认知地图在中学地理教学中的应用

地图是地理教学的“第二语言”,加强中学生地图技能和地图意识的培养具有重要意义。在提倡创新教育的今天,地理教师如何根据新课程标准的要求,灵活运用认知地图组织教学过程,从而提高教师教学能力和学生主体性学习能力,是一值得探讨的问题。

一、认知地图概述

1.认知地图的概念

“认知地图”(cognition map)一词最早源于美国心理学家T·C·托尔曼的研究,他以白鼠为实验对象,探究动物的寻址能力。1930—1950年代,格式塔心理学派是早期研究认知地图的代表。1960—1970年代,地理学家开始参与认知地图研究,主要从认知地图整体结构、类型、构成要素以及认知地图与实际地图关系等角度展开研究。美国城市规划学者林奇使用了城市认知地图概念,其理论和方法很快在美国及世界其它地区被推广应用。20世纪80年代以来认知地图概念体系开始由静态转向动态。心理学家从信息加工理论角度重新诠释认知地图本质,认为认知地图实质是认知映射,即一个包括获取、解释、组织、贮存、提取和使用外部环境信息的动态过程。

认知地图的概念集心理学、地理学、制图学、城市规划学、建筑学等诸多学科的认识于一体,因其复杂性,至今尚未形成统一界定。有学者认为认知地图是基于概念地图的表达对概念间因果关系的关联图示,用于可视化评价与决策;认知地图是指人们通过多种手段获得空间信息后,在大脑中形成的关于认知环境(空间)的“抽象替代物”;认知地图是地图的一种表现形式,是客观事象在头脑中的反映,是客观世界到主观世界的结合部。认知地图研究即是对人类主观感受的外化研究,它提供多渠道信息的综合分析方法和空间信息的综合模型化方法。综上所述,笔者认为,在地理学中认知地图的内涵主要有:认知地图是一种空间表象。它是对地理事物形状和分布的主体反映,同时在头脑中保持和再现,包括顺序型结构和空间型结构。认知地图是对区域多方面特征的总体反映。认知地图不仅包括对某地位置和轮廓等空间几何特征的记忆,也包括该地的自然人文特征。通过语言编码,可以获得该地地理位置的空间概念。即认知地图是基于概念地图的一种空间表象,是在过去经验的基础上,类似于一张现实地图的模型。通过对学生认知地图的系统训练,使学生获得地域知识的认知技能。

2.认知地图的特征

综合文献分析认为,认知地图的特征主要有:①不完整性。认知地图是基于对客观环境的感知,具有主观色彩;由于目的和意识不同,对同一局部环境的认识存在一定偏差。②差异性。认知地图的差异性即由个体的相关因素决定,如个人学历、年龄、性别和种族等因素。基于这些因素,不同个体会产生不同的认知映像,这些因素决定着认知地图的形成和发展。③可实施性。认知地图能够承担具体操作任务,如调取个人内在的“脑中地图”,可以指引一个人完成从某空间位置到另一空间位置的移动。④逼真性。它是对某一地理空间或区域地理的再认识和再现,形象而具体。⑤规律性。认知地图再现的地理信息是对区域地理本质属性和特征的反映。

二、认知地图在地理教学中的实践价值

1.促进地理思维能力和记忆能力的提高

地图思维是分析解决各类地理问题,总结地理规律,获取地理知识行之有效的重要途径。认知地图的培养可以发散学生思维,通过自身思考和假设提出新的问题,促进学生创新思维能力的发展。认知地图还可以为学习地理知识提供载体,学生只需要在脑中定位,把内化的知识调出并经过自己的分析推理,不仅可以解决具体问题,而且可以不断巩固和提高记忆能力。

2.促进学习环境适应能力和教学方法的改善

比较清晰完整地认知地图可以帮助学生充分有效地体验环境,使环境更加富有意义,从而为人们提供更强的安定感和控制感。头脑中已有的认知地图能够进一步提高学生对教学和学习环境的适应能力。认知地图的构建还有利于教师及时掌握学生的地理学习状态,便于学生对自己所学地理知识进行复习、巩固和评价,促使教师及时改善和创新自己的教学方法。

