認知地圖理論在初中地圖教學中的應用

劉義龍王仲智

（1. 徐州經濟技術開發區高級中學, 江蘇 徐州 221131; 2. 江蘇師范大學城市與環境學院, 江蘇 徐州 221131）

認知地圖理論在初中地圖教學中的應用

劉義龍1王仲智2

（1. 徐州經濟技術開發區高級中學, 江蘇 徐州 221131; 2. 江蘇師范大學城市與環境學院, 江蘇 徐州 221131）

一、引言

1.認知地圖概述

認知地圖一詞，最早出現于美國心理學家愛德華?托爾曼于1948年發表的文章“Cognitive map in the rats and men”中。他以老鼠作為實驗對象，研究它們在迷津中的尋址能力，進而提出認知地圖是一種空間信息在人腦中的具體表象。[1]1955年，美國心理學家凱利提出，認知地圖是人們用來把握與理解人們周圍世界的方法，從而賦予了認知地圖在個人構建知識中的價值[2]。之后，羅伯特?阿克塞爾羅德的“決策結構一文突出了因果關系在認知地圖中的作用與地位，并提出通過建立因果關系鏈幫助決策者進行管理、分析，從而做出一個更為全面的決策[3]。認知地圖進入心理學領域后，引起了學術界的廣泛關注，從而促使其迅速發展，并逐步應用到各種研究領域。

認知地圖是指借助知識結構圖形化方法，對地理學習要素的空間環境信息進行加工整合并在腦中形成的主觀意象。它不僅能為學生學習提供指導，而且能夠體現他們的邏輯和思想脈絡，完善教師和學生之間的教學交流方式。

2.認知地圖現狀分析

基于認知地圖理論，通過調查183名學生，經過分析得出結論：經過一年多的地理學習，學生對世界主要國家的區域位置有些了解，方位判別能力基本合格，但學生頭腦中并沒有形成完整的認知地圖，運用經緯網確定區域位置還存在一定的困惑，對空間距離的估算等問題領域的掌握能力也比較薄弱。

二、認知地圖在初中地圖教學中的運用

基于上文中對初中生認知地圖現狀的分析，說明在教學中，教師對學生認知地圖能力的培養還比較薄弱。本文主要介紹初中地圖教學中運用認知地圖的一般原則、運用策略及教學中認知地圖的繪制步驟。

1.認知地圖在初中地圖教學中的一般運用原則

(1)充分了解學生的認知水平

學生的認知水平是地理教學設計的主要依據之一，它在某種程度上決定了教學目標的實現與否。著名心理學家皮亞杰認為，形式運算階段是兒童思維發展的高級階段。在此階段，兒童抽象思維能力得到很好地發展。兒童可以將內容與形式加以區分并能用運算符號代替認知對象。[4]初中生的年齡多在12歲左右，他們已具備一定的抽象思維能力和獨立處理假設問題的能力。因此，在教學中教師可以運用多種圖形來訓練學生的認知地圖能力。如構建地球自轉方向的認知地圖，先讓學生根據自西向東的指令繪制地球自轉方向示意圖，根據學生繪制結果，教師展示地球自轉側視圖和兩個俯視圖；接著讓學生觀察示意圖，修訂自己繪制的圖形并附文字說明地球自轉方向。這個過程符合學生的認知水平，對訓練他們認知地圖能力具有重要的教學意義。

(2)認知地圖要具有一定的動態性

在地圖教學中，構建學生認知地圖時需要考慮相關變量因素，如認知地圖的主觀性、地圖的多樣性和復雜性、課堂生成的教學現象等。這些變量都會影響到學生認知地圖的構建。因此，在訓練學生認知地圖能力時需要保留一定的余地來滿足未知的變化，從而保證學生認知地圖能力不斷得到更新和拓展。

(3)認知地圖要體現一種學習工具的作用

在地圖教學中，認知地圖是在教師指導下，幫助學生完成學習任務的一種圖示化學習工具。它充當“指導者”角色，可以幫助學生及時掌握學習方向、學習重點和發現自己學習中的疏漏之處及學習薄弱環節等。換言之，認知地圖的工具性實際上就好比學生的學習方案，學生依據該學習方案來完成自己的學習計劃。

2.在初中地圖教學中認知地圖的運用策略

(1)多感官參與策略

多感官參與策略是指教師借助圖像、視頻、游戲等方式，調動學生聽覺、視覺、觸覺等多種感官積極參與到認知地圖的構建當中。由于初中生具有好動性、注意力較分散等心理特點，調動多感官參與課堂學習能夠使他們的大腦始終處于活躍狀態，維持課堂注意力，有助于學生對知識的記憶與理解。如在學習中國行政區域圖時，教師可運用“拼圖找鄰居”游戲方法來訓練學生認知地圖能力。首先，向學生展示“中國的疆域和行政區劃”圖，讓學生對中國區域有個整體空間感知；然后將“中國行政區域”的拼圖分發給學生，以激發學生學習興趣，并通過提問省區名稱引導學生拼圖。上述過程既提高了學生的空間思維能力，也強化了學生頭腦中關于中國行政區域的認知地圖的認識。

(2)繪制綱要信號圖策略

“綱要信號”是一種直觀圖像，它以簡單符號、關鍵性語言及簡潔示意圖等形式，把教材中需要記憶的內容概括成簡明扼要的綱要信號圖[5]。教學中教師可運用綱要信號圖輔助學生構建認知地圖，以便學生理解知識點之間的邏輯關系，形成一個完整的知識體系。例如學習“面向海洋的開發地區——珠江三角洲”時，教師可以先講解影響珠江三角洲對外開放的三大因素：區位因素、人文因素和政策因素；然后呈現這節內容的綱要信號圖進行再次講解（見圖1）。綱要信號圖的運用，能使學生頭腦中的認知地圖更加明確，有助于學生對教學內容的理解掌握。

