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  • 美国地理课程标准中地理空间能力培养对我国的启示

    地理空间能力是影响学生地理学习和地理问题解决效率的重要因素,也是地理素养的重要构成要素。因而,地理空间能力培养成为当前国际地理教育关注的重点和热点领域。各国地理课程都把地理空间能力作为地理能力的核心要素,在课程标准中都有明确的培养要求。 尽管地理空间能力对地理学习具有基础性作用,但从目前状况看,我国地理空间能力教育不论是教师的重视程度还是教学质量都不容乐观,是地理教育系统的一个重大盲点与薄弱领域。从一定意义上说,学生地理空间能力偏低,是造成学生地理学习的困难和学习效率低下的主因之一。地理课程与教学必须正视和面对这一问题,把地理空间能力培养置于重要位置上,采取恰当的措施提高学生的地理空间能力。其中,借鉴国外先进经验是有效途径之一。 为了解和借鉴国外地理教育中有关地理空间能力培养状况,本文对美国地理课程标准中有关地理空间能力要求进行解析,以期对我国地理课程标准和教材的进一步修订提供参考,为地理教师有效地开展地理空间能力培养的教学实践提供借鉴。 一、美国地理课程内容标准与地理空间能力培养 由美国国家地理学会、美国地理学者学会、国家地理教育委员会等机构于1994年出版的“国家地理课程标准——生活化地理”,由18个课程标准组成,分为空间观点的世界、地方和区域、自然系统、人文系统、环境与社会和自然地理学用途六个主题。空间观点的世界有三个课程标准,其重点为让学生能使用地图、心智图和其他地理工具,以空间的观点分析人类、地方和环境的空间组织;地方和区域有三个课程标准,重点是让学生了解地方的地理特征、区域的复杂和文化经验影响区域的认知;自然系统有两个课程标准,人文系统有五个课程标准,重点让学生了解自然营力的类型与地表生态系的空间分布,以及人口、文化、经济、聚落的特性和人类与土地的互动;环境与伦理有三个课程标准,重点在让学生能了解人类与自然的互动;地理学的用途有两个课程标准,重点是让学生以地理学解释现在并计划未来。[1]在这18个课程标准中,其中前三个标准与地理空间能力关系最为密切。 1.标准1中地理空间能力培养要求 标准1为如何使用地图及其他地理表征工具、技术,以从空间的视角获得、处理、报告信息。地理表征工具和技术主要包括地图、地球仪、图画、表、航空照片、卫星影像等,也包括参考作品,如年鉴、地方志、地理词典、摘要以及其他地理资料的汇编。标准要求在K-12教育中,学生应该具有多种地理表征方面的经验和技能,尤其是地图技能。学生从低年级就应该开始看地图,将地图作为他们周边世界信息的来源,要给予学生解释各种地图和绘制教室、学校、社区图的机会。随着年龄的增长,学生在地图与测绘活动方面的相关知识、技能和视角等不断发展,学生具有更加复杂和抽象的地图阅读和绘制方面的经验,地理标准对学生地图技能的要求也越来越高,所学地图变得越来越抽象,以适应学生表征、操作空间和符号信息能力的发展变化。同时,地理标准要求给予学生熟悉计算机系统和地理信息系统的机会,要求学生尽可能多处理各种形式的地理数据,理解信息系统在地理学习和实践中的作用。在地理学习中,了解如何识别、获取、评价和使用这些地理资源,运用各种方式组织、操作、存储地理信息,能够使学生具备丰富的地理经验,使学生从空间的视角运用信息、学习与开发信息和交流相关的技能,使学生在以后的学习工作中具备有效的问题解决和进行决策的技能。 2.标准2中地理空间能力培养要求 标准2是如何使用“心理地图(也可译为脑中地图)”组织有关空间背景下的人、地方、环境信息。“心理地图”是个体对地球表层某些方面的内在表征,是人们对不同尺度地方位置和特征的认知,它既包含客观准确的有关地理事物(如大洲、国家、城市、山脉和海洋的位置等有关知识),也包括主观和不那么准确的信息(如对地方的印象,对相对尺度、形状、位置的粗略估计),以及对地方间特定关系的感知,反映了人们从空间视角观察和思考有关世界的技能。