三、中学生地理认知地图的构建

1.认知地图构建的程序和方法

中学生地理认知地图的构建是一个灵活多变的系统过程。在教学实践中,教师应遵循学生认知规律,合理安排构建认知地图的基本环节。其基本构建程序如图1。

地理认知地图构建的方法。一是绝对地理位置法。绝对地理位置是指某一点或区域的经纬度位置。运用绝对地理位置训练学生认知地图,不能片面将地理位置理解为数学意义上的点、线和面。如地图上的点可以表示某个城镇或山峰;交通线、河流等则以线表示;国家、区域等用面表示。通过长期训练,学生可以掌握地图上任一点或区域的精确位置,从而在学生脑中形成精确的“认知地图库”。二是相对地理位置法。相对地理位置是两种地理事物相对的空间关系,是一种建立在相关地理位置基础上的空间认知方式。相对地理位置主要包括海陆位置、邻国位置、交通位置、资源位置,相对地理位置也可用于判别两地的方位和距离。运用相对地理位置形成认知地图观念,教师要引导学生辨析地理事物的位置和范围,让学生学会识图、析图、填图。可综合运用分析法、对比法、联系法、讲画法和地图法等描述地理位置,帮助学生建立系统的地图认知。

2.认知地图构建的典型案例

运用绝对地理位置构建认知地图:绝对地理位置反映地理空间绝对性和地球表面地理事物的具体地点和分布范围,它是学生地理认知地图形成的重要保障。教学中可以根据经纬度原理指导学生感知、理解、填绘和记忆地图。如可先让学生观察中国行政区域图,并给出若干条经纬线;然后指导学生绘制中国行政疆域图,同时要求学生标注已给的经纬线位置;最后教师再次展示中国行政区域图,要求学生观察总结中国疆域主体部分所跨经纬度的大致范围,通过不断训练,学生脑中将会逐步建立起关于中国行政疆域的“认知地图”。此外,还要记住一些重要的经纬线,了解经纬线沿岸的地理要素,并掌握彼此之间的空间位置关系。通过对重要经纬线的学习,重要的地理事物将会被转化为各种空间符号储存在学生的脑海,从而形成一张“全球空间格局”的认知地图。

为加深和巩固学生对已有“认知地图”的印象,强化学生对主要国家位置与经纬度关系的认识,形象记忆主要国家的轮廓特征,抽象记忆空间定位定点的地理坐标,了解境内重要地理事物分布特征,从而构建这些地区的“认知地图”也至关重要。如根据图2经纬度的分布,确认国家名称。

运用相对地理位置构建认知地图:相对地理位置包含着地理事物的规律、特征和属性,这些因素是构建“认知地图”的切入点。在确定相对地理位置时,必须充分发挥学生空间想象能力。因此,认知地图能力的培养实质就是对人空间能力的具体运用,用空间智力解决地理学习中的问题。相对地理位置的确定要求学生学会选择相对参照物,以确定目标位置。如利用两地纬度判断某地的相对空间位置(图3)。

在经纬网上,以赤道为基准将地球划分为南北半球。因此,利用不同地区纬度可以确定经纬网上任意两点的相对位置。如果两地都在北纬,则纬度数值大的地点位置偏北,数值小的地点位置偏南(如图中C与B两点,C偏北,B偏南);若两地同在南纬,则与北纬相反(如图中E与D两点,E偏南,D偏北);若两地中的一地为南纬,另一地为北纬,则北纬的地点位置偏北,南纬的地点偏南(如图中F与G两点,F偏北,G偏南);北极点四周皆为正南,南极点则相反。在地理教学中,应遵循学生的认知规律,结合地理课程标准要求多维度训练学生知识迁移能力。通过相对地理位置认知训练,可以使学生把握知识的整体性及规律性,促进其空间思维能力发展,从而在学生头脑中形成一种“空间意象”,即地理认知地图。

认知地图在当前地理课堂教学中的应用还未得到广大地理教师的重视,然而认知地图的有效性经过教学实践已经被证实和认可。在日后的教学活动中,地理教师应有意识地引导学生培养良好的地图认知能力,以期通过认知地图的构建提升课堂教学质量与效果。