三種常見的地理空間思維能力──以幾道高考題為例

淮陰師范學院城市與環境學院 （223300） 封海洋江蘇省昆山中學（215300） 陳炳飛淮陰師范學院城市與環境學院 （223300） 尚正永

三種常見的地理空間思維能力──以幾道高考題為例

淮陰師范學院城市與環境學院 （223300） 封海洋
江蘇省昆山中學（215300） 陳炳飛
淮陰師范學院城市與環境學院 （223300） 尚正永

地理學科具有顯著的空間特點，各種地理思維活動常常需要借助地理圖形展開。教師要經常引導學生根據已知條件，結合已有經驗，通過想象、加工和轉換，構建心理地圖或者構畫簡易圖形，并啟發學生借助這些地圖變換思維角度，整合思維成果，進而形成良好的地理空間思維能力。本文試以幾道高考題為例，分析學生需要養成的三種常見的地理空間思維能力。

一、“圖圖轉換”的對應思辨能力

先根據題目中的已知條件和解題需要，將原圖轉換成新圖，一般情況下，新圖與原圖在空間維度、表示方式等方面要存在明顯的差異。然后，將同一地理問題置于不同的空間圖形下進行比對、思辨，進而使隱含的信息變得明晰，感性的思維趨于理性。

1. 從平面圖到立體圖

【例1】（2008年江蘇卷）圖1是“某地地形簡圖”，M點位于36.5°N。兩位中學生分別到達P、M點，測量并計算出兩點相對高度是288米。讀圖回答第1題。

圖1

圖2

1. 冬至日正午，M峰頂的影子正好移至P點，則P、M之間的水平距離大約是

A. 300米 B. 400米 C. 500米 D. 600米

圖1是平面的等高線圖，直接根據圖1分析和解決問題顯得比較抽象；如果將其轉換為圖2所示的垂直剖面示意圖，題目中顯性和隱性的信息，及其它們之間的關系變得具體、明朗，思考過程也變得簡約、明了，根據圖2就能直接進行計算：冬至日，該地正午太陽高度=90°-（23.5°+36.5°）=30°，P、M之間的相對高度OM為288米，則兩地的水平距離OP＝288ctg30°≈500米，答案為C。

2. 從景觀圖到示意圖

【例2】（2009年天津文綜卷）科考隊員在北極點附近某處一天中不同時刻拍攝了太陽照片。觀察圖3所示的照片，回答第2題。

圖3

圖4

2. 太陽位于a所指位置時，拍攝者看到的太陽方位和他所在地的地方時分別是

A. 正北 0:00 B. 正北 12:00

C. 正南 0:00 D. 正南 12:00

地理素養較高的學生根據圖3，往往能憑直覺推出答案：該地這一天是極晝，a時刻太陽高度最小，應為子夜0時；該地在北極點附近，正午12點太陽應位于正南方，子夜0時太陽位于正北方，答案為A。

仔細分析上述推理過程，不難發現，其潛在的依據是學生已學的知識（極點附近太陽周日視運動規律），而這種憑直覺分析問題的方法顯得不是很可靠。因此，我們不如將題目中的景觀圖，還原為平時學習過程中常用的示意圖（圖4），使北極附近太陽周日運行的規律明朗化，這樣，我們就可以通過比對兩圖，清楚地看出圖3中的a相當于圖4中的A位置，進而更理性、更準確地解決問題。

二、“讀文生圖”的空間構想能力

讀文生圖，是指學生看到文字表述的地理信息后，能夠在大腦中迅速聯想、建立起正確的相關圖形，這些圖形包括地理分布圖、統計圖、示意圖、模式圖、景觀圖等各種各樣有意義的地圖。讀文生圖，需要學生具有扎實的地理基礎知識，以及豐富的空間想象和靈活的加工運用能力。

1. 聯想熟圖

【例3】（2008年上海卷）用實驗模擬沿地表作水平運動物體的地轉偏向現象：甲同學打開傘，抬頭目視傘面內側，順時針轉傘；乙同學向轉動的傘面頂部滴紅墨水，并觀察紅墨水流動過程。

