高中地理教學中學生空間思維能力的培養

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高中地理教學中學生空間思維能力的培養

◎福建省福安職業技術學校蔡水林

培養學生的空間思維能力是中學地理教學中的一項重要任務，也是學好地理科學知識的重要保障和基礎。本文結合筆者多年的教學實踐，對于在地理課堂教學中如何培養學生地理空間思維能力、提高課堂教學效率提出相應的教學方法與策略。

課堂教學；地理空間思維；能力培養

在地理教學實踐中，我們發現只要涉及到需要學生發揮空間想象能力，或運用地理空間思維能力學習、理解或應用某個地理知識時，學生往往無從下手，出錯率總是很高。例如：運用太陽光照圖計算某地的正午太陽高度角、區時及地方時；運用等高線圖來判斷地形類型、地形部位，利用等高線和等潛水位線判斷河水與潛水（地下水）的相互補給關系；運用地形圖來說明某一高大山脈東西兩側氣候、自然帶的差異等等。事實上，在地理學習過程中隨時隨地都需要運用地理空間思維能力來思考并解決問題。地理空間思維能力是學好地理的一項必備能力，但它同時又是學生學好地理的瓶頸。因此，地理課堂教學中應重視培養學生的地理空間思維能力，以達到事半功倍的教學效果。

一、空間思維能力是地理學習的保障和基礎

心理學家把空間思維概括為：通過具體形象、表象來思考，并上升到抽象的一種思維活動。而地理學科中的空間概念，與其他學科中的空間概念不完全相同，它是專指宇宙及地表上具有有機聯系的各個地理要素相互作用形成的地理空間或環境空間［1］。我們可以這樣說，地理空間思維能力是指對地理事物的空間分布、空間結構、空間差異、空間聯系以及空間運動和空間變化規律等的判斷、分析、概括及評價之能力［2］。

在中學課程中，地理學科與其他學科相比較最大的特點是綜合性和區域性。《全日制義務教育地理課程標準（實驗稿）》指出：“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、空間變化的規律。”可見，地理學科的性質決定了其思維方式的空間特色，各種地理思維活動（記憶、想象、判斷、概括、推理、分析、綜合）無一不借助各種形式的空間展開，常常是借助正確的心理地圖來進行［3］。在實際教學中，地理空間思維能力主要表現為空間定位能力、空間想象能力和空間聯系能力。顯然，這些能力是學生學好地理科學知識的重要保障和基礎。

由于基礎教育欠缺社會實踐和能力培養，學生空間概念積累較少，空間定位能力有待提高，對各種地理事物和現象的空間分布、空間結構和空間聯系沒有足夠的認識，學生很難進行空間思維與空間想象。加之高中地理知識難度大，空間概念復雜，抽象事物多，空間表象和空間概念的建立更是需要一定的地理基礎知識和基本技能，因此，學生地理空間思維能力的不足嚴重制約著高中地理學科的教學效果。

二、培養學生的地理空間思維能力的方法和對策

培養學生地理空間思維能力的方式可以從多方面入手，如：可以鼓勵和組織學生假期外出旅行，深入社會，深入大自然［4］等。基于目前地理教學中教師帶領學生走出課堂的機會較少，所以僅就常態的地理課堂教學中如何培養學生地理空間思維能力談一些個人見解和做法。

1.借助直觀教具，培養學生地理空間想象能力

由于許多地理事物本身遠遠超出了人們的視覺感知范圍而具有抽象性，這就需要教師在教學中，設法把地理事物“化大為小”和“化抽象為直觀”，以便在頭腦中構建基本的地理空間概念［5］，從而促進地理空間想象能力的形成。以“地球運動”部分教學為例，主要從以下幾方面入手：

（1）借助課內外各類圖片資料。

主要是課本和地圖冊中的插圖，以及課外收集的相關圖片、照片等，如天體系統關系圖、銀河系正視圖等就能比較直觀看到宇宙空間及其組成，重要天體的空間位置關系等，從中感受宇宙的浩渺和宇宙的空間特征。利用太陽系模式圖、地月系運動圖、月相成因圖、日食和月食圖等，讓學生從宏觀上認識了日、地、月三者的空間關系，從而在理解這三者相互運動產生的效果時有一定的參照。

