思維結構視域下的高中地理問題情境設計

吳煜樂 丁翼飛 陸靜

摘 要：《普通高中地理課程標準（2017年版2020年修訂）》提出教學中應依托情境創設問題，促進學生在問題情境中實現知識結構的構建和思維水平的進階。本文以SOLO分類理論為指導，基于學生地理學習思維結構水平層級的起點和發展目標，從問題情境的尺度、真實度和關聯度等方面進行優化。同時，依據學生思維結構評價的反饋對后續教學進行改進，有效實現教學評一致性。

關鍵詞：思維結構；SOLO分類理論；問題情境；高中地理

中圖分類號：G633.55? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ?文章編號：1005-5207（2024）05-0050-05

一、思維結構理論對問題情境構建的價值

1.SOLO分類理論

SOLO （Structure of the Observed Learning Out-come）意為“可觀察的學習成果結構”。SOLO分類理論是澳大利亞學者比格斯基于皮亞杰的認知發展階段論提出的一種對學生思維結構以等級描述為特征的評價方法。該理論將學生學習結果表現出的思維結構特征劃分為五個層次（圖1）：無結構（思維混亂）、單點結構（只能涉及單一的要點或要素）、多點結構（可涉及多個要點或要素，但無法建立相互之間的關系）、關聯結構（能夠涉及多個要點或要素，而且能夠建立合理的聯系）和拓展抽象結構（能夠更進一步抽象認識或給出教師預想之外的答案）［1］。

在上述思維結構理論中，思維結構的各個層次是遞進的，每一個層次都比前一個層次要求更高。學生表現出的較高層次的思維結構水平包含了較低層次運用知識的能力，其反映了學生學習過程中思維水平的發展從單一、混亂向系統性、邏輯性方向發展的一般過程［2］。思維結構理論對地理教學具有多方面的指導作用，依據該理論可促進教師科學地確立教學目標、選擇教學資源、設計教學過程，并對學生學習活動中表現出的思維結構水平進行診斷和評價，從而為后續的教學改進和銜接提供理論依據。

2.思維結構理論與問題情境

在高中地理學習過程中，學生學科思維水平的發展是核心素養培養的重要內容。SOLO分類理論認為，一個人的總體認知結構是一個純理論性的概念，是不可檢測的。而一個人回答某個問題時所表現出來的思維結構卻是可以檢測的［1］?！镀胀ǜ咧械乩碚n程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“新課標”）同樣提出，實現對學生思維結構的評價，需要提供給學生具體的問題，特別是開放式問題，讓學生回答問題的思維過程可見，形成學習結果［3］?？梢哉f，在高中地理學習過程中，學生思維結構特征只有在對具體地理問題的信息提取、解讀分析和歸納概括中才能體現出來。因此，教學中要促進學生高階思維發展，尤其需要重視問題的設計。

新課標在“教學與評價建議”中強調問題式教學，教學中提出的地理問題應與具體情境相關聯，創設問題需要依托情境。問題情境就是指基于教學目標，圍繞地理問題的解決，在對相關信息進行選擇、簡化、組合和加工的基礎上創設的背景和條件，從而促進學生認知的發展和學科核心素養的養成。教學中，適切的問題情境是學生構建知識結構、提高思維水平的重要載體。

以SOLO分類理論為導向和依據，可有效優化地理問題情境設計。一方面，學生思維水平起點是問題情境設計的基礎，學生思維水平發展的目標是問題情境教學目標的核心內容；另一方面，對學生思維結構狀況的評價是問題情境在教學實踐中的反饋以及改進的方向（圖2）。

以SOLO分類理論為指導，依據不同學習階段、不同思維結構水平基礎，可在問題情境的情境尺度大小、組成要素的種類與特征、要素之間相互的聯系、不同問題情境之間的關聯以及問題的設問角度與層次等方面對問題情境進行優化。

二、基于思維結構的問題情境優化策略

1.優化問題情境的尺度

地理學研究對象的格局、時空分布和過程的特征都是有尺度依存的。地理問題情境中的地理事物、現象和過程具有一定時間和空間尺度。一般尺度越大的問題情境，內部空間異質性降低，細節性的地理要素被忽略，往往關注整體性和規律［4］，是高中地理課程學習的主要內容。因此，一般大尺度的問題情境更為學生所熟悉，問題的答案相對單一和標準，邏輯關系簡單，思維水平要求較低。尺度越小的問題情境，內部個性越突出，表現出的獨特性更顯著，地理要素之間的關聯和要素相互作用的過程更加多樣和復雜。因此，學生回答小尺度的問題，需要在大尺度背景下，對小尺度地域性要素進行綜合分析，因地制宜、因時制宜，靈活應用知識解決問題，對學生思維水平層級要求更高。

根據情境中關聯要素的多少和內在邏輯關系的復雜程度，不同尺度的問題情境可參考SOLO分類層次進行劃分。問題情境的設計和優化，應依據學生學習起點的思維結構水平和思維結構的發展目標，選擇尺度適宜的情境和角度適當的問題。

案例分析“探究河西走廊區域綠洲的空間分布特征及原因”如表1所示。

案例中圍繞同一內容創設的三個問題情境具有不同的空間尺度。隨著對綠洲的位置、規模、分布和成因的探究尺度不斷縮小，局部區域的關聯要素增多以及思維的邏輯鏈條延長且相互交織，對學生思維水平要求提高。

