索瑞雪，李双双

（陕西师范大学地理科学与旅游学院，西安 710119）

2022 年4 月，教育部发布《义务教育地理课程标准（2022 年版）》（以下简称“2022 版新课标”），将“地理工具”上升到较为重要的位置，凸显地理学科的基础性和实践性，值得关注和研究［1］。

已有研究者将国外课程标准、教科书中所涉及的地理工具相关内容进行整理对比，提出既要强调地理工具基本知识的科普与教学，又要在各环节与各主题教学中融入地理技能的培养，促进地理学科核心素养的落实［2］。随着教学实践的深入，逐渐显现出诸多问题，如地理工具内涵释义不明确、课程目标不清晰、能力层阶不系统、教学策略手段缺失等。目前，国内地理工具相关研究尚少，不仅会影响地理核心素养的培育，亦会影响中学课程改革的进程。

本研究立足于地理工具“内涵释义—课标分析—信息与能力—教学策略”分析，基于学习进阶理论，探究培养地理工具能力的有效措施，有助于地理教学工作的优化与完善，推进中学地理课程改革进程。同时，也对新教材地理工具模块编写、大单元教学中地理工具目标的设定有一定借鉴意义。

一、地理工具概念界定

《现代汉语词典》把工具界定为：工作时所需用的器具，后引申为达到、完成或促进某一事物的手段。工具暗含有两层意义：实体与手段。美国、德国与法国的地理课标对地理工具的概念界定均侧重于实体。其中，美国《科罗拉多州地理课程标准》认为“地理工具”主要包括地理语言、地理图片、地图、地球仪、专题地图、曲线图、统计图等；明确指出运用地理工具解决地理问题是学生的核心地理技能。学生应该学会通过地理图像、地理模型等获取信息、分析信息、提出与解决问题［3］；德国课标将地图、地球仪等与“地理工具”相关的内容纳入“空间定位能力”中；法国课标中有关“地理工具”的内容要求，主要呈现在“技能训练要求”部分［2］。

借鉴信息地理学和地图学的最新研究成果［4］，结合国内外“地理工具”的概念共识，地理工具可分为狭义和广义两种类型。其中，狭义的地理工具特指：蕴含地理信息，用于解决地理问题的实体，包括地球仪、地图等实体工具。广义的“地理工具”对应“工具”概念的引申含义，指面向物理世界、人文社会世界和信息世界（即“自然—人文—信息”三元世界）的，为人类认识地球表层地理现象或事物的空间分布规律、时间演变过程和相互作用机制，进而协调人地关系，实现可持续发展的手段。地理工具是实现“三元世界”真实化描述、多情景模拟、多目标决策以及多通道控制的实体化工具。

地理工具是信息存储和传递的手段，地理工具学习系统包括三部分，即地理工具（实体）、地理信息及地理工具能力（图1）。客观世界复杂多变，学生尚没有能力和精力通过直接经验认知。科学研究者通过大量的实践积累，有选择地归纳、整理、概括地理信息，并将抽象的内容以可视的符号系统加以表达，将其经过思考后凝练的地理信息存储在地理工具中，以间接经验的形式传递给学生。这种“间接经验”并不是枯燥乏味的概念、原理与公式的记忆学习，而是需要经过一系列操作进而挖掘、提取有价值的地理信息。即学生在使用地理工具的过程中，依据自身的知识储备和专业思维对地理工具呈现的信息进行提取、选择、重组、整合，内化为自己的地理工具能力。

图1 地理工具学习系统模型

中学阶段地理工具的关键在于通过抽象概念的转化，辅助学生理解地理学具有综合性、区域性、交叉性的特点［5］，基于地理空间尺度搭建课程框架。地理工具具备3个特征：信息载体、符号系统、空间综合。

地理工具的界定，一要区别于泛化的图表，如景观图、统计图表、示意图等，其在地理学习中具有重要作用，但无法独立达成地理教学目标，需要配合具有空间概念的地图共同完成教学；二要区别于地理教具。地理教具是教师为达成教学目标、突破教学重难点所使用的一系列工具。地理教具除常用的地理工具外还有地理模型、地理数字媒体、实物标本等。

二、2022版新课标中地理工具呈现特点分析

2022版新课标强调地理工具的应用，凸显地理工具的重要地位，明确指出地理工具包含地球仪、地图等内容。新课标对地理工具提出的新要求，具体表现如下。

1.中学地理工具以地图使用为主

中学阶段地图工具使用居多，不能忽视地球仪、地理信息技术的重要性。地球仪是地图学习的铺垫，经纬线、经纬度等空间概念是地理教学的重点，也是地图使用的基础。地理信息技术是地图的延伸，在此基础上叠加信息处理这一重要技能。

2.地理工具体现“做中学”的思想

2022 版新课标要求学生能够通过实践活动掌握基本原理知识和空间概念，厘清地理工具与地理实践的逻辑关系。摒弃先学后做、只学不做的传统方式，通过实践来强化地理工具与生活经验的融合。

