及其教學過程有利于培養學生全面提取地理信息、整體把握知識結構、深刻理解和分析地理問題等能力，有利于學生形成穩定、高質量地解決地理問題的思維品質。▲