王 振 于 偉

（1.南通市第二中學(xué), 江蘇 南通 226002; 2.曲阜師范大學(xué) 地理與旅游學(xué)院, 山東 日照 276826）

一、地理邏輯思維訓(xùn)練的必要性

邏輯思維訓(xùn)練是培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力的重要方式，通過邏輯思維訓(xùn)練，學(xué)生在認(rèn)知過程中能夠借助概念、判斷和推理，抽象地反映現(xiàn)實(shí)事物的特征及本質(zhì)。[1]邏輯思維在中學(xué)地理教學(xué)研究中亦有涉及。韋志榕指出：“學(xué)生的知識(shí)結(jié)構(gòu)和學(xué)科的知識(shí)結(jié)構(gòu)是教材編寫的基本依據(jù)。教材最終呈現(xiàn)的邏輯結(jié)構(gòu)，是根據(jù)學(xué)生的身心發(fā)展規(guī)律與學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)結(jié)合的特點(diǎn)來考慮的。”[2]此外，程益貴提出應(yīng)基于地理學(xué)科邏輯和學(xué)生學(xué)習(xí)邏輯設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不良的問題，其中學(xué)科邏輯的內(nèi)涵是通過學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)來體現(xiàn)的，學(xué)習(xí)邏輯是學(xué)生學(xué)習(xí)的規(guī)律和方法。[3]吳岱峰則認(rèn)為地理學(xué)科知識(shí)具有整體性，各章節(jié)內(nèi)容之間密切關(guān)聯(lián)，教師應(yīng)依據(jù)學(xué)科邏輯，理清地理學(xué)科本質(zhì)與規(guī)律，依托學(xué)科事實(shí)，指導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建認(rèn)知階梯。[4]具體實(shí)踐方面，盧鋼和褚軍分別以“青藏地區(qū)的自然特征和農(nóng)業(yè)”“氣壓帶和風(fēng)帶”為例，在培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的同時(shí)，訓(xùn)練學(xué)生的地理邏輯思維。[5][6]

在學(xué)生心理與智力成長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵階段，中學(xué)地理教學(xué)不僅要注重知識(shí)的傳授，更要重視學(xué)生智力的開發(fā)、方法的習(xí)得與實(shí)踐，提升學(xué)生的自主探究能力。因此，邏輯思維訓(xùn)練尤為重要。而我國(guó)當(dāng)前的地理教學(xué)多圍繞核心素養(yǎng)的培育開展，地理邏輯思維能力的相關(guān)研究尚處于萌芽階段，需要進(jìn)一步豐富研究成果，以營(yíng)造綜合性和區(qū)域性辯證統(tǒng)一邏輯框架下的地理學(xué)科核心素養(yǎng)多維共生的課堂教育生態(tài)。[7]在培育地理學(xué)科核心素養(yǎng)的同時(shí)，助力學(xué)生的智力開發(fā)和綜合素質(zhì)提升。

二、“地球的演化”一課的邏輯性與核心素養(yǎng)內(nèi)涵

“地球的演化”一課的教學(xué)策略相關(guān)研究成果較為豐富，關(guān)注到了核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，但大多缺乏地理邏輯思維能力的培養(yǎng)與相關(guān)案例的討論。李皎等嘗試融入科學(xué)史、科學(xué)哲學(xué)和科學(xué)社會(huì)學(xué)教育，將地理實(shí)踐力培養(yǎng)與HPS理念結(jié)合，以此激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)本質(zhì)的探究欲望。[8]盧成樹以蕨類植物演化為主題，引導(dǎo)學(xué)生在情境中探究地球的演化歷史，培養(yǎng)學(xué)生的人地協(xié)調(diào)觀和綜合思維。[9]金梓喬則基于知識(shí)主線設(shè)計(jì)了“地球演化歷史”學(xué)習(xí)單元，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)章節(jié)知識(shí)的綜合把握。[10]此外，也有研究認(rèn)識(shí)到了邏輯思維訓(xùn)練的必要性，但未結(jié)合具體知識(shí)內(nèi)容深入分析。方曉陽(yáng)基于問題式教學(xué)的思路，建構(gòu)了“地球的歷史”一課的思維鏈，以提升學(xué)生的綜合思維能力。[11]羅曉芳等強(qiáng)調(diào)成因思維在該課教學(xué)過程中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生的綜合思維。[12]由此可見，以往的研究采用了多種教學(xué)方法來設(shè)計(jì)“地球的演化”一課，在一定程度上達(dá)到了思維鍛煉、情懷培育和探究精神培養(yǎng)的目的，但在教學(xué)過程中邏輯思維教育的滲透仍顯不足，缺乏宏觀地理認(rèn)知與微觀細(xì)節(jié)的聯(lián)系。