3. 紅墨水在傘面上流動的軌跡為

A. 先偏右后偏左 B. 向右偏轉

C. 先偏左后偏右 D. 向左偏轉

4. 該實驗存在的主要不足是

①未模擬出越過赤道后的地轉偏向現象

②沒能模擬出緯向運動的地轉偏向現象

③未模擬出高緯向低緯運動的地轉偏向現象

④傘面轉動與地球自轉的實際差別很大

A. ①②④ B. ②③④ C. ①③④ D. ①②③

顯然，解答本題繞不開對相關空間圖形的想象和比對，明確這一思維路徑后，我們可以根據題目中的文字信息，聯想起儲存在大腦中的類似圖形，想象出圖5所示的旋轉的傘面圖（向上仰視為順時針），以及圖6所示的地球自轉示意圖。

圖5

圖6

然后，通過比較兩圖的旋轉方向和形狀，易知“傘面”只表示北半球，容易推出第3題的答案為B；圖5中，紅墨水在重力作用下沿傘面向下運動，類似于北半球從高緯向低緯的運動，易知第4題的答案為A。這樣，基于題目中的文字信息，想象、比照兩幅“似而不同”的心理地圖，為思維找到了具體的“落腳點”，進而順利完成問題的解答。

2. 構建新圖

【例4】（2009年海南卷）一些課外活動小組，分別觀測了其所在學校旗桿日出時的影子OM和正午的影子ON之間夾角——∠MON的變化情況。據此完成第5題。

5. 某校一年之內絕大部分時間∠MON接近直角，該校可能位于

A. 中亞 B. 西亞 C. 東南亞 D. 南歐

解答本題時，最好將文字信息轉化為∠MON示意圖。而這一圖形的建立，需要調動已有的知識和經驗進行加工、組合：正午物影ON的朝向存在正南、正北和長度為零（ON3）三種可能性；題中涉及的四個地區均無極晝、極夜現象，其日出方向有東北、正東和東南三種可能，因而OM有朝向西南、正西和西北三種情況（圖7）。

圖7

有了圖7，分析起來就直觀、容易得多：∠MON接近直角的條件是日出時的影子接近正西（OM1），滿足該條件的一種情況是太陽直射點在赤道上，另一種情況是該校位于赤道附近，而一年中絕大部分時間太陽直射點不在赤道上，只有當該校位置最接近赤道時，才滿足題目要求，答案為C。

三、“動態聯系”的綜合分析能力

運用已經習得的地理基本原理和基本規律，在大腦中建立起動態變化的空間圖形，將“問題”涉及的不同地理要素及其時空變化聯系起來，可以全面、綜合地分析地理問題。地理空間圖形的動態聯系是對地理客觀規律的高度抽象，因而是地理空間思維較高級的形式。

【例5】（2009年海南卷）一些課外活動小組，分別觀測了其所在學校旗桿日出時的影子OM和正午的影子ON之間夾角——∠MON的變化情況。據此完成第6題。

6. 江蘇某學校，在一個月內觀測到∠MON發生了小一大一小的變化。該月是

A. 3月 B. 6月 C. 9月 D. 12月

江蘇的正午日影永遠朝向正北，可以先將圖7簡化為圖8（OM2、OM3表示OM一年中的最北界和最南界）。

圖8

∠MON的變化取決于OM的變動，OM的變動是因為日出方向的變化，而日出方向的變化又源于太陽直射點的南北移動。基于這一認識，可以在大腦中構畫出一幅動態聯系圖（圖9）：太陽直射點在赤道、南回歸線、北回歸線時，日出方向分別用OP1、OP2、OP3表示，日影方向分別對應為OM1、OM2、OM3，OP2、OP3分別是東偏南和東偏北的最大角度；當右圖中太陽直射點向南、向北移動時，左圖中日出方向和日影方向隨之變動。

根據圖9容易判斷：當太陽直射點向北移動時，日出方向從OP2到OP1到OP3隨之北移，物影方向相應地從OM2到OM1到OM3，即 ∠MON不斷變大；相反，當太陽直射點向南移動時， ∠MON不斷變小。 “在一個月內∠MON發生了小一大一小的變化”，說明太陽直射點先向北移、再向南移，只有6月份符合條件，答案為B。

在大腦中建立動態聯系的空間圖形，不僅架設了思維的橋梁，使問題迎刃而解；同時，構建和運用動態聯系圖形的心理過程，本身也充滿了邏輯的、靈動的美感，是一種非常有趣、有價值的空間思維活動。

圖9

（責任編校：朱楠）