（2）借助視頻等媒體資料

視頻資料給學生的感官的刺激作用更大，在新學期之初可以組織學生觀看專題片《宇宙與人》，讓學生“走進”浩渺無邊的宇宙空間。此外，網絡上還有許多關于宇宙知識的視頻資料，如央視頻道的《地理·中國》、《人與自然》等專題節目，有針對性地選取一些讓學生觀看，這有利于幫助學生在觀看視頻中形成空間概念。

（3）借助地理模型或模擬實驗

靜態地理實物模型或動態的地理模擬實驗，都能有效地培養學生的空間思維能力。例如，為了更好地說明日、地、月三者的關系，筆者布置了一個比較暗的場景來做實驗：打開手電筒的光代表太陽，小型的地球儀代表地球，乒乓球代表月球，然后請兩位學生來幫忙，一位學生固定手電筒，一位學生來給地球儀進行自轉，我拿著乒乓球繞地球儀轉。同時，在實驗的過程中進行說明，則能做到過程直觀、理解到位、記憶深刻。

又如，充分利用地球儀、晨昏儀等教學輔助工具強化學生對地球形狀的認識。在教學實踐中，筆者發現學生總是把地球當成“圓”這樣的平面來看待，根本沒有“球體”的意識，這樣也就根本無法正確理解地球上的許多地理事物和規律，如：太陽高度角的差異、不同地方時是怎么產生的等等一系列問題。為了讓學生能在地理思維中形成球體的空間意識，筆者充分利用地球儀這樣的常用教具，同時強調球體的空間結構和特征，并特別說明球體空間和平面圓兩者概念和本質特征的差異；并且告訴學生教學中的太陽光照圖都是發生在球體表面的而不是在平面圓上的。

此外，筆者通過雜志《中學地理教學參考》知道了由多家教育科研機構共同研制開發的專利教具——晨昏儀對于講解“地球運動及其產生的地理意義”的難點知識具有非常好的輔助作用，于是購買了一個晨昏儀用來輔助教學，利用晨昏儀特有的功能進行講解，學生很容易就能把這些抽象的空間思維理解下來，教學效果確實好。這樣不僅培養了學生的球體空間思維能力，而且也培養了學生對于正確理解地球運動規律的意識。

最后，必須進行強化訓練，把地球的球體空間思維轉化為平面的圓形結構思維。在常規的教學、考試中不可能總是拿著地球儀、晨昏儀等教具來進行講解說明，而且試卷練習中的關于地球運動的題目都以平面圖片的方式呈現。因此，把球體的空間思維轉化為平面的圓形結構思維顯得很重要很有實際意義。筆者主要通過訓練，讓學生看著這些球體教具然后畫出它們在平面上的樣子，通過畫圖學生很快發現球體空間轉化為平面圓以后的樣子，然后再結合這些平面圖進行學習和練習，比單純就圖講圖好出許多。

2.引導學生讀圖，培養地理空間定位能力

地球表面存在海陸差異、具體空間位置差異，因此，要培養學生的地表具體空間區域定位能力，筆者主要通過以下方法進行：

（1）利用經緯網地圖進行絕對位置的空間定位

掌握經、緯度的劃分和經緯線的空間分布規律是做好區域定位的前提。首先，就全球區域定位來說，特別是要注意下列經線和緯線通過的地區、國家、城市等。其中，緯線主要有：赤道、南北回歸線、30°N緯線，南北極圈；經線主要有：本初子午線（即0°經線）、30°E、60°E、90°E、120°E、150°E、180°、90°W、60°W、30°W。掌握這些經緯線與世界13個地區的關系，再具體看這些經緯線經過的主要地形區、國家、城市、河流、山脈等，并以此來推理附近地區和附近地區的地理事物及其特征。其次，對于中國的區域定位來說，一要掌握90°E、100°E、110°E、120°E、130°E和20°N、北回歸線、30°N、40°N、50° N經過的省級行政區、地形區，二要把握這些經線和緯線組成的網格，把這些網格標上序號，看網格里的省級行政區、地形區等地理事物。