地球的演化過程研究具有很強(qiáng)的邏輯性，人教版和湘教版等主流教材中的相關(guān)內(nèi)容也印證了這一點(diǎn)。地球演化歷史的探究性學(xué)習(xí)過程不僅能夠較好地滲透地理學(xué)科核心素養(yǎng)，更具有鍛煉學(xué)生邏輯思維能力的效用，教師應(yīng)在建構(gòu)地球演化歷史的邏輯框架中實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)的培育。首先，地質(zhì)要素與其他地理要素的相互作用是當(dāng)前和未來地質(zhì)學(xué)和地理學(xué)發(fā)展的重要前沿研究領(lǐng)域，地球內(nèi)、外部圈層持續(xù)的物質(zhì)循環(huán)、構(gòu)造活動(dòng)、生命演化和地球的演化過程相互關(guān)聯(lián)，構(gòu)成地球—環(huán)境—生命和?！憽?dú)鈪f(xié)同演化系統(tǒng)。其次，當(dāng)前人地矛盾日益突出，地球上的資源能源、氣候環(huán)境、地質(zhì)災(zāi)害與人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展息息相關(guān)，地球演化過程中伴隨的資源能源富集、生態(tài)環(huán)境變遷及其區(qū)域差異是地球科學(xué)的重點(diǎn)討論方向，[13]對(duì)于探索人類與社會(huì)可持續(xù)發(fā)展路徑和服務(wù)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略具有重要意義。由此可見，“地球的演化”一課的探究性學(xué)習(xí)有助于提高學(xué)生的區(qū)域認(rèn)知水平，提升邏輯思維和綜合思維能力，同時(shí)有利于學(xué)生樹立人地協(xié)調(diào)觀念和國(guó)家戰(zhàn)略觀念，激發(fā)學(xué)生對(duì)未來人類適應(yīng)與影響地球環(huán)境的創(chuàng)新性思考，培養(yǎng)學(xué)生的地理實(shí)踐力。

綜上所述，“地球的演化”一課的內(nèi)容具有較強(qiáng)的邏輯性，探究活動(dòng)過程能夠充分融入地理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，適合作為案例進(jìn)行核心素養(yǎng)在邏輯思維教學(xué)中的滲透設(shè)計(jì)。因此，本文以“地球的演化”為例，從時(shí)間序列、空間地域與地理要素的三維視角，[14]系統(tǒng)討論核心素養(yǎng)培育與地理邏輯思維訓(xùn)練的協(xié)同實(shí)現(xiàn)策略。

三、核心素養(yǎng)在地理邏輯思維教學(xué)中的滲透

鑒于地理邏輯思維能力培養(yǎng)的緊迫性和核心素養(yǎng)培育的重要性，教師在進(jìn)行“地球的演化”教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)以培養(yǎng)地理核心素養(yǎng)為目的，以地理課程標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，基于地理學(xué)科知識(shí)邏輯和學(xué)生認(rèn)知邏輯，由淺入深地設(shè)計(jì)問題鏈與小組活動(dòng)。本節(jié)內(nèi)容對(duì)應(yīng)的課程標(biāo)準(zhǔn)要求為：運(yùn)用地質(zhì)年代表等資料，簡(jiǎn)要描述地球的演化過程。由此可見，地球的演化過程是教學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容。學(xué)生能夠簡(jiǎn)要描述地球的演化過程是課程標(biāo)準(zhǔn)的具體要求，是應(yīng)達(dá)到的教學(xué)目標(biāo)，教學(xué)需要圍繞地球的演化過程展開。目前，主流教材均從前寒武紀(jì)、古生代、中生代和新生代四個(gè)地質(zhì)歷史時(shí)期分別描述地球的演化過程。其中，人教版教材多處文字暗含事物發(fā)展的邏輯性，例如用“晚期，氣候變得干旱，水源稀少，一些兩棲動(dòng)物慢慢進(jìn)化成更能適應(yīng)干燥氣候的爬行動(dòng)物，裸子植物開始出現(xiàn)”來描述晚古生代時(shí)期的地球演化歷史，內(nèi)含生命進(jìn)化與氣候條件的關(guān)系，體現(xiàn)了地理學(xué)整體性思維。教師在實(shí)際教學(xué)時(shí)應(yīng)注重培養(yǎng)學(xué)生在探究地理問題過程中的綜合思維，以“故事教學(xué)”的形式揭示地球演化過程中不同地理要素間的相互作用，并在此基礎(chǔ)上建構(gòu)知識(shí)邏輯框架。

