思維課堂：引領學生構建問題解決的思維路徑
——以“防護林帶對土壤含水量影響”為例

湯國榮

（湖州市南潯高級中學, 浙江 湖州 313009）

落實核心素養，思維教學是首要問題。學科教學關鍵的問題在于能否把培養思維能力即思維發展與提升作為出發點。[1]地理作為一門綜合性學科，既包含著豐厚的人文底蘊，又洋溢著強烈的科學精神。基于“以生為本、思維為徑”的理念設計課堂教學，引領學生運用研究的思維解決真實地理問題，是地理核心素養培育之訴求。本文以“防護林帶對土壤含水量影響”探究課為例，探討地理思維課構建的路徑與基本要求。

一、教學情境選擇源于現實，旨在啟迪學生的探究思維

真實地理情境的創設，是開展思維教學、落實核心素養的第一步。一次偶然的機會，筆者搜尋到張光輝等撰寫的論文《東北黑土區防護林帶對土壤水分影響的研究》，其中“距離林帶中心不同位置處土壤水分差異”的分析，對中學生理解“植被對土壤含水量的影響”很有借鑒意義。將此土壤研究情境改造成中學生可讀、可理解的學習情境，可啟迪學生思維，激發學生對地理問題的探究欲望。

情境創設：森林的分布及其生長過程會不同程度影響林下及其周邊土壤的含水量。某研究團隊對黑龍江省鶴山農場鶴北流域2號小流域（半陰坡）的橫坡林帶和8號小流域（半陽坡）的順坡林帶不同位置的含水量進行監測，發現距林帶不同位置1m深處土層的平均含水量的變化十分明顯。該小流域地處大興安嶺南麓，海拔在150～383m之間，崗坡平緩，為典型的丘陵漫崗地形。防護林帶為寬約8米的落葉松帶，兩側的農地種植大豆為主。下圖為2號小流域的橫坡林帶和8號小流域的順坡林帶不同位置1m深處土層監測期內平均含水量的變化情況（見圖1）。[2]

圖1 林帶及林帶兩側農地土壤水分特征（左圖為橫坡林帶，右圖為順坡林帶）

思維課堂的教學設計，教師應努力創設一個具有鮮明思維矛盾的真實情境，吸引學生有興趣地探索情境中蘊含的問題，探尋解決問題的思維線索或角度，并對問題產生的可能影響因素（問題解決的假設）加以整理和排列，最后通過對信息的加工處理來檢驗自己的思維路徑和假設的正確性。

當然，教學情境的創設必須考慮學生實際的知識結構和認知能力，讓學生看得明白，發現其中蘊含的問題，概括出其中的特征或規律。這就需要對源于生活、生產和學術研究的復雜的、結構不良的情境作出必要的修改與補充，力求創設源頭真實、適度復雜、信息適切的問題情境，讓學生讀得懂、看得明。

二、教學活動開展以思維為徑，著力培養學生思維能力

核心素養培育的首要問題是思維教學，構筑“真實情境—發現問題—任務驅動—素養生成”的教學邏輯是訓練學生思維發展與提升的良好途徑。思維是人腦對客觀事物的本質和事物內在的規律性關系的概括與間接的反映。思維形成的過程，需要人腦對客觀事象進行分析和綜合，以及由其派生的抽象、概括、比較、分類、具體化和系統化，在感性認識的基礎上實現的理性認識。[3]以“思維為徑”的課堂實施，應著力抓好“關鍵問題的提出—思維角度的選擇—思維路徑的展現—思維結構的評價”等幾個關鍵環節。教師應為學生設計出適合的學習活動方案，花更多精力指導學生在信息海洋中掌握有益的知識策略和方法，并注意個別差異，幫助每一位學生有效地學習。

1.引領學生運用“3W”，梳理出情境蘊藏的問題

地理教學的本質是引領學生“用原理闡釋客觀事實”。學生面對真實復雜的自然和社會情境，應經常問自己3個“W”：我看到了什么（What do I see）；它是什么樣子的（What does it look like）；它為什么是這個樣子的（Why is it like this）。例如，在“防護林帶對土壤含水量影響”探究課中，教師展示“黑龍江省鶴山農場鶴北流域2號小流域的橫坡林帶和8號小流域的順坡林帶不同位置1m深處土層監測期內平均含水量的變化情況”這一具體情境后，以任務驅動的方式引導學生提出自己心中的迷惑，而后至少提出3個與土壤水分分布相關的探究性問題。