标准认为发展和完善心理地图对地理空间能力的发展是非常重要的,学习如何使用和建立心理地图是成为有地理素养人的基础。脑海中的这些地图提供给学生必要的感知世界的方式,储存和回忆有关地球上自然和人文现象的形状和格局的信息。标准认为当学生阅读、聆听、观察、思考更多关于他们周围世界的信息时,他们会将更多的细节和结构加入“心理地图”中。随着年龄的增长,更多的地方和事件被置于有意义的空间背景中,他们的“心理地图”会积累多层次的有用信息。标准要求,随着学生的成长,要鼓励学生发展和更新他们的心理地图,以确保他们继续获取有关地方位置、地方特点和其他方面的信息的知识,从地方到全球的地理视角建立一个更为广阔的地理感知。 3.标准3中地理空间能力培养要求 标准3为如何分析地球表面的人、地方、环境的空间组织。了解和应用地理需要用空间术语进行思维,他们会问有关人、地方、环境是什么样的、在什么地方和为什么的问题,能够使学生产生对其周围世界的积极询问探究。通过地理空间思维,能够使学生形成有关空间组织的过去、现在和未来格局的重要问题的答案,以预测不同区域活动的结果,并预测特定条件下会发生什么。地理空间概念与概括化是解释不同尺度世界、地方到全球的有力工具,是地理理解发展的基石。标准认为运用空间概念进行思维以描述、分析地球表面人、地方、环境的空间组织,是反映一个人是否具有地理素养的重要标志。对地理空间组织格局的描述,开始于将其分解成最简单的点、线、面、体等要素以描述地理事物的空间特性,第二步是使用位置、距离、方向、密度、排列等概念来获得格局中要素间的关系,使用运动、流动、分布、距离成本、等级、联系、接近等概念来解释世界格局和功能的原因。[2]标准要求鼓励学生对地球表面的自然和人文现象地点,尤其是产生的空间结构和空间过程,以及世界空间组织的所有方面进行探究,运用地图和其他表征进行分析、观察,通过野外实习收集的数据,提出地理问题,找出地理答案,从而理解地球的人文和自然特征格局和组织。理解空间组织格局需要学生熟悉一系列空间概念和模型,这些概念和模型可能被用来描述和分析空间组织格局,这一知识可以基于学生已有的直接经验中获取,帮助学生理解地球上任何地方的自然和人文地理现象的排列方式。 二、地理技能标准与地理空间能力培养 美国国家地理课程标准有五项技能要求,这五项技能是:地理学习者能够提出有关地理空间分布和空间过程问题的技能;掌握有关地理空间分布的信息;组织地理空间信息;分析地理空间信息;回答地理问题。 1.提出问题标准中地理空间能力的培养要求 成功地提出地理问题,包括询问、思索和回答关于事象在何地、为什么在此处以及人们如何抵达该地等基本方面。地理学家的研究通过提问在哪里、什么样、为什么和因此怎么样开始。因而,学生也应该能够提出为什么事物在它们所在的地方,它们是怎样到达那里的,以及这种分布为什么重要等问题。 标准要求:学生在学习过程中应主要思考以下几个方面的地理问题:①正在观察的地理对象的空间布局是什么样的、为何有此种布局、这种布局有何意义;②研究对象的地理空间背景、地方的自然和人文特征、地方被定义的方式或划分区域的方法、地方感知的发展和意义、建构地方心理地图;③正在研究的对象在哪里、相对位置和绝对位置如何、位置的发展变化状况、位置的重要意义;④事物的相对尺度、所研究的主题的尺度是如何影响事象的组织和结构的;⑤跨越空间的事物有何规律的或独特的排列方式、格局存在的原因、分布中格局缺乏的原因、格局的重要意义;⑥影响事物分布位置和格局的形成过程、一个地方或空间功能随时间变化、所观察空间分布状况的潜在形成原因;⑦自然系统和人文系统要素间的相互作用,系统联系的方式,环境和人类活动是如何相关的。