教師采用“故事教學(xué)”的形式時(shí)，應(yīng)把握敘事邏輯與研究邏輯，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)邏輯與證明邏輯，幫助學(xué)生以問題為導(dǎo)向，抓取關(guān)鍵條件，推理探尋動(dòng)力來源，建立因果聯(lián)系，從而內(nèi)化知識(shí)，自主建構(gòu)知識(shí)邏輯體系，提升地理實(shí)踐力與創(chuàng)新能力，衍射更多情境下地理問題的探究思路。[15]就“地球的演化”一課而言，學(xué)生通過閱讀教材文字與地質(zhì)時(shí)期的氣候變化等圖表，理解地球的四個(gè)演化歷史階段發(fā)生的事件，并在此基礎(chǔ)上調(diào)動(dòng)自身地理學(xué)科能力與創(chuàng)造性邏輯思維，發(fā)掘教材內(nèi)容暗含的不同地理要素演化間的關(guān)聯(lián)邏輯，在教師的指導(dǎo)下，靈活建構(gòu)較為豐富和完整的地球演化過程框架。本文結(jié)合主流教材內(nèi)容與前人學(xué)術(shù)研究成果，嘗試以“故事教學(xué)”的形式從整體性與延續(xù)性的角度簡(jiǎn)要描述地球的演化過程并建構(gòu)邏輯框架（見圖1）。

圖1 地球演化歷史的邏輯框架

1.地球環(huán)境演變的整體性

前寒武紀(jì)，地球環(huán)境逐漸宜居。冥古宙是地球初生階段，地球內(nèi)部經(jīng)歷了復(fù)雜而有序的變化，但地球外部并無生命跡象。太古宙時(shí)，地球巖漿活動(dòng)劇烈，火山噴發(fā)頻繁，諸多金屬礦藏得以形成。[16][17][18]此時(shí)，海洋在地球表面占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，大氣圈逐漸形成，地球上出現(xiàn)了藍(lán)細(xì)菌等單細(xì)胞原核生物。元古宙的地殼活動(dòng)依然劇烈。元古宙早期，氣候相對(duì)暖濕，藍(lán)細(xì)菌等單細(xì)胞原核生物繁盛。隨著藍(lán)細(xì)菌釋放的氧氣逐漸積累，大氣圈氧含量上升，地球宜居性增加，進(jìn)一步促進(jìn)了生命的演化，[19][20]海綿等多細(xì)胞真核生物出現(xiàn)。元古宙晚期，進(jìn)入震旦紀(jì)大冰期，氣候變冷，冰川增多，海平面下降，伴隨地殼活動(dòng)，地球出現(xiàn)若干大片陸地。

古生代，地球宜居特征明顯。古生代劇烈的地殼活動(dòng)使海陸格局持續(xù)發(fā)生變化，古生代早期的海洋面積遠(yuǎn)大于現(xiàn)在，加之相對(duì)暖濕的氣候條件，促使海洋中生命大爆發(fā)，三葉蟲、鸚鵡螺和筆石等海生無脊椎硬體動(dòng)物繁盛，并在古生代中期進(jìn)化出了魚形脊椎動(dòng)物。在地殼活動(dòng)的影響下，古生代中后期海洋面積逐步縮小，后期各塊大陸匯聚形成聯(lián)合古陸，生物也隨之?dāng)[脫水域。[21]此時(shí)，地球上出現(xiàn)了苔蘚等陸地低等植物，蕨類植物和兩棲動(dòng)物也相繼出現(xiàn)，繁茂的蕨類植物森林使古生代后期成為重要的成煤期。古生代晚期，氣候逐漸變得干旱，水源稀少，兩棲動(dòng)物開始向爬行動(dòng)物進(jìn)化，蕨類植物開始向裸子植物進(jìn)化。[22]古生代末期，地球環(huán)境受天體物理或地球物理擾動(dòng)而發(fā)生了劇烈變化，地球的宜居性下降，約95%的物種滅絕。[23]

