試論地理空間思維教與學的新視角

林元龍

美國地理學家哈特向（R·Hartshorne）認為“地理學家的任務就是用空間來描述和分析現象的相互作用，并加以綜合。”英國地理課程專家在《地理教育》一書中指出：“無論對地理學的某一具體領域存在著怎樣的個人偏愛，但地理總是不可避免地涉及空間位置、空間分布、空間組合、空間聯系。”

一、問題提出的緣由

1.基于地理學科的特點與核心地理觀點

地理學是研究地理自然環境和社會環境及人類活動與地理環境相互作用的一門科學，其主要特征之一為空間性，它所關注的是人與環境在特定地點和位置的相互作用。地理科學從空間的角度出發，重點研究地理事物的空間分布特征和空間結構形態，同時也說明地理事物之間的空間差異性和空間聯系性，從而推導出地理事物的空間運動以及發展規律。由于地理學科這一特性，所以其核心觀點是觀察地理事物的發展動態和分析地理問題時側重空間視角，即在提出具體的地理事物時從空間的角度出發，分析問題時以空間思維能力為主導，解決問題又落到地域性即人和空間的關系上。

2.基于地理學科的基本概念與三個視角

地理學的五個基本概念是：位置和分布、地方、人與環境的關系、空間的相互作用、區域。地理學的三個視角是：①從時間動態觀察世界，認識地區（地域）特征及人類與環境的發生、發展及變化過程；②從空間觀察世界，認識區域特征、人類與事物的空間分布和地域組合，即從空間表述人類與地理環境關系和從空間分布觀察認識世界的空間觀念，把握分析問題的空間尺度；③從人地相互作用綜合觀察世界，認識人類與環境在特定地點和位置的相互作用，即綜合的思想方法。地理學科的基本概念與三個視角在地理教與學中都要從空間出發，最終還原于空間。如圖1。

3.基于地理學科的教與學實踐與學生終身發展

在高中階段的地理學習中，一部分學生存在學習困難，主要原因是學生空間思維能力欠缺。傳統教學價值觀是重知識、輕技能，重理論、輕實踐，重“教”法、輕“學”法，靜態過程多于動態發展。該教學模式未能深入學生形成空間概念的認知過程之中，教師無法有效引導學生在頭腦中加工地理表象的過程。《普通高中地理課程標準》明確闡釋了“地理學不僅研究地理事物的空間分布和空間結構，而且闡明地理事物的空間差異和空間聯系，并致力于揭示地理事物的空間運動、空間演變規律”的課程性質。地理空間思維能力被視作地理學科特殊能力的核心要素，列入現代公民必備的地理素養要求。

二、地理空間思維的內涵

通過文獻查閱，有關地理空間思維教與學的策略，不同學者認知側重點有所不同。其代表觀點主要有三種：其一，認為應當以圖代文培養地理空間思維能力；其二，認為應當加強直觀演示使空間思維具體化；其三，認為應當以反思方法培養地理空間思維。目前，在地理空間思維教與學策略方面出現的問題：一是忽略“地理空間思維”內涵的界定而造成因果關系混亂，讓地理教師很難把相關理論和結論引入到實際教學中；二是關于地理空間思維具體領域不明確而造成教與學策略邏輯混亂、針對性不強。

1.地理空間思維內涵

地理空間思維是對地理事物、現象、圖像的觀察、分析、比較、概括、抽象與綜合等多個維度思考，從而在頭腦中創造性地形成它們的空間形象的心理過程。空間思維要素構成如表1。

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2. 地理空間思維領域

地理空間思維領域：地理空間形象思維、地理空間定位思維、地理空間結構思維、地理空間相互作用思維、地理空間比較思維和地理空間綜合思維。如圖2。

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三、地理空間思維教與學的策略

1. 地理空間形象思維教與學的策略

（1）地理空間形象思維的內涵：通過對地理空間要素、空間條件的直覺、類比、聯想、想象等思維形式在頭腦中形成地理事物空間形象的心理過程。

（2）教與學的策略：地圖是地理空間思維的載體，各種思維活動常要借助地圖進行展開。圖文轉化和換位能引發學生的知識聯想，開拓思路，啟發思維。這是地理教學中培養學生創新能力的重要環節。但教學應注意其知識容量和深度大大增加，需要學生具備一定的系統知識和能力，同時課堂教學做到討論—求異—反思—辨析—質疑。