圖1 珠江三角洲對外開放綱要信號圖

(3)實踐探究策略

地理新課程標準指出，要學習對生活有用的地理，要提供給學生與其生活和周圍世界密切相關的地理知識，側重基礎性的地理知識和技能，以增強學生的生存能力。[6]這就要求學生能夠基于理論知識構建實際生活環境的認知地圖，自主探究實際問題以期提高學生的生存能力。在活動課中，教師可讓學生通過認知北極星、地理參照物、道路等地理事物形成對所在區域的空間認知地圖，鍛煉學生的生存能力。這種實踐探究活動所構成的認知地圖內化了學生頭腦中的理論知識，有助于學生更好地解決實踐問題。

3.初中地圖教學中認知地圖的繪制步驟

認知地圖是由節點與有向弧線組成的，其方向則是節點知識的學習方向，它是教師在總結教學內容和學生知識結構基礎上的加工與提煉。實際上，認知地圖中不同節點之間，不僅僅停留在知識點的層面上，更是一種思維向另一種思維的升華。因此，通過繪制認知地圖來訓練學生認知地圖能力，可提高地理課堂教學效率。認知地圖的繪圖基本過程為：教學目標分析、教學方法選擇、獲取節點概念、知識結構的確定以及認知路線圖的完成。

從教師角度來說，認知地圖反映的是教師的教學思路，其結構的好壞直接影響到學生學習效率。從學生角度來說，該路線圖將各種學習任務通過不同方向的弧線連接起來，弧線的箭頭方向即是他們在學習中完成學習任務的方向。在該路線圖中，節點概念的獲取與知識結構的確定是核心步驟。節點概念的獲取是指教師在認真研讀課程標準和教材內容基礎上，依據所采用的教學方法對知識點的提取與概括。[7]知識結構的確定是指教師在教學目標分析、教學方法選擇和節點概念獲取的基礎上，依據學生的認知水平組織學習內容以達到教學目標。[8]因此，可以通過訓練學生的認知地圖能力，不斷地改善他們知識結構體系和培養其自主學習能力。

三、案例設計：認知地圖的繪制——地勢呈階梯狀分布

教學設計內容選取的是人教版八年級上冊第二章第一節“地勢和地形”中的第一目：地勢呈階梯狀分布。選擇的理由是因為“地勢與地形”中涉及地圖符號元素較多，學生容易混淆。因此，在本目中可以通過繪制認知地圖幫助學生更好地理解和掌握“地勢與地形”的核心內容。以下是基于教育教學原理的構圖步驟，在地圖教學中認知地圖的構圖分析。

1.教學目標設計

地勢呈階梯狀分布是人教版初中地理八年級上冊第二章第一節的內容，課題的主要學習目標為：①通過閱讀分層設色地形圖和地形剖面圖，學生能說出我國地勢呈階梯狀分布的特征以及階梯分界線的山脈名稱；②通過分析中國地形圖，學生能概括說明中國的地勢對氣候、 河流流向、交通的影響。

2.教學方法的選擇

主要采用啟發式教學法和小組討論法來設計認知地圖，充分調動課堂氣氛和學生自主學習的積極性，逐步引導學生對知識點進行理解和分析，以便學生把握學習內容重難點的方向。

3.節點概念的獲取

教師根據所采用的教學方法，簡化教學重難點，厘清教學思路，使學生容易理解學習內容和進行相關思考。本課題所提取的認知地圖知識節點如下：①地勢呈階梯狀分布；②第一階梯、第二階梯、第三階梯；③第一階梯與第二階梯分界線，第二階梯與第三階梯分界線；④西部地區地勢特征，東部地區地勢特征；⑤地形對氣候與河流的影響、河流階梯落差及其利用價值、地勢與交通。

4.知識結構的確定與認知地圖路線的完成

根據上述教學思路，教師在教學過程中依據學生的認知水平，引導學生構建系統的課堂學習認知地圖，逐步突破教學重難點，完成教學目標（見圖2）。

圖2 地勢階梯狀分布認知地圖

四、小結

很多教育研究人員已將認知地圖理論應用到不同的學科領域中，認知地圖的功能與地位在教學實踐中也已得到了很好地驗證。但是，目前將認知地圖理論應用到地理學科的案例尚不多見。在地圖教學中，認知地圖是一種重要的學習工具，它扮演著“學習方案”的角色，它不僅有助于學生地圖思維能力的發展，還有助于學生明確學習的重點方向。

[1] Tolman, Edward C. Cognitive maps in rats and men [J]. Psychological Review, 1948, (4).

[2] Colin Eden. Analyzing cognitive maps to help structure issues or problems [J]. European Journal of Operational Research, 2004, (159).

[3] Thierry Marchant.Cognitive maps and fuzzy implications [J].European Journal of Operational Research, 1999, (114).

[4] 劉興富.現代教育理論選講[M].沈陽:東北大學出版社,2009.

[5] 李笑燃.地理綱要信號教學法略談[J].內蒙古教育,1996,(5):31-32.

[6] 中華人民共和國教育部.全日制義務教育地理課程標準[M].北京:北京師范大學出版社,2001.

[7][8] 段李敏.認知地圖在雙語教學中的應用研究[D].曲阜師范大學,2012.