中生代，宜居地球更具生機(jī)。伴隨劇烈的地殼活動(dòng)，聯(lián)合古陸逐漸解體，陸地面積也顯著擴(kuò)大，環(huán)太平洋地帶形成了高大山脈，該地頻繁的巖漿活動(dòng)造就了豐富的金屬礦產(chǎn)。[24][25][26]在總體溫暖干燥的氣候條件下，裸子植物繁盛，被子植物出現(xiàn)，中生代成為了重要的造煤時(shí)期。同時(shí)，豐富的食物使爬行動(dòng)物在陸地盛行，恐龍出現(xiàn)并迅速走向繁盛。此時(shí)，地理環(huán)境的區(qū)域性仍不可忽視，中生代全球氣候總體相對(duì)暖干，但為追求生境宜居，恐龍繁盛區(qū)域的氣候環(huán)境通常相對(duì)溫濕。[27][28]隨著后期氣溫緩慢降低，鳥類和哺乳動(dòng)物等恒溫動(dòng)物相繼出現(xiàn)。[29][30]中生代末期，地球環(huán)境劇變，宜居性下降，生物大滅絕重現(xiàn)。[31]

新生代，宜居地球孕育出高級(jí)智慧生命——人類。地殼活動(dòng)使現(xiàn)代海陸分布格局逐漸形成，喜馬拉雅山等高大山脈和高原隆起。[32]新生代早期暖濕的氣候使哺乳動(dòng)物和被子植物繁盛，靈長(zhǎng)類動(dòng)物出現(xiàn)，并在第四紀(jì)時(shí)進(jìn)化出人類。[33]第四紀(jì)大冰期時(shí)全球的氣溫總體偏低，氣候呈現(xiàn)冷（冰期）暖（間冰期）交替特征，隨之變化的冰川與海陸格局又使生物分布發(fā)生變化。

2.地球環(huán)境演變的延續(xù)性

地球內(nèi)、外圈層是一個(gè)相互作用、協(xié)同演化的有機(jī)整體，不同地區(qū)在演化過程中帶有明顯的區(qū)域特征。不同要素自身的演化過程還具有延續(xù)性，尤其體現(xiàn)在生命演化方面。生命演化具有由低級(jí)向高級(jí)、由簡(jiǎn)單向復(fù)雜的規(guī)律，由最初的單細(xì)胞原核生物進(jìn)化到多細(xì)胞真核生物，再分化出植物與動(dòng)物。植物經(jīng)歷了由藻類、蕨類到裸子植物、被子植物的演化階段，動(dòng)物則經(jīng)歷了由無脊椎動(dòng)物、魚形動(dòng)物、兩棲動(dòng)物到爬行動(dòng)物、哺乳動(dòng)物，最終進(jìn)化出人類的演化歷程。而人類活動(dòng)導(dǎo)致的全球范圍內(nèi)的環(huán)境變化，正逐漸將地球演變進(jìn)程推離既定的軌道。[34]今后，人類需竭力珍惜與維護(hù)地球的宜居性，避免因人類對(duì)環(huán)境的擾動(dòng)而使地球進(jìn)入新一輪物種大滅絕。