我看到了什么？——從圖1中可以明顯看出，隨著離林帶中心距離的不同，土壤水分存在明顯的差異。

它是什么樣子的？——①林帶內的土壤含水量均低于林帶外；②橫坡林帶上坡的土壤含水量大于下坡；③橫坡林帶的中心區域比邊緣地帶土壤含水量稍高；④順坡林帶的左側邊緣比右側土壤含水量稍高。

它為什么是這個樣子的？——在學生提出的眾多問題基礎上，生成4個探究性問題：（1）分析橫坡林帶和順坡林帶內土壤含水量都遠低于林帶兩側的原因；（2）比較橫坡林帶上坡和下坡土壤含水量的大小，并簡述原因；（3）分析橫坡林帶內部較林帶邊緣土壤含水量高的原因；（4）推測順坡林帶內左側土壤含水量大于右側的原因。

在課堂教學實踐活動中，教師讓學生自己去探索問題、提出問題，這樣才能真正讓學生的思維得到發展。但是，由于學生思維的敏捷性、靈活性、深刻性等方面存在一定的差異，學生提出問題的數量和質量也會存在明顯差異。一般學生能發現問題①、②、③，少數學生能提出問題④，個別學生還會發現問題⑤“橫坡林帶的下坡與順坡林帶的左側出現一個低值”。這就需要教師在學生活動實施的過程中，不斷地引領學生采用地理事象觀察的不同視角，從宏觀到微觀、從共性到個性，以此來訓練學生的思維能力和提升學生的思維品質。

2.引領學生從綜合的視角，尋找問題解決的思維角度

當學生面對真實的地理問題時，教師最好擔當引路人的角色，引領學生進行正確思維，即尋找這一問題產生的可能因素。任何地理事象的產生和發展都是多要素共同作用而形成的，也就是《普通高中地理課程標準（2017年版）》（以下簡稱“課程標準”）所提出的核心素養之一的綜合思維。針對上述情境中呈現的“林帶及林帶兩側農地土壤水分特征”這一客觀事實，相關問題的產生需要教師引領學生從綜合思維的視角，尋找影響土壤水分特征形成的思維角度。

思維步驟1：土壤含水量高低取決于其收入（地表水下滲）與支出（土壤蒸發、植物吸收）的關系，受氣候、地形、水文、植被等自然地理要素的影響，同時也與土壤特性相關。

思維步驟2：本情境的主題是林帶，思維角度應進一步確認為“森林植被對土壤含水量的影響”。

思維步驟3：確認森林植被對土壤含水量的直接與間接影響的思維角度。直接影響包括留雨水（減少下滲）、阻擋坡面徑流（增加下滲）、吸收土壤水（蒸騰消耗）等等；間接影響包括擋陽遮陰（減少土壤蒸發）、改善土壤結構（利于下滲）等等。

受傳統教學方式的影響，學生往往不能自主尋找問題解決的思維路徑。這是學生當前學習中存在的薄弱環節，需要教師加以點撥引導。同時，不同學生之間存在著思維敏捷性、邏輯性、深刻性等方面的差異，教師面對不同類型的學生，需要因材施教、諄諄善誘，直至其形成相對完善的思維路徑。

3.引領學生將思維顯性化，讓思維路徑看得見摸得著

學生思維發展與提升不可能一蹴而就，而是一個螺旋式的上升過程。教師在引領學生運用研究思維解決真實問題的過程中，思維路徑可視化顯得十分關鍵。思維路徑顯性化表達，讓學生看得見思維，摸得著脈搏，然后在學習和模仿中實現思維的不斷發展和提升。針對上述建構的“森林對土壤含水量影響”思維角度與路徑，教師應引導學生通過繪制圖像或思維導圖來呈現問題解決的思維路徑，并借助多媒體手段或板圖的方式加以直觀顯示（見圖2、圖3）。

圖2 森林對土壤含水量影響

圖3 橫坡林帶與順坡林帶對土壤含水量影響

在這一學習活動環節的初始階段，學生受學習習慣和繪圖能力的限制，呈現的圖像可能很不完整或很不美觀。在教學設計的過程中，教師可預判學生思維顯性化過程中可能遇到的困難，并在活動實施的過程中進行個性化的指導。教師與學生需要建構一個和諧的學習共同體。一方面，教師不應將自己的主張強加給學生，而應引導他們自己在思考中慢慢探索；另一方面，教師作為學生學習的引導者，自身的引領示范作用也是不可缺失的。展示完學生作品之后，教師需呈現自己的思維顯性化方案，給學生以榜樣和示范。