3.地理工具是探究地理知识的工具

2022 版新课标要求学生能够运用地理工具完成具体的操作性任务。“认识全球”和“认识区域”内容，要求情境限定以“运用地图和相关资料”为基础，强调了地理工具的重要性，明确了实践活动的价值，如案例分析、数据采集和实地考察，不能单一化地对地理工具进行运用。

4.地理工具是贯通主题教学的“链条”

地理课程从空间尺度对课程内容进行组织，地理工具内容的运用将贯穿其中。随着“宇宙—地球—地表—世界—中国”这一尺度逐渐缩小，所运用地图的比例尺也在逐渐增大，学生能够更加清晰地体会尺度效应，增强其空间感知能力。

三、地理工具信息与能力

1.地理工具信息

地理工具对物质世界及其规律的抽象以各类地理信息为基础，以多尺度嵌套、动静耦合、多要素综合的地理场景为背景，以符号化的形式加以表现［6］。本文将地理工具贮存并传递的信息分为空间分布信息、空间组合信息、空间联系信息及空间差异信息。

空间分布是指区域内地理要素的空间特征，如其范围、形状、密度等情况，回答了“水在哪儿？水的分布有何特征？”的问题；空间组合是指同一区域内两种不同要素之间在空间上产生的整体效应，回答了“水和植被、土壤、居民有何关系”的问题；空间差异是指某些事物在地方与地方之间的差异，也包括每个地方上现象的总体组合与任何其他地方上现象的总体组合之间的差异，回答了“中国水资源格局总体呈现为东南多西北少”的问题；空间联系是指将不同区域的地理事物或者同一区域的不同地理要素进行比较、分析，确定不同地理事物或要素在地理空间上的异同，辨识其地理空间关系，回答了“中国跨流域调水工程南水北调”的问题。

2.地理工具能力

根据人类认知世界的一般过程即知觉、注意、表象和概念等阶段，一般使用者仅能够在地理工具中找到最直接、最表象的信息［7］。这类信息往往是反映地理事物外部特征和联系的地理感性知识，如地理名称、地理分布、地理数据、地理景观等［8］。获得感性知识后，学生便可进行操作性任务，进行空间定位、空间测量与空间描述，内化为地理工具能力。

空间定位能力是指学生能够通过地理工具认识“位置”“区域”等地理信息。其又可细分为绝对位置，其中纬度可解决与温度相关的问题，经度可解决与海陆位置相关的问题；相对位置，如长江位于秦岭淮河线以南；区域位置，如黄土高原位于季风气候区。

空间测量能力是指学生能够通过地理工具估算地理事物的实际空间距离，如小明家到图书馆的图上距离为2 cm，比例尺为1/50 000，估算出实际距离为1 000 m。

空间描述能力是指学生能够通过地理工具识别符号所表示的地理事物或现象的空间分布特征。地理信息是由文字符号或地图符号表达的。通过符号理解地理工具所表达的内容并形成相应的认知模式，是构建地理工具认知结构的重要途径。例如，通过等温线的延伸方向判断一地气温差异的趋势及其影响因素。如果在学生脑海中形成了这样的认知，那么就能说明学生具有了通过符号进行空间描述的认知结构。

学生需要通过比较、分析、综合、归纳、演绎等抽象思维获取地理概念、地理特征、地理规律、地理成因等理性知识。使用者从地理工具载体中提取信息的丰度与深度取决于使用者的能力水平及分析方法。具体方法可分为空间要素叠加、时间过程凝练、人地关系决策，对应空间综合、时间综合、人地综合，实现地理工具与综合思维能力的融合提升。

空间要素叠加是指将两个及以上地理图层信息有效叠加到相同区域，以揭示不同地理事物之间的空间联系、判断地理事物分布模式、推断地理事物空间影响［9］。

时间过程凝练是指使用者能够通过地理工具揭示地理事物发展的时空规律，推演地理事物或现象的发生机制，从而确定地理事物发生的时空序列。地理事象始终处在变化发展之中，地理信息通常具有多时空融合、多尺度交织的特点［10］。

人地关系决策是指学生能够借助地理工具认识地理事物的发展规律与现状，判断地理事物的整体效应，预测未来可能发生的情况，从而做出有效决策。

四、地理工具“三阶段”教学模型

当前，中学阶段地理工具学习目标相对模糊且进阶性不强。若想地理工具能够在学生持续学习发展和生活问题解决中发挥强有力的作用，必须建立起具有整合性和有进阶性的教学模式。本文从学生地理工具能力培育路径出发，借鉴李松林提出的学科素养发展机制与培育机制［11］，以“体验—反思”“交互—整合”“扩展—变构”为基础，将学生地理工具学习过程按照能力层次分为3个递进阶段，并提出相应的教学策略（图2）。

图2 地理工具教学策略模型

1.地理工具学习机制

体验—反思是地理工具能力的发生机制。大卫·库伯把学习看作是具身体验的转换［12］。学生不是空着脑袋进入教室的，在系统学习地理工具知识之前，学生就已对地理工具有了体验。例如，学生可能在天气预报中见过卫星地图，在旅游时使用过景区地图，能够回答“什么是地图？”的问题，但仍然对“地图上的各种标注有什么用？”“地图上的比例尺怎么读”“不同的场景如何选择正确的地图类型？”等问题存在疑惑，而这一过程正是学生的反思过程。教师在开始进行地理工具的相关内容教学时，要关注学生已有的体验和生活常识，寻找激发学生学习兴趣的“锚点”。地理工具是地理信息的载体，学生若能对地理信息的类型进行知识建构，系统地看图说话，以地理角度关注地图，便能达成地理工具的低阶能力。

