一、问题的提出
思维是人脑对客观事物能动的、间接的和概括的反映[1]，是在社会实践和学校教育中形成，深刻影响着人们的认识和实践活动。思维结构包括思维的目的、过程、材料、自我监控、品质、认知因素与非认知因素[2]。开展思维结构评价，有助于教师把握学生的学习状态，更有针对性地进行教学。地理思维是一种内隐的学科素养，可外显为研究地理问题时的表现，如对地理事象、规律、原理的认识理解、分析、判断、归纳、评价等[3]。《普通高中地理课程标准（2017年版2020年修订）》在实施建议中提出“开展思维结构评价”[4]，评价时可以参考SOLO（可观察的学习成果结构）分类理论。已有研究主要关注高中学段，聚焦课堂教学设计、试题质量评价、试题作答分析[5][6][7][8][9][10][11][12][13]。课堂教学设计多立足于教材情境和课程标准，试题质量评价以高考试题和自主命制试题为主。二者的研究思路较为相似，先将某个设问或某个试题划定为一个确定的思维层次。一般认为问题难度越大对应的思维层次就越高，然后据此评价教学设计水平或试题质量。试题作答分析则是根据书面作答信息，直接判定其思维结构层次。地理问题本身并不存在一个确定的思维层次，因人、因时而异。思维结构评价的对象应该是作答者，而不是试题本身。在评价书面作答信息时，应提取其思维要点，将思维能力和表达能力分开，以保证评价结论的客观。一道较好的地理试题应能够区分同一时期不同学生或同一学生不同时期的地理思维结构水平，而不仅仅取决于其难度的高低。总而言之，已有研究对地理思维结构评价的操作工具和层次划分依据涉及较少，试题选取没有明确的标准，导致对学生思维结构的诊断偏颇。基于此，本文将思维结构评价与在线教学技术相结合，提出一种基于网络平台和SOLO分类评价法的在线可视化模式，旨在发现真正的学习问题，以达到精准、有效、生动的教学效果。
二、地理思维结构评价的在线可视化模式构建
（一）理论依据
以皮亚杰的发展阶段论为基础，约翰·彼格斯和凯文·科利斯教授建立了SOLO分类理论。该理论认为人回答某个问题时所表现出来的思维结构是可以检测的[14]。结合教学经验和已有研究[15]，建立了思维层次与思维表征的对应关系，如图1所示。前结构表现为含糊不清，思维混乱；单点结构表现为单一思考，只能涉及单一要点；多点结构表现为多维思考，可涉及多个要点，但无法建立相互之间的联系；关联结构表现为系统思考，能够涉及多个要点，而且能够建立合理的联系；抽象拓展结构表现为迁移思考，能够更进一步抽象认识或给出预想之外的合理答案。
（二）模式建构
在线可视化模式由教学平台、教学活动和教学评价三个板块组成，其结构如图2所示。教学平台借助一些网络平台，如QQ直播、腾讯会议、钉钉等，实现课程实时直播、作业设计、答疑、资源存储等功能，为教学活动提供技术支持。教学活动按照课前、课中、课后三个阶段，分教师和学生两大主体进行设计，各个活动环节在时间上的配合度会极大地影响着教学效果。教学评价先使用问卷星平台进行试卷编制，然后通过系统智能阅卷和人工阅卷相结合的方式输出测评数据，借助Excel等软件进行数据处理，再对学生的地理思维结构进行评定，最后通过网络平台将结果分享给学生，对教学活动快速反馈。
三、地理思维结构评价的试题选取
（一）试题选取标准
为实现“招—考—教—学”全流程各环节的无缝衔接和良性互动，教育部考试中心制定了“中国高考评价体系”[16]。该体系由“一核”“四层”“四翼”三部分构成，“一核”即“立德树人、服务选材、引导教学”，“四层”即“必备知识、关键能力、学科素养、核心价值”，“四翼”即“基础性、综合性、应用性、创新性”。体系中的每一项内容都有具体的地理学内容相对应，符合要求的试题就是高质量的试题。以该试题为基础进行的地理思维结构评价，才能更加科学、有效。
（二）试题原题解读
1.试题呈现
（2019年全国卷4）有着“东方好望角”之称的某沿海小镇，迎接了中国大陆新千年的第一缕曙光。这里房屋、道路依地势而建。在方圆四五平方千米的山坳里，房屋多用石块砌成，屋顶瓦片也多压着石块，形成“屋咬山，山抱屋”的石砌建筑群。据此完成下题。该镇位于A．海南省B．广东省C．浙江省D．山东省参考答案：C
2.试题解读