4.引領學生從區域的視角，精準表達問題之結論

地理問題的解決，需要結合區域環境特征，在充分觀察地理事象的空間格局、空間聯系的基礎上，加以精準的推理分析，直至找到問題的正確結論。情境材料中涉及的鶴山農場的2號與8號小流域，地處溫帶季風氣候區，是兩個坡度平緩的丘陵漫崗，橫坡林帶分布于半陰坡，而順坡林帶分布于半陽坡。因兩個小流域所處的環境特征既有共性，又有個性，故其土壤含水量的空間格局呈現出一定的相似性和差異性。學生若能結合區域環境特征，把握情境材料中的關鍵信息，順著恰當的思維路徑進行探究性思考，就不難對相關問題作出準確的回答。

答案（1）：林帶對降水的截留明顯，減小了補給林帶內土壤的水分；樹木根系吸收土壤水分多，并通過樹葉蒸騰作用加以消耗，故林帶內土壤含水量低于林帶兩側。

答案（2）：上坡土壤含水量大于下坡。橫坡林帶攔截坡面徑流，導致下坡地表徑流減少，下滲至土壤的水量也隨之減少。

答案（3）：與林帶邊緣區域相比，林帶內部地表植被覆蓋率較高，枯枝落葉多，延阻坡面徑流，下滲到土壤的水量增加；林帶內土壤結構得到改善，地表水易下滲；林帶內光照弱，土壤的蒸發量小。

答案（4）：順坡林帶位于半陽坡，太陽輻射對土壤水分影響較大；林帶遮蔭，使林帶內左側部分地面光照少，土壤水分蒸發減少。

在此學習活動環節，教師應留意學生語言表述的完整性和邏輯性，發現問題及時指正，以培養學生的思維品質。

三、教學評價設計重遷移應用，著力診斷學生思維結構

課后訓練是課堂教學的延伸與應用提升，圍繞課堂學習的主題，設計針對性強、目標一致性好的測評練習十分重要。測評練習既可對所學的知識和方法進行鞏固，也可根據學生完成情況反饋課堂教學的得失，發現問題并將其作為下次教學設計的重要依據。

2020年高考全國Ⅰ卷文綜第36題“順坡壟方式種植葡萄”與“橫坡林帶和順坡林帶對土壤含水量影響”的主題相吻合，故將其作為本節教學內容的診斷性測試。在最后的“挑戰自我”活動環節，要求學生運用所學的知識、方法和思維，完成相關問題的作答。

診斷測評：閱讀圖文材料，完成下列要求（注：每個問題的完成需要寫出“我的思維過程”和“我的問題答案”兩個部分）。

葡萄喜光，耐旱，某坡度較大的地方用順坡壟方式種植葡萄的景觀（圖略）。該地位于52°N附近，氣候濕潤。

（1）當地采用順坡壟種植葡萄，據此分析該地區的降水特點。

（2）指出該地種植葡萄宜選擇的坡向，并分析與梯田相比，順坡壟利用光照的優勢。

（3）說明溫帶半干旱地區坡地耕作不宜采用順坡壟的理由。

參考答案：（1）順坡壟不利于保水保土（灌溉不便）。因此，該地區降水應具有降水頻率高（經常降雨）、強度小（少暴雨或每次降雨量較小）、降水量季節分配較均勻的特點。（2）葡萄喜光，種植葡萄宜選擇向陽坡（或用方位表示的陽坡，如南坡）。該地緯度高，太陽低（正午太陽高度小）。與梯田相比，順坡壟接受陽光照射的角度較大，植株和壟接受光照的面積較大。（3）溫帶半干旱地區偶有暴雨，種植作物需要灌溉，而坡地順坡壟不利于保水保土。

課程標準指出：“地理核心素養的培養需要重視學生地理學習過程中的思維發展，開展思維結構評價來測量學生的地理思維品質。”[4]在診斷測評的過程中，教師可依據“可觀察的學習成果結構”分類理論來設計學生思維評價表（見表1），測量其思維結構狀況和思維品質等級。

表1 學生思維結構評價測量表

從地理核心素養培育的角度看，教育的本質是學生思維的培養與提升，而學生思維發展的最好場所是課堂。在教學實踐中構建思維課堂是一項復雜的系統工程，教師應盡力擔當學生學習活動的設計者、組織者、引領者，在“教—學—評”環節中關注學生思維的發展與提升。