例如,所研究的大洲位于哪里;该大洲人口的分布格局是怎样的;为什么该大洲的气候是以它们那种方式分布的;矿产资源的分布格局对人口经济发展是否重要、如果重要,以哪种方式作用? 2.获取地理信息标准中地理空间能力培养要求 地理空间信息是关于位置、地方自然和人文特征以及居住在这些地方人的地理活动和条件状况。为了回答地理问题,学习者必须阅读和解释各种地图,并编辑和利用第一手和第二手地理资料,作为定量和定性研究的基础。 标准要求:学生应该学会使用多种工具和资源获取地理数据,这些技能包收集数据,观察和系统地记录信息,阅读和解释地图,展示其他图形表征以及使用统计方法。例如从地图、照片、图表和航空照片获取信息,以多种方式观察、识别、命名、描述、组织、度量和记录收集地理空间信息。运用计量的方式叙述资料,对数据进行简单的统计分析,有系统地评估地理资料的价值和用途。 3.组织地理信息标准中地理空间能力培养要求 标准要求:地理空间信息应该以不同的方式加以组织和表现,这有助于地理问题的分析和解释。组织地理资料的方式很多,可选择和设计合适的地图以组织地理资料,选择和设计合适的统计图、图表和表格等去说明地理资料,使用不同的地理符号以绘制点子图、面量图和等值线图,另外可运用其他方法将资料转变为视觉图像,如利用各种媒体扩大和组织地理资料。学生应该学会运用多种方法系统地组织和表征地理数据,能够辨认其他类型的数据,能够选择最好的方法表征他们收集到的数据,使地理信息通过空间视觉化手段进行呈现。 4.分析地理信息标准中地理空间能力培养要求 分析地理空间信息在于探究地理类型、关系与关联,在分析的过程中将观察所得的资料加以综合,形成具有秩序性的逻辑解释,并从地图、统计图、表格和其他资料中引出推论。分析地理信息可利用计量方法去解释地理资料;从地图和其他地理描述中获得推论或作出结论;运用分析、评估、综合、说明等方法解释地理资料;亦可使用简单的统计学或统计方法识别趋势、关系和顺序。 标准要求:学生应该能够辨认、理解、解释和分析呈现于地图、表、表格和曲线图中的信息,通过这种审查,学生应能够使用地图、图表和图形综合信息探寻空间格局、学会推断空间关系、作出空间预测、进行空间推论、评估偏差。能够使用统计资料,以便描述数据、确定趋势、序列、相关性和关系。例如,可以比较不同时期的地图,比较区位的差异性,由同时同地的数种地图解释资料,或根据地理资料的相互关系找出原因和结果。 5.回答地理问题标准中地理空间能力的培养要求 回答地理问题,需要通过收集、组织、分析资料,根据不同问题的探究结果,系统地陈述正确的概念;评估地理问题的答案;应用地理模型、概念和理论。与回答地理问题有关的地理技能,包括以图表的方式(地图、表格和统计图)组织资料,以口述和书写为基础进行推论,评估问题解决的可能性,应用地理模式来预测结果,进而做出决策及解决问题等方面的能力。例如运用土壤、气候、坡度、土地利用与土壤侵蚀的关系,预测土壤侵蚀的速度和比例,提出减少土壤侵蚀的解决方案。 标准要求:学生应该能够用口头、书面报道及地图等方式表征地理空间信息,应该学会概括和使用这些地理空间概念以解决现实世界问题;应该能够使用地理信息来评价拟解决办法的可行性,应该能够基于数据收集、组织、分析,形成结论。 三、地图能力目标与地理空间能力培养 地图技能的培养与地理空间能力发展有着密切的关系,1994年美国地理课程标准中特别强调绘图技能与地图概念的培养,下面我们从美国地理课程标准地图技能目标中分析地理空间能力培养的要求。 1.绘图能力目标中地理空间能力的培养要求 对于绘图技能方面,美国地理课程标准要求从在略图上绘制各地方的位置地图开始,到利用等值线绘制信息地图;从比例尺、符号、图例到创作分层设色图;从运用图例说明地理资料到利用地图绘出包含于统计图表中的信息。通过一系列螺旋式、循序渐进的绘制地图的操作训练,希望学习者的地理空间表征能力、地理空间关系能力以及地理空间组织能力不断得到提高和发展。