（3）事例：①以圖釋文。以直觀圖像表述教材中的文字內容，由抽象思維向形象思維轉化。例圖3工廠的布局：圖中M為市場，N為原料供給地，以市場M或原料N為中心的同心圓表示單位運費等值圖。若生產每噸產品需要原料8噸，原料和產品每噸每公里運費相同，工廠的布局僅考慮運費，則下列地點最適合布局該工廠的是何處？據圖，從成本核算上考慮，很容易得出，產品比原料重量大大減輕的工業部門應布局在原料產地，使學生直觀理解原料指向型工業的涵義。

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②以圖釋圖。用新圖表述、歸結原圖，特別是一些學生很陌生視角下的圖形，需轉換成學生熟悉的常用圖形，從而降低難度，解決問題。例圖4氣候變式圖：用氣候的曲線和柱狀圖替代、解釋氣候的點狀圖，會使學生更熟悉，實現圖形之間的相互轉化，提高從材料中獲取信息的能力。

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③圖像疊加。通過疊—嵌等方式，不斷調整改組原有的認知結構，實現知識遷移，形成新的問題情景。例圖5要素疊加變式圖：在中國水系圖基礎上疊加溫度帶和地形階梯分界線信息，可讓學生分析河流的水文特征或分析各地農業生產的自然條件；再疊加中國主要的礦產資源和城市信息，可讓學生分析國內資源調配的方向及原因、城市發展的區位條件等，從而全面地綜合認識一個地區的區域地理特征。

④圖的旋轉換位。不改變原圖，通過換—變等方式多方面變換條件，培養學生對地圖運用的各種能力，實現知識遷移。例圖6等值線變式圖：假定為等高線圖、假定為等溫線圖、假定為等壓線圖、假定為等降水量線圖、假定為等震線圖、假定為等深線圖、假定為等鹽度線圖、假定為日照時數等線圖、假定為等太陽輻射量線圖等，運用判斷的一般方法、原則進行實際應用。

2. 地理空間定位思維教與學的策略

（1）地理空間定位思維的內涵：對地理事物、地理現象進行空間位置判定的心理過程。

（2）教與學的策略：位置及其空間關系是地圖的核心。區域空間定位能力形成對地理知識宏觀上的整體把握，并把知識間的聯系納入到學生的知識結構，內化為學生自己的經驗。但要注意不僅需要構建靜態的心理地圖，還要形成動態心理地圖。

（3）事例：①絕對定位法。主要經緯線及交叉。例圖7全球的區域位置：選擇典型的經緯線在腦海中形成完整經緯網。②相對定位法。以主要的地理事物或經緯線為參照物的相對位置定位。③典型特征定位。利用區域地理環境的典型特征如輪廓的形狀、地形起伏特點、河流、湖泊等。

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3.地理空間結構思維教與學的策略

（1）地理空間結構思維的內涵：對地理事物、地理要素在空間上的分布狀態進行排列、組合的心理過程。

（2）教與學的策略：地理空間結構是由點、線、面三個基本要素及相互結合在一起構成。引導學生從呈現于地圖、表格和曲線圖中的信息中辨識地理空間格局，運用多種方法對地理空間格局進行解釋，畫出地理空間格局。

（3）事例：點是由地理事物在地理空間上集聚而形成的點狀分布形態；線是由地理事物在地理空間上所呈現出的線狀分布形態；面是由地理事物在地理空間上所表現出的面狀分布形態。例圖8由點、線、面構成的工業區域圖。

4.地理空間相互作用思維教與學的策略

（1）地理空間相互作用思維的內涵：對地理事物、地理要素在空間上進行物質、能量、信息的傳遞、交換和交流的心理過程。

（2）教與學的策略：地理事物、現象在一定空間中并不是孤立存在的，它總是和其它地理事物、現象之間存在著這樣或那樣的聯系。地理空間相互作用體現于兩種形式：一是地理要素間的相互作用；二是區域間的相互作用。使學生理解區域間的相互依存性，從而培養學生的全球觀念和國際意識。