交互—整合是地理工具能力的形成机制。地理工具的使用在于解读地理信息，地理工具能力提升的关键在于将单个地理信息相互联系并进行解读。现实地理现象的综合性和复杂性决定了地理信息的多样性。学生要能够将地图与地理景观图、地理示意图、地理统计图等交互使用，以丰富地理信息。例如，在一幅城市地图中，只有居民点的分布，而无其他地理要素，虽然可获得居民点的位置与分布，但其价值有限，无法进行土地规划、防灾救险等决策。如果在地图中叠加河流、气候、地形地貌乃至土壤植被等信息，能更有效地获取居民点与其他地理要素之间的关系。还可查阅城市气温降水统计图，从时空交互角度把握城市气候特征。学生在准确把握地理学专业思维（综合思维）、分析方法（空间叠置）的基础上，对固有的地理信息进行整合，找出地理信息相互依存、相互制约的关系，用图说话，真正做到学做合一，达成地理工具的中阶能力。

扩展—变构是地理工具能力的完善机制。当学生面对实际生活场景能够运用已有的地理工具解决实际问题时，他便处于一种平衡状态；当学生处于一个全新场景，其问题情境更为新颖、复杂，则难以运用已有的地理工具解决问题，但此方式也可驱使学生进行思考创新。例如，学生想要了解社区应急避难场所及逃生路线分布，但无法找到相关地图，则可通过实地考察、走访社区或运用数字地图收集信息，绘制一张社区风险地图，直观地认识社区防灾减灾的实际情况。学生在课堂上学习的各种普通地图和专题地图，并不能包含客观世界的所有复杂信息。这就要求学生能够融合创新，绘图说话，达成地理工具的高阶能力。

2.地理工具教学策略

（1）能力进阶：学习过程诊断

地理工具的学习本身就具有进阶性，不同阶段学生的认知能力不同、地理工具能力掌握的要求不同，教师教学的策略也应有相应调整。例如，刚开始接触地理工具的学生只能够解决“位置”“分布”等问题，依靠表象认知获取地理工具直接传输的简单信息。中学地理教学大部分以“在哪里”为起点，教师可将地理工具作为先行组织者，地理工具的使用则可以空间定位为起点，如“描述某大洲的地理位置”“描述和简要归纳世界气温分布特点”。中阶能力则更注重地理工具与其他资料的融合使用。高阶能力要加强地理工具与地理实践活动的联系，体验更多有挑战性的场景，激发学生的创造能力，将地理工具能力外显。

教师要根据不同阶段学生所掌握的地理信息、能够独立完成的操作性任务情况，及时进行过程性诊断，关注学生地理工具学习中的问题，在学生最近发展区内建立支架，帮助学生进行系统的进阶学习。

（2）生活教育：实际问题情境

20世纪20年代末，陶行知提出“生活教育理论”，强调教育“决定于、依靠于、服务于”生活为原点，生活教育是为生活向前向上的需要的教育［13］。新时代背景下，建设教育强国，实现创新型国家和终身学习社会的宏伟目标，让人民群众过上美好的新生活，赋予了“生活教育理论”新的内涵。

从“生活教育”到“美好生活教育”理念转变，启示教师在地理工具教学中，需要重视生活化场景的创设。教材中的地图多以行政区域图、自然地理图、区划图为主，缺乏生活中使用的地图，学生无法与生活经验相联系。没有真实的问题，学生很难存在地理工具使用的学习动机。因此，教师应以生活为原点，使学生在学习过程中以地理工具为明线，具身经验为暗线，体会地理工具认识复杂地球表层系统的价值；引导学生体会“人与自然和谐”的美好，从而认识家乡、认识中国、认识世界，用生活来教育，建构正确的价值观和人生观。

（3）数字驱动：地理信息技术

随着大数据时代的到来，大量的研究转向基于数据和模型的数字化抽象分析，信息化背景下，地理工具的使用是学生、场景、技术交互的实践过程。地理信息技术的发展为地理工具注入新动力，突破了传统纸质地图的限制。传统地理工具强调从现实世界出发传递空间认知信息，而数字驱动下的地理信息技术则更强调依托地理空间模型，以“人”为主体思考地理现象［6］。在核心素养要求下，地理信息系统强大的空间数据处理能力、独特的人地关系视角无疑是与之相适应的地理工具。例如，在Google earth 中沿着时间序列展示亚马孙热带雨林面积的变化、通过某地区灾害前后的影像判断灾害形成机制、对比鄱阳湖夏季湖泊面积变化、观察台风在我国沿海运动路径等［14］，从秩序层面感受时空综合性，规范使用地理数据、数字地图及相关数字化应用软件等资源，促使学生体悟数字信息技术的功能。