就“地球的演化”一課的教學(xué)設(shè)計(jì)而言，學(xué)生應(yīng)在教師指導(dǎo)與提示下，通過尋找證據(jù)、自主推理、合作探究，領(lǐng)悟地球演化的整體性和延續(xù)性，體會(huì)宜居地球的珍貴，由此實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)在地理邏輯思維訓(xùn)練過程中的滲透。首先，學(xué)生觀察化石和地層的實(shí)物與圖片，通過抽象概括形成地理概念，明確古生物化石和生物地質(zhì)記錄（如層疊石）等是地球演化的直接證據(jù)和斷代依據(jù)，[35]能夠根據(jù)化石和地層特征判斷區(qū)域古地理環(huán)境及時(shí)間順序，提升地理實(shí)踐力。其次，學(xué)生運(yùn)用地質(zhì)年代表等資料，結(jié)合教材和景觀圖片，通過合理的演繹推理，簡(jiǎn)要闡述前寒武紀(jì)、古生代、中生代、新生代在地殼活動(dòng)、礦產(chǎn)形成、海陸變遷、生命演化和氣候變化等方面的演變路徑和因果關(guān)聯(lián)，靈活構(gòu)建地球演化的邏輯框架，說明地球演化歷史的延續(xù)性和地理環(huán)境的整體性、區(qū)域性，提升綜合思維、地理實(shí)踐力和區(qū)域認(rèn)知能力。最后，學(xué)生理解地理事物時(shí)刻參與物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)，學(xué)會(huì)以動(dòng)態(tài)和相對(duì)的空間觀探究地理事物的結(jié)構(gòu)、關(guān)系與整體功能。鑒古知今，展望宜居地球的未來，尊重自然規(guī)律，以實(shí)際行動(dòng)減輕人類活動(dòng)對(duì)環(huán)境的干擾，珍惜地球的宜居性，樹立人地協(xié)調(diào)觀。

此外，有條件的學(xué)校還可以在校本課程中融合地球科學(xué)與生命科學(xué)，科普地質(zhì)歷史時(shí)期生命演化事件的遺傳學(xué)基礎(chǔ)、第四紀(jì)氣候—生命—海陸—資源協(xié)同演化效應(yīng)、人類對(duì)全球氧循環(huán)的影響等前沿科研成果。激發(fā)學(xué)生興趣，強(qiáng)化人地協(xié)調(diào)觀，同時(shí)提高學(xué)生的地球科學(xué)素養(yǎng)和多學(xué)科交叉邏輯思維水平，為新時(shí)期的人才培養(yǎng)作前瞻性鋪墊，進(jìn)而服務(wù)國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略。

四、結(jié)論與展望

本文以“地球的演化”為例，探討了探究性學(xué)習(xí)過程中核心素養(yǎng)培育與地理邏輯思維訓(xùn)練的實(shí)現(xiàn)策略。大單元教學(xué)視角下，“地球的演化”描述的表層邏輯為地理要素演化的延續(xù)性及要素間的關(guān)聯(lián)性，底層邏輯為宜居地球的變遷，而地球的宜居性恰為第一章“宇宙中的地球”暗含的邏輯主線。因此，本課教學(xué)過程應(yīng)貫穿地球宜居性的演變，并著眼于地球宜居性的維護(hù)與展望。學(xué)生通過歸納、演繹、推理與合作探究，靈活運(yùn)用化石和地層等證據(jù)判斷地質(zhì)年代與古地理環(huán)境，并從地理環(huán)境的整體性、區(qū)域性與延續(xù)性角度，描述宜居地球不同地理要素的演變歷史、規(guī)律及要素關(guān)聯(lián)，感悟宜居地球的珍貴，由內(nèi)到外切實(shí)將保護(hù)環(huán)境落實(shí)于行動(dòng)。在提升邏輯思維能力的過程中，學(xué)生的人地協(xié)調(diào)觀、綜合思維、區(qū)域認(rèn)知及地理實(shí)踐力也得到了培養(yǎng)，同時(shí)激發(fā)了學(xué)生對(duì)地球科學(xué)的探索興趣。

未來以“地球的宜居性”為線索，可以進(jìn)一步挖掘梳理“宇宙中的地球”的邏輯脈絡(luò)，建構(gòu)大單元概念下“宜居地球”的存在條件、要素協(xié)調(diào)與演變軌跡的邏輯框架，將其他學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)融入到邏輯思維教學(xué)中。在知識(shí)記憶之外，教師要更加關(guān)注學(xué)生在方法掌握、智力開發(fā)、素質(zhì)提升等方面的進(jìn)步。