（3）事例：在學習河流的沉積作用時，引導學生分析河流上游的沉積物及原因；分析河流中游的沉積物及原因；分析河流下游的沉積物及原因；描述整條河流有何沉積規律；區分不同外力作用下沉積物分布規律等。

5.地理空間比較思維教與學的策略

（1）地理空間比較思維的內涵：確定地理事物、地理要素和地理現象在空間上的差異點和共同點的心理過程。

（2）教與學的策略：比較是進行其它空間思維的橋梁。用比較方法認識地理特征，理解同一地理事象在不同地區的分布特征，以及不同地理事象在同一區域的分布，分析其形成原因及其各要素間的相互關系。比較的方法有地理事象或本質的比較；類型結構的比較；狀態或過程的比較等。

（3）事例：如表2冷鋒與暖鋒的區別認識。

6.地理空間綜合思維教與學的策略

（1）地理空間綜合思維的內涵：對一定空間上的地理事物和地理現象進行多個維度思考的心理過程。

（2）教與學的策略：由于地理知識的綜合性，應采用多重編碼的方式簡化、加工、轉化、聯想、交流等。地理空間綜合包括有一定空間上自然地理與人文地理的綜合；一定空間內各自然要素之間的綜合；一定空間內各人文要素之間的綜合；系統地理與區域地理的綜合。

（3）事例：例圖9氣候分布規律及成因與自然帶。

四、結語

學習者因生活媒體因素、個人認知因素、學習環境因素的影響，往往形成個性的空間思維定勢即空間思維“前概念”，并在感情、理智上都很依賴這些前概念。因而，地理空間思維教與學過程中，需借助與發揮“前概念”的積極優勢，克服“前概念”的消極影響。

其一，概念轉變學習理論認為，若空間思維的“前概念”與科學概念相一致，則會為學習起到“腳手架”的支持作用。因而，利用學生“前概念”中的積極優勢，便于學習者的地理空間思維不斷地做同化、順應、統整和改變，以融合新的概念和擴展舊的知識結構，從而完善自己的地理空間思維。

其二，建構主義學習理論認為，學生對地理空間思維的學習與建構都是基于原有的認知結構，那么，“前概念”便是深入繼續學習的物質基礎。因而，利用學生前概念中的合理成分，教師可以此引導學生，使之成為科學地理空間思維結構的“固著點”，使新概念更迅速準確地內化到個體概念網絡，也有利于長時記憶。

其三，學習者也有很多空間思維的“前概念”與科學的空間思維內涵不一致，會影響對地理新知識的同化和順應，更有甚者，會歪曲新知識的意義，使學生產生新的錯誤的“前概念”，從而變成地理學習的障礙。因而，地理空間思維教與學過程中，要及時糾正、去除消極干擾作用，以免因對地理材料、事象、原理等的片面、錯誤理解而形成“前概念”造成知識結構的混亂。▲

2. 地理空間定位思維教與學的策略

（1）地理空間定位思維的內涵：對地理事物、地理現象進行空間位置判定的心理過程。

（2）教與學的策略：位置及其空間關系是地圖的核心。區域空間定位能力形成對地理知識宏觀上的整體把握，并把知識間的聯系納入到學生的知識結構，內化為學生自己的經驗。但要注意不僅需要構建靜態的心理地圖，還要形成動態心理地圖。

（3）事例：①絕對定位法。主要經緯線及交叉。例圖7全球的區域位置：選擇典型的經緯線在腦海中形成完整經緯網。②相對定位法。以主要的地理事物或經緯線為參照物的相對位置定位。③典型特征定位。利用區域地理環境的典型特征如輪廓的形狀、地形起伏特點、河流、湖泊等。

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3.地理空間結構思維教與學的策略

（1）地理空間結構思維的內涵：對地理事物、地理要素在空間上的分布狀態進行排列、組合的心理過程。

（2）教與學的策略：地理空間結構是由點、線、面三個基本要素及相互結合在一起構成。引導學生從呈現于地圖、表格和曲線圖中的信息中辨識地理空間格局，運用多種方法對地理空間格局進行解釋，畫出地理空間格局。

（3）事例：點是由地理事物在地理空間上集聚而形成的點狀分布形態；線是由地理事物在地理空間上所呈現出的線狀分布形態；面是由地理事物在地理空間上所表現出的面狀分布形態。例圖8由點、線、面構成的工業區域圖。