（2）利用海陸輪廓等進行相對位置的空間定位

地表區域空間定位時還要結合地表海陸特征進行，海陸位置的差異是地表客觀存在的現象，因此也是進行地表區域空間定位的重要依據。經緯網定位固然重要，但如果在有海陸差異的圖中能結合海陸特征進行判斷，那么效果會更準確，速度會更快。因此，讓學生熟悉世界地形圖和中國地形圖顯得十分重要。

此外，根據地理事物特征定位、綜合定位等等方法因為篇幅關系就不一一介紹了。

3.把握地理事物之間的關聯性，促進空間聯系能力的形成

地理事物的時空分布是有規律的，一定區域內的各類地理事物之間往往存在著一定的關聯性。教學過程中，以某個地理要素為切入點，啟發學生思考和探索地理事物之間的時空聯系，有利于學生空間聯系能力的形成。下面就以地形為例，先讓學生建立地表高低起伏的空間概念，進而促進空間聯系能力的形成。

地表形態特征千差萬別，僅陸地的地表上就分布著山地、丘陵、盆地、平原和高原等各種地形，而地表的高低起伏也是形成區域自然條件差異的重要原因，如南美洲安第斯山東西兩側的自然景觀存在明顯的不同，這完全是因為在高大的安第斯山的阻擋下兩側形成不同的氣候類型造成的。學生一旦建立起地表高低起伏的空間概念，就能夠在分析某個具體地理事物或地理現象的原因時，把它當做應該考慮的因素進行分析，這對于學好地理是非常有幫助的，看問題就能較為全面，不容易出現遺落。筆者在教學中主要通過以下方法培養學生的這種空間思維能力。

（1）利用地形剖面圖

地形的高低起伏如果用地形剖面圖表達出來便顯得很直觀，學生能一目了然地知道地形高低起伏的差異。這種思維能力在分析山地兩側背風坡和迎風坡降水不同時顯得很重要。

（2）利用等高線圖

等高線地形圖在中學地理的學習中占用重要的位置，不僅是重點同時也是難點。因此，讀懂等高線圖很重要。如何讓學生把平面的等高線地形圖還原成立體空間圖呢？筆者用塑料泡沫制做出某一山區的地形模型，在課堂中先展現給同學們看，然后要求學生看著模型上的若干條等高線，并且把它們畫在平面圖中，接著教師在黑板上也畫出這個地形模型的等高線圖與學生對比。通過這樣的訓練，再結合課本中的圖解，同學們能很快理解等高線地形圖是怎么來的。那么在以后的學習中就能通過看平面圖還原出立體圖。

（3）利用分層設色地形圖

分層設色地形圖是在等高線地形圖的基礎上形成的，但因為在不同的高度之間著上不同的顏色，因此相對于等高線圖來說，學生更容易理解。所以，在學生不能很好的理解等高線圖時，可以引導學生讀分層設色地形圖，經過一段時間的訓練，學生能較容易地理解地表的高低起伏。

（4）利用計算機、電視等視頻媒體

利用計算機、電視等視頻媒體來讓學生從形象、生動的角度去感受地表高低起伏的差異，如：航拍資料、鳥瞰圖等，加強學生對地表高低起伏的感覺和印象。通過這些訓練，學生對地球表面高低起伏的空間思維會逐漸明朗起來。

學生地理空間思維能力的培養是一個長期而系統的過程，需要每個學生付出艱苦的努力。培養學生形成地理空間思維能力的有效教學策略也需要每一個地理教師不斷摸索、實踐與總結。筆者在此僅舉個人教學實踐中的一些案例作一點點的詮釋，期待更多的同仁參與其中研究與探討，提出更多寶貴的見解和經驗。

［1］黃習.高中生地理空間思維能力的系統培養［J］.教育教學研究，2007，（10）。

［2］宋建軍，邊鵬翥.高中地理思維與思維能力的培養［J］.吉林省教育學院學報，2008，24（4）：116。

［3］周勤.地理空間思維能力的典型運用［J］.人教期刊，2006（3）。

［4］袁書琪.地理教育學［M］.北京：高等教育出版社，2001，101。

［5］吳志強.論高中地理教學對學生空間思維能力的培養［J］.速讀·下旬，2015，（6）。

（責任編輯：廖熾昌）