而且,通过这样的练习过程,学生不是单纯去获得识记性的、不连续的地理知识,而是有序的、合乎逻辑的地理知识和技能。与之相比较,我国的地理课程标准没有单独的绘图技能标准,没有对各年级绘图技能提出详细、具体要求,只是在内容标准地图部分活动建议中要求绘制平面图,海洋与陆地内容标准建议中要求绘制海陆轮廓略图,气候内容标准中要求使用气温、降水资料绘制气温曲线和降水柱状图,到高年级和其他课程内容中则没有相关要求。[3]因此,与美国地理课程标准相比,我国地理课程标准绘图能力目标便显得不够详尽。 2.地图概念目标中地理空间能力的培养要求 地理概念是进行地理空间推理,描述并理解地理空间关系的基本材料。地理空间思维可以通过与地图相关的空间概念来理解、建构、解决地理问题的框架,使空间思维成为独特的思维方式。美国课程标准认为,地图概念可以使地理知识更加有效地被获取、理解和交流,学生要学习和使用地图概念。在美国地理课程标准中要求各年级课程由浅入深、由易到难地引入地图概念,逐步分层次地分析、展示各种地图概念,使学生在K-12年级中,持续具有广泛的各种地图经验。 从表1可以看出,美国地理课程标准对各年级学生的地图技能明确列出具体的目标与标准,要求从较低年级开始,让看图成为学生生活信息的一项来源,学生应有阅读和解释不同地图的机会,并利用各种媒体绘制地图。而读图和绘图能力在各年级中不断地反复出现,也随着年级增长而更加复杂和抽象,可见其对地图的判读、分析与绘制能力的重视。而且,在地图的使用和绘制上强调不同尺度的地图学习,从绘制简易的社区地图到绘制主题地图以展示空间分布。这种对由近而远、从社区到世界等不同尺度地图及地球仪的学习,也是我们略显不足之处。 四、几点启示 1.强调地理空间能力在中学地理教育中的重要性 美国地理课程标准将地理定义为“是关于地球表面空间和地方的科学”,表明“地理意味着相对位置、尺度、运动、格局、资源与矛盾、地图地理学的敏感性”,[4]地理科目与空间思维不可分割地交织在一起。美国地理课程标准将“空间认识”作为六大要素之首,在其前三个标准中明确提出地理空间能力培养要求,认为地理空间能力的形成和发展是促进学生地理学习和地理问题解决的前提。相对于此,我国地理课程标准在课程理念、课程目标、内容标准和课程评价中,均没有明确的地理空间能力培养要求,导致中学地理教育忽视地理空间能力的培育。 2.形成以地理空间能力为主线的具体标准 美国地理课程标准在编排中对地理空间能力培养要求进行了通盘考虑,将地理空间能力培养要求贯穿于课标的始终,在其内容标准、技能标准、地图能力目标、地理观点形成等部分中都有明确要求。这种由浅入深、循序渐进的整体设计,使学生地理空间能力在不同的学段下,逐级加深,成为有地理空间素养的人。由此看出地理空间能力是构建美国地理课程标准的内在主线之一。与之相比,我国地理课程标准有关地理空间能力的培养要求,只是在地理课程内容标准中以具体教学内容的方式呈现,地理空间能力培养的目标和要求不清晰、不具体、不系统。 3.探索地理空间能力培养支持工具和技术 研究证明,地理空间能力可以在特定背景下习得,可以被技术和工具支持。它们能改变地理教学和学习过程,通过提高学生计算、分析、视觉化、表征、推理、评价等方面的心理能力,更好地运用空间思维。美国国家科学委员会认为应该设计、发展和应用空间思维支持系统来培养学生的空间思维能力。他们认为地理空间思维教学需要支持系统存在两个方面的原因:第一,空间思维是复杂的具有挑战性的过程,支持系统可以帮助处理这种复杂性;第二,空间思维功能强大,支持系统能够帮助确保这一功能的充分运用。[5]为了实现地理问能力培养任务,美国地理课程标准从传统的语言媒体,如纸笔、地图、图画、地理图表、图像等,到计算机辅助教学、遥感、地理信息系统等现代信息技术手段,都被设计用于提高学生的地理空间能力。
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