4.地理空間相互作用思維教與學的策略

（1）地理空間相互作用思維的內涵：對地理事物、地理要素在空間上進行物質、能量、信息的傳遞、交換和交流的心理過程。

（2）教與學的策略：地理事物、現象在一定空間中并不是孤立存在的，它總是和其它地理事物、現象之間存在著這樣或那樣的聯系。地理空間相互作用體現于兩種形式：一是地理要素間的相互作用；二是區域間的相互作用。使學生理解區域間的相互依存性，從而培養學生的全球觀念和國際意識。

（3）事例：在學習河流的沉積作用時，引導學生分析河流上游的沉積物及原因；分析河流中游的沉積物及原因；分析河流下游的沉積物及原因；描述整條河流有何沉積規律；區分不同外力作用下沉積物分布規律等。

5.地理空間比較思維教與學的策略

（1）地理空間比較思維的內涵：確定地理事物、地理要素和地理現象在空間上的差異點和共同點的心理過程。

（2）教與學的策略：比較是進行其它空間思維的橋梁。用比較方法認識地理特征，理解同一地理事象在不同地區的分布特征，以及不同地理事象在同一區域的分布，分析其形成原因及其各要素間的相互關系。比較的方法有地理事象或本質的比較；類型結構的比較；狀態或過程的比較等。

（3）事例：如表2冷鋒與暖鋒的區別認識。

6.地理空間綜合思維教與學的策略

（1）地理空間綜合思維的內涵：對一定空間上的地理事物和地理現象進行多個維度思考的心理過程。

（2）教與學的策略：由于地理知識的綜合性，應采用多重編碼的方式簡化、加工、轉化、聯想、交流等。地理空間綜合包括有一定空間上自然地理與人文地理的綜合；一定空間內各自然要素之間的綜合；一定空間內各人文要素之間的綜合；系統地理與區域地理的綜合。

（3）事例：例圖9氣候分布規律及成因與自然帶。

四、結語

學習者因生活媒體因素、個人認知因素、學習環境因素的影響，往往形成個性的空間思維定勢即空間思維“前概念”，并在感情、理智上都很依賴這些前概念。因而，地理空間思維教與學過程中，需借助與發揮“前概念”的積極優勢，克服“前概念”的消極影響。

其一，概念轉變學習理論認為，若空間思維的“前概念”與科學概念相一致，則會為學習起到“腳手架”的支持作用。因而，利用學生“前概念”中的積極優勢，便于學習者的地理空間思維不斷地做同化、順應、統整和改變，以融合新的概念和擴展舊的知識結構，從而完善自己的地理空間思維。

其二，建構主義學習理論認為，學生對地理空間思維的學習與建構都是基于原有的認知結構，那么，“前概念”便是深入繼續學習的物質基礎。因而，利用學生前概念中的合理成分，教師可以此引導學生，使之成為科學地理空間思維結構的“固著點”，使新概念更迅速準確地內化到個體概念網絡，也有利于長時記憶。

其三，學習者也有很多空間思維的“前概念”與科學的空間思維內涵不一致，會影響對地理新知識的同化和順應，更有甚者，會歪曲新知識的意義，使學生產生新的錯誤的“前概念”，從而變成地理學習的障礙。因而，地理空間思維教與學過程中，要及時糾正、去除消極干擾作用，以免因對地理材料、事象、原理等的片面、錯誤理解而形成“前概念”造成知識結構的混亂。▲

2. 地理空間定位思維教與學的策略

（1）地理空間定位思維的內涵：對地理事物、地理現象進行空間位置判定的心理過程。

（2）教與學的策略：位置及其空間關系是地圖的核心。區域空間定位能力形成對地理知識宏觀上的整體把握，并把知識間的聯系納入到學生的知識結構，內化為學生自己的經驗。但要注意不僅需要構建靜態的心理地圖，還要形成動態心理地圖。

（3）事例：①絕對定位法。主要經緯線及交叉。例圖7全球的區域位置：選擇典型的經緯線在腦海中形成完整經緯網。②相對定位法。以主要的地理事物或經緯線為參照物的相對位置定位。③典型特征定位。利用區域地理環境的典型特征如輪廓的形狀、地形起伏特點、河流、湖泊等。

