第三节 地理模型教学

关键术语：地理模型；模型教学

教师在教学开始前，都要进行一次教学设计。教学设计以现代学习理论、教学理论、心理学、评价原理、传播与信息理论等为基础，综合考虑课标、教材、教师、学生、媒体等各方面因素，教学设计者基于学习者与教学内容，设计如何提出问题、分析问题、解决问题，使学习内容有条理地呈现出来，让学生开展有效的活动与交流，形成一个动态的教学过程。

不同的教学内容自然有不同的教学方法与策略，也有不同的教学设计方法。这里就以模型与实验设计进行分析。

一、地理模型在教学中的意义

地理学科涉及许多地理概念、理论和规律，对于中学生来说，具有较高的抽象与概括性，所以，需要把这些概念、理论、规律尽可能地转化为具体的模型，将抽象的地理知识与生活实践相结合，更好地促进学生对地理的学习与实践。

地理建模是一种复杂的、具有创造性的思维过程，地理建模的一般思维程序如下：从“地理原型”到“模型酝酿”是认知准备阶段；从“模型酝酿”到“模型建立”是概括抽象阶段；从“模型建立”到“实验鉴定”是批判求证阶段；从“地理模型”到“模型应用”是思维迁移阶段。所以，地理模型教学活动是融合地理知识、科学方法和科学思维于一体的复杂的教学过程。因此，在地理教学中，要积极创设模型教学的方法与策略，有效提高学习力。

地理模型是认识事物的一种思维方法、科学手段。科学模型具有两方面的作用：概括抽象作用和具体作用。科学模型能用来探究地理原型和解释原型，能突出地理事物本质特点。同理，地理模型是对地理原型的高度概括与抽象，将地理知识具体化形象化为科学模型，起到中介作用；人们根据研究的目的，抓住地理事物的本质特征，将地理原型进行抽象、简化、概括，并用于检验地理知识、提高认知能力。如图1-3-1所示。

1．起到对科学方法的引领与教育作用

模型为课堂教学创设符合学生认知的教学情境，又为学生创设从具体到抽象的认知冲突，从而促进认知水平的发展。

根据中学生的认知规律，学生的认知过程是从生动的直观到抽象的思维，再从抽象的思维到实践检验与应用的过程。模型就具有这样的功能，能让学生逐步从具体向抽象的知识过渡，能对抽象的地理知识与原型进行逻辑转换。这一过程包括各种科学方法与手段，学生通过模型的建构与理解，达到理解抽象知识的本质的目的。

2．起到对学习动机的激发与维持作用

模型教学使抽象的理论知识转化为可见的模型，从而激发学生的求知欲，并能通过模型获得喜悦感、直接感，往往会产生较为稳定的学习兴趣，因此也会形成良好的学习动机。例如，当学生第一次看到“天球”模型时，会立即产生积极的想象，冲破原来的宇宙原型的各种迹象，自然会产生一种蠢蠢欲动的探究欲望，在老师的适当引导下，与天球模型结合起来，就很快了解到天球的意义与其建模方法，继而领会天顶、赤纬、黄道、白道等概念。

学习了天球之后，学生也可以自己制作一个天球模型，体会喜悦和自豪感。这可以有效地激发学生的学习动机。

3．起到对学习能力的提升与强化作用

地理模型是对地理系统的抽象描述，这种描述注重地理系统的实质性内容和关键性环节，舍弃了与研究问题无关的次要因素及不必要的环节和过程，从而求得地理系统内在的规律。因此，地理模型的构建就是一次科学探究。在探究中，学生需要自己确定研究目标、研究对象、研究方法，还要经历提出问题、建立假设、选择方法、构建模型、检验模型等过程。

因此，模型教学对于学生学习地理能力的培养有提升与强化作用。

4．起到对空间思维的培养与优化作用

地理事物往往具有三维空间结构，对于学生来说这无疑是一个难点。教师通过模型教学，指导学生观察地理模型，能最大限度地将复杂的、运动的地理事物进行分解，同时也将地理知识进行充分的稀释与还原，直观呈现三维空间，由此把平面、抽象的书本知识转换为立体、形象的地理事物，进行“图模转换”“模图转换”“图图转换”与“模模转换”，增强学生对空间的感性认识，更好地培养学生的空间思维能力。

二、地理模型教学实施的路径

模型建立离不开思维。模型是思维的产物，模型建立需要抽象思维、形象思维和直觉思维的全方位的介入与深入。思维离不开“物质”，因此，观察和实验是建构模型的基础，在此基础上，再利用建模的基本手段建构、分析、想象、推理，才能形成心目中的模型。

1．基于实验实施模型教学

在地理教学中，离不开对地球仪、地图、地形模型等实物模型的观察与实验，因为地理研究的对象基本上以宏观事物为主，如研究月相的形成原因、日食月食的成因、地球的结构、地震、火山、山地、天球等概念。虽然这些都在我们实际生活中出现过，但是由于对象太大、太远、太抽象等原因，学生对它们仍然不熟悉，同时在生活中也不一定观察得到。因此，我们利用各种实物模型，通过实验来展示月相成因、日食月食成因、地球构造、火山、地震等现象，促使学生对抽象的地理现象、地理事物、地理规律形成形象、生动的科学图景。