2.優化問題情境的真實度

問題情境包括模擬問題情境和真實問題情境，兩者的“真實度”不同［5］。模擬問題情境也可稱為典型情境，模擬情境并非虛假情境，其來源于對現實世界的歸納、提煉和概括；通常問題結構良好，即問題的目標、條件和途徑清晰明確。對學生而言，通過模擬情境的學習，較容易獲取學習結論、控制學習進度，但會缺少對所學結論真實意義的賦予和將結論遷移到實際問題的能力。

真實的問題情境具有多元性、復雜性和開放性的特點。真實情境源于現實生活、生產和科學研究實際素材，其包含的信息更加豐富和復雜；真實情境始終與外界環境存在交流、處于不斷變化發展之中；解決真實問題情境方法往往也是多元的［5］。因此，真實問題情境通常結構不良，即問題的目標、條件和途徑至少有一個要素是不明確的。真實問題情境有利于學生親身經歷知識發現、形成和發展的過程。學生通過對情境中各要素和整個系統特征進行分析和綜合，將具有真實學科意義的知識納入自身知識體系，并形成符合地理學科邏輯關系的知識結構和思維結構。

在教學設計中，情境的“真實度”需要根據學生學習所處階段、學科思維發展的一般過程和規律進行優化。在新概念、原理和規律的學習階段，可設計一些能更加體現所學結論典型特征的模擬問題情境。當學生的知識結構在“同化”問題的基礎上進一步“順應”和“重組”時，則需要設計真實復雜的問題情境。

案例分析“探究影響晝夜溫差的因素”如表2所示。

案例中兩個情境對比，在模擬情境部分體現出天氣對晝夜溫差特征一般和典型的影響，是學生在學習初期階段可選擇的教學設計。而在真實的情境中，平均氣溫、氣溫的日溫差和氣溫逐日變化受到多種因素的綜合影響，對真實問題情境的分析，有利于學生辯證思維的發展，思維結構向抽象拓展水平發展。

3.優化問題情境的關聯度

不同的時空背景和尺度下，因環境要素的組合關系不同，相同地理原理和規律在不同問題情境中的作用和表現不同。因此，在教學過程中往往需要采用多情境的教學方式，該方式針對同一概念，設計多種類型的問題情境，組成問題情境群，引導學生從多視角、多層面對概念進行全面建構，從而落實促進學生思維水平的不斷進階。

在多情境教學過程中，一方面，教師需要基于學生知識結構建構和思維結構發展的一般規律，合理安排問題情境的順序，確定問題間合適的梯度。另一方面，需要通過設計問題鏈，引導學生從對單一問題情境的分析，到對多個問題情境的比較和綜合，從而歸納出不同情境內在的共同核心概念，并進一步通過演繹，將所學結論遷移到更多的陌生情境中，從而形成結構化的知識和高層次的思維結構。

案例分析“探究陸地水體的相互關系”如表3所示。

案例中的三個問題情境反映了三個區域陸地水體之間不同的相互關系。三個問題情境按照適當的順序呈現，并提出相應的問題，有利于學生不斷完善對影響陸地水體關系因素的認知。同時，在設計針對單一情境的問題基礎上，案例還優化設計了針對多個情境的問題，引導學生提煉出影響陸地水體之間相互作用的共同因素。

三、基于思維結構的問題情境設計反思

1.問題情境的進階應依據學生思維發展規律

學生是教學過程的主體，SOLO分類理論可為問題情境契合學生特點、貼合學情提供理論依據。學生地理學科思維結構的發展特征是從單點向多點，從缺乏聯系、混亂無序向邏輯嚴密、條理有序的方向發展。地理問題情境的設計應遵循學生思維水平的基礎和發展規律，情境特征由封閉向開放、組成要素由單點向多點、內在邏輯關系由單向唯一向綜合復雜、地理事物特征由典型向非標準化的方向不斷推進。

2.問題情境的優化需回應學生問題表現性評價

以SOLO分類理論為指導，可幫助教師反思和改進教學過程，從而有效促進學生思維水平提高，推進深度教學的實施［6］。在教學過程中，一方面，SOLO分類理論是問題情境思維結構水平要求劃分的重要依據；另一方面，針對具體問題情境，基于SOLO分類理論對學生思維結構進行診斷和評價，可及時了解學生思維結構發展目標達成情況，為后續對問題情境針對性的優化和改進提供參考，從而實現教學的目標適宜、梯度適當和教學過程循序漸進。這也是教學設計—教學過程—學生反饋—教學改進的閉環過程，體現了教學評一致性。

參考文獻：

［1］ 中華人民共和國教育部.普通高中地理課程標準（2017年版2020年修訂）［M］.北京：人民教育出版社，2018.

［2］ 張逸盈，陸士明.基于SOLO分類理論的地理問題鏈教學設計——以“服務業的區位選擇”為例［J］.地理教育，2023（2）：7-9.

［3］ John B.Biggs，Kevin F.Collis.學習質量評價：SOLO分類理論（可觀察的學習成果結構）［M］.高凌飚，張洪巖，譯.北京：人民教育出版社，2010.

［4］ 李雙成，蔡運龍.地理尺度轉換若干問題的初步探討［J］.地理研究，2005（1）：11-18.

［5］ 劉徽.真實性問題情境的設計研究［J］.全球教育展望，2021，50（11）：26-44.

［6］ 王園園，張廣花.基于思維結構評價的地理教學設計研究——以2017年版課標地理1“土壤”為例［J］.地理教育，2019（S1）：7-9.