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3.地理空間結構思維教與學的策略

（1）地理空間結構思維的內涵：對地理事物、地理要素在空間上的分布狀態進行排列、組合的心理過程。

（2）教與學的策略：地理空間結構是由點、線、面三個基本要素及相互結合在一起構成。引導學生從呈現于地圖、表格和曲線圖中的信息中辨識地理空間格局，運用多種方法對地理空間格局進行解釋，畫出地理空間格局。

（3）事例：點是由地理事物在地理空間上集聚而形成的點狀分布形態；線是由地理事物在地理空間上所呈現出的線狀分布形態；面是由地理事物在地理空間上所表現出的面狀分布形態。例圖8由點、線、面構成的工業區域圖。

4.地理空間相互作用思維教與學的策略

（1）地理空間相互作用思維的內涵：對地理事物、地理要素在空間上進行物質、能量、信息的傳遞、交換和交流的心理過程。

（2）教與學的策略：地理事物、現象在一定空間中并不是孤立存在的，它總是和其它地理事物、現象之間存在著這樣或那樣的聯系。地理空間相互作用體現于兩種形式：一是地理要素間的相互作用；二是區域間的相互作用。使學生理解區域間的相互依存性，從而培養學生的全球觀念和國際意識。

（3）事例：在學習河流的沉積作用時，引導學生分析河流上游的沉積物及原因；分析河流中游的沉積物及原因；分析河流下游的沉積物及原因；描述整條河流有何沉積規律；區分不同外力作用下沉積物分布規律等。

5.地理空間比較思維教與學的策略

（1）地理空間比較思維的內涵：確定地理事物、地理要素和地理現象在空間上的差異點和共同點的心理過程。

（2）教與學的策略：比較是進行其它空間思維的橋梁。用比較方法認識地理特征，理解同一地理事象在不同地區的分布特征，以及不同地理事象在同一區域的分布，分析其形成原因及其各要素間的相互關系。比較的方法有地理事象或本質的比較；類型結構的比較；狀態或過程的比較等。

（3）事例：如表2冷鋒與暖鋒的區別認識。

6.地理空間綜合思維教與學的策略

（1）地理空間綜合思維的內涵：對一定空間上的地理事物和地理現象進行多個維度思考的心理過程。

（2）教與學的策略：由于地理知識的綜合性，應采用多重編碼的方式簡化、加工、轉化、聯想、交流等。地理空間綜合包括有一定空間上自然地理與人文地理的綜合；一定空間內各自然要素之間的綜合；一定空間內各人文要素之間的綜合；系統地理與區域地理的綜合。

（3）事例：例圖9氣候分布規律及成因與自然帶。

四、結語

學習者因生活媒體因素、個人認知因素、學習環境因素的影響，往往形成個性的空間思維定勢即空間思維“前概念”，并在感情、理智上都很依賴這些前概念。因而，地理空間思維教與學過程中，需借助與發揮“前概念”的積極優勢，克服“前概念”的消極影響。

其一，概念轉變學習理論認為，若空間思維的“前概念”與科學概念相一致，則會為學習起到“腳手架”的支持作用。因而，利用學生“前概念”中的積極優勢，便于學習者的地理空間思維不斷地做同化、順應、統整和改變，以融合新的概念和擴展舊的知識結構，從而完善自己的地理空間思維。

其二，建構主義學習理論認為，學生對地理空間思維的學習與建構都是基于原有的認知結構，那么，“前概念”便是深入繼續學習的物質基礎。因而，利用學生前概念中的合理成分，教師可以此引導學生，使之成為科學地理空間思維結構的“固著點”，使新概念更迅速準確地內化到個體概念網絡，也有利于長時記憶。

其三，學習者也有很多空間思維的“前概念”與科學的空間思維內涵不一致，會影響對地理新知識的同化和順應，更有甚者，會歪曲新知識的意義，使學生產生新的錯誤的“前概念”，從而變成地理學習的障礙。因而，地理空間思維教與學過程中，要及時糾正、去除消極干擾作用，以免因對地理材料、事象、原理等的片面、錯誤理解而形成“前概念”造成知識結構的混亂。▲