2．基于生活实施模型教学

地理知识大多是基于现实生活的，因此学生的生活实景是我们教学中常用的教学元素。在教学中充分利用学生在实际生活中所形成的自然常识、信息及经验，将有利于学生将其转换成地理科学知识，使抽象的科学知识与实际形象结合起来，这样使科学知识根植于学生的大脑，从而提高他们的形象思维能力。比如教授月相、日食、月食规律，教师要充分利用学生的实际观察与经验，结合月相、日食、月食等形成的机理，使学生找到解决“月有阴晴圆缺”“天狗食日”等生活问题的科学方法。在进行“宇宙大爆炸”模型解说时，我们借助“气球扩大，其上的黑点之间的距离也越来越大”来帮助学生建立“宇宙大爆炸”模型。

3．利用多媒体实施模型教学

当然，实验与观察是科学教学的基本手段，但是由于所授内容本身的原因，以及学校设备与技术等原因，难以做到所有的内容都采用实验与观察。地理学科研究对象大至宇宙天体，小至微观世界，在教学中不便演示、展示或实验。比如，宇宙大爆炸学说、大陆漂移说、海底扩张说、板块构造说、地心说、日心说等内容，就可以利用多媒体技术进行模拟，展示各种学说所揭示的现象、规律，以直观、生动的图景，生动简洁的语言呈现给学生。这能有效地帮助学生理解地理的立体、形象的科学模型。

4．利用已有模型实施模型教学

大脑是思维的产物，我们可以利用已有的模型进行转换。如果两个科学现象所产生的原理有相同或相似之处，可以用联想、类比、推理的方法，对不同地理现象进行学习与研究，从而找到解决问题的方法。例如，黑影与日食、月食就是一个典型的实例。黑影的形成，其本质就与日食、月食形成过程非常相似，都基于“光的直线传播”原理，而黑影对于学生来说，是非常熟悉的光学现象，我们就可以利用“黑影模型”来引导学生学习日食、月食的形成过程；软流层中岩浆的对流模型就可以利用“热水对流”模型来进行教学。科学界这样的例子也有很多，科学家卢瑟福就利用太阳系模型来建立原子结构模型，法拉第类比“磁生电”模型，建立“电生磁”模型。

综上所述，模型教学可以从多种途径实施，根据教学内容从整体上把握与设计，通过模型寻找问题解决的方式。教师在平时的教学中要不断地进行策划与设计，采用多种方法、多角度地渗透模型教学的方法，以提高教学实效。

三、地理教学中的模型应用

地理模型方法被广泛应用于中学地理不同内容的教学中，如地理概念教学、地理规律教学、地理理论教学等。

1．地理模型运用于地理概念教学

地理概念具有抽象性与高度概括性，是把地理事物的本质特点概括抽象出来。在概念教学中充分运用模型教学策略，将概念和熟悉的事物联系起来，从而帮助学生理解相关概念。

如在天文学中，天球是基于地球各要素进行建构的一个想象模型。人们利用天球模型——天球仪来表述天球的各种坐标、天体的视运动以及求解一些实用天文问题。具体可见本书第十章第三节。这样的模型是根据人们日常生活的地球和各种要素建立的，人们理解天球这一概念就较为容易，而且比较方便，所以这个模型也能为人们所接受。

地理学科中有很多抽象的概念，如赤纬、赤经、天顶、地平面、黄道、白道等概念，学生在学习过程中存在一定的困难，在教学中我们应根据概念的本质特征，通过地理模型来促进学生对概念的理解，使学生便于理解和掌握地理知识。

2．地理模型运用于地理规律教学

地理规律具有一定的抽象性，比如风带风向的规律、天体运行规律、季风变化的规律、时区划分的规律，等等，学生对这些地理知识缺乏观察与实验的条件，对于中学生来说，既充满好奇又感觉到非常神秘且不易理解。所以，我们可以借助模型的手段来帮助学生理解这些规律。

如我们可以通过“手”来建模，运用“右手法则”与“左手法则”来判断气压带与风带的关系。具体可见本书第六章第二节图6-2-7至图6-2-9。

地理是一门基础学科，在地理研究和学习中，不妨从形象直观的模型着手学习地理知识，使学习内容更简明清晰地呈现，学生也更易理解。这种做法，在物理科学中，也是屡见不鲜的，比如对“通电螺线管”中电流方向与磁场方向的判断采用“右手螺旋定则”（又叫安培定则），电动机的“电流方向、磁场方向与运动方向”的判断采用“左手定则”，以及发电机的“运动方向、磁场方向与电流方向”的判断采用“右手定则”，等等。学生一旦领会其中的本质，就能很快掌握其规律，并减轻学习的负担。

3．地理模型运用于地理理论教学

地理基础理论是前人在实践中概括抽象出来的，地理理论也是地理知识体系的核心内容，贯穿于中学地理教材。地理学科重视理论框架的构建，中学阶段需要帮助学生初步学习理论知识，理论模型的建立有助于学生掌握地理知识，形成特有的地理思维方式，从而提升地理知识的应用能力。

如大潮与小潮（即原型）的性质和机制，可以通过图5-5-11的形象模型间接地加以反映；大潮和小潮的变化周期可以用图5-5-12的函数图形（即图像模型）来直观地予以表示。具体可见本书第五章第五节。

图像模型、图表模型或曲线模型可将不同的、有相互关系的因素简明扼要地表现出来。在地理教学中，对于地理知识，尤其是比较复杂的地理理论，我们根据地理事物的本质属性，可用此类模型予以表现，使地理知识更条理化与系统化。

地理模型在教学中的运用非常广泛，其教学案例也是不计其数的。在日常教学中，教师通过自身对地理内容的深刻理解，将地理知识和模型构建的科学方法融合为一体，更好地帮助学生学好地理知识，同时，也促进学生形成独特的地理思维与科学方法。