本题要求选出该镇所处的省级行政区，即对“东方好望角”的地理位置进行判断。地理位置是地理学科考查内容中“必备知识”的起点，是指向地理事物和现象相对于其参照物的方位、距离、邻接等空间关系。材料中的参照物信息有“位于中国大陆”“沿海”“新千年第一缕曙光”，根据所学知识，可推断该镇位于中国大陆海岸线与2000年1月1日晨线的切点处。从时空动态角度看，就是大陆海岸线随地球自转自西向东运动，逐渐靠近该日晨线，第一个接触点刚好在该镇。海岸线与晨线的位置关系随时在发生变化，我国大陆每天迎来第一缕曙光的位置是不同的。晨线的位置与太阳直射点的位置密切相关，1月1日，太阳直射点大致位于20°S，晨线与纬线大约呈70°夹角，走向为东北—西南。经度相同地区，纬度越低日出时间越早；经度不同地区，还需考虑海岸线与纬线的位置关系，若海岸线与纬线的夹角小于晨昏线与纬线的夹角，则纬度越高日出时间越早，反之，纬度越低日出时间越早。据此，可推断浙江比海南、广东、山东的日出时间都早一些。另外，海南省是一个岛屿，不符合大陆的要求。以上推理要求学生对中国各行政区的相对位置、海岸线形态、晨线走向等进行时空综合，在头脑中动态演绎后做出判断。另一方面，根据地理事物特征也能反推地理位置。“依地势而建”能推知该镇周边可能为山地丘陵区，但山东、浙江、广东沿海均有大面积丘陵分布；“屋顶瓦片也多压着石块”可能是为抵御台风灾害，但广东、浙江、海南均为台风灾害多发区；“石砌建筑群”在广东、浙江、山东、海南沿海均有分布。由此可见，只根据地形、灾害和建筑信息推断均存在多解性，还无法得出科学严谨的结论。
（三）地理思维要点提取
按照信息的相对性属性，人们把影响科学研究和行为判断的可靠的、显性的信息称为强信息，隐性的、随机的、非主流的信息称为弱信息[17]。该镇地理位置的推断主要根据晨线位置、经度、海岸线等，地形、建筑、灾害等特征可加强证据链的正确性，但无法直接推断。另外，材料还提供了小镇景观图，如果学生到过该地旅游，就会为地理位置的推断提供强有力的证据。因此，按照思维要点的信息强度划分，晨线、经度、旅游是强信息，地形、建筑、灾害等是弱信息。根据强弱信息的数量和组合关系，可对学生的地理思维结构进行评价。
（四）试题选取及变式
根据上述分析，该题目符合“一核四层四翼”的标准，可选为地理思维结构评价的试题。原题是选择题，为使学生的思维结构外显，需进行变式设计。基于在线可视化模式，教师进行在线检测题设计时，应要求学生写出推断依据。
四、地理思维结构评价的在线可视化模式实践
（一）评价对象
2022年2月，以“东方好望角”地理位置判断为测试题，面向某中学高二年级125个地理选考学生开展了教学实践。这些学生已基本完成全部高中地理课程的学习。
（二）数据收集
本次教学实践采用问卷星平台制作答题卷。选择题答案采用系统智能评分，推断依据由两名教师人工评阅并进行地理思维结构层次评价。数据处理和分析用Excel进行，数据共享通过QQ实现。
（三）数据分析
1.试题作答结果统计
统计显示，本题共115人选择正确选项，正确率为92.0%。若只从结果评价看，学生达到了优秀水平。但进行地理思维结构评价后发现，能选择“正确答案”不代表“思维过程”是正确的，甚至有些是歪打正着。
2.地理思维结构划分
根据SOLO评价的认知水平描述，对核心要点进行提取，然后进行地理思维结构划分，结果如表1所示。
3.地理思维结构评价
有11.3%的学生写不出有逻辑的推断过程，只能写“猜的”“排除”“不太懂”等理由，属于前结构层次。有72.2%的学生属于点结构思维结构层次，详细分析如表2所示。该类学生作答时依据强信息的约2/5，其中“经度”占32.5%，依据弱信息的约3/5，其中“地形”占50.6%。可见大部分同学依据弱信息进行推断，这反映了其学科逻辑思维的严谨性不足。“旅游”占7.3%，虽然是推断的强信息，但是偶然性太强，缺少思考过程，还有待进一步评价。分析学生的典型答案，可以发现其学习存在诸多问题。例如，依据“地形”推断的同学，认为“广东沿海多平原”，潜意识中把珠江三角洲作为广东地形的代表，形成了片面的区域认知；依据“经度”推断的同学，利用浙江的经度比广东偏东推断其冬季日出更早，却忽略了山东最东端的经度比浙江偏东的事实；依据“建筑”进行推断的同学，能关注身边的建筑形制并进行迁移，体现了较好的地理素养，但广东地区建在山上的石头房子也不少，如世界文化遗产“开平碉楼与村落”；依据“灾害”进行推断的同学，对广东的纬度感知是准确的，但广东“受赤道低气压带影响较大，难以形成台风”的说法，暴露了其对赤道低气压带的影响范围和影响我国的台风等知识存在错误认知。有14.8%的学生属于多点结构思维层次，详细分析如表3所示。本层次的同学可依据2个及以上的信息进行推断，76.5%的学生可根据一个强信息来进行推断，再用弱信息进行佐证，但存在科学错误和逻辑漏洞。如依据“地形、晨线”推断的同学，“1月1日为冬季，太阳直射点位于北半球”的表述明显将太阳直射点位置的移动规律运用错误，“山东地势较平整”的表述也表明对该地区的区域特征认知片面；依据“建筑、地形”“建筑、经度”推断的同学，通过广州地区更加湿热，多用树木、竹木为建筑材料的推断属于似是而非，用大尺度空间统计规律去推断小尺度空间某种地理景观的存在与否，从逻辑上看是错乱的。有1.7%的学生属于关联结构思维层次，详细分析如表4所示。有2位同学的推断能够提取多个影响要素，并分析其内在的逻辑关联。根据“经度、晨线”两个强信息推断的同学，找到了解决该地理问题的关键，将思维要点联系起来进行严密推理，表现出地理思维的逻辑性和敏捷性。根据“经度、地形、建筑、灾害”一强三弱信息作出推断的同学，先推断该地可能的地理特征，再进行信息交集，体现出良好的区域认知和综合思维水平。没有同学通过估算太阳直射点的位置，根据变动的晨线位置和不变的海岸线及省区之间的相对位置，来动态认知该地理过程。因此，同学还不能对该问题的考查内容进行抽象概括以拓展问题本身的意义，也尚未达到拓展抽象结构。
（四）教学反馈
针对知识体系不完整、推理过程不严密、思维层次性不分明等问题，在后续授课中，教师通过举例和讲解予以呈现和评析，学生通过再次解读试题，对地理位置推断的思维方法有了更深刻的认识，对地理位置的意义也有了更深层次的理解，取得了良好的反馈效果。
五、地理思维结构评价的教学建议
与标准化测试成绩相比，基于在线可视化模式的地理思维结构评价更能发现学习过程中的问题，尤其是逻辑思维的全面性和层次性，对学生查漏补缺、提升学科素养有较好的诊断和促进作用。鉴于此，提出以下教学建议。
（一）凝练教学内容，深化地理学科认知
地理学是自然科学和社会科学的桥梁。教学中易出现对地理学必备知识范围把握不准、内涵理解不透的现象，进而导致学生的学科认知较浅。依据研究对象，地理学必备知识可以分为地理位置、地理分布、地理特征、地理过程和地理联系五个方面。教师可在深入把握这五个方面知识内涵的基础上，将课程标准和教材内容进行梳理、归类、整合[18][19]，必教内容深入教，可教可不教内容根据学情教，不必教内容坚决不教。
（二）聚焦逻辑推理，提升地理思维品质
地理学是一门科学，逻辑推理应成为教育教学活动各环节的聚焦点。在新知讲授课中，关注问题链设计的结构和梯度，多角度、多层次地分析问题，引导师生有意识地关注思维要点及其关联，提升思维的逻辑性和完整性。在试题赏析课中，可将选择题的选项隐去变式为论述题，让学生进行开放性探讨，提升思维的灵活性和创造性；也可将论述题的问答变式为选择题，让学生分析问题的核心要点及其关联，提升思维的批判性和敏捷性。
（三）提高作业质量，注重地理思维发展
作业具有诊断、巩固、学情分析等功能。教师可以“一核四层四翼”为标准，系统设计基础性作业，尝试布置分层、弹性和个性化作业，适当增加探究性、实践性、综合性作业，避免机械、无效作业，要控制数量、提高质量。教师需认真批改作业，及时做好反馈。在作业讲解时，除了让做错的学生陈述原因，也要让做对的学生陈述推理过程，以全方位引导学生关注地理思维过程，促进不同学生、不同时期地理思维的持续发展。
（四）创新教学形式，探索线上线下结合
线上线下相结合的形式正深刻地影响着教育教学。在线教学以互联网为介质，跨越时空，有助于实现学习行为自主化、教学形式个性化和教学管理智能化。教师应与时俱进，不断创新教学形式，可利用互联网资源的开放性创设生动的仿真情境，使学生关注全球各地的地理事物、现象和问题，并与身边的地理事物、现象和问题进行比较，通过辨识、提取、整合、评价地理信息，深入体会地理学的综合性和区域性，最终不断完善地理思维结构。
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作者:李九彬 李佳颖 王勇 单位:西南大学附属中学校 浙江省宁波镇海中学 西南大学（重庆400700）地理科学学院