例談幾種地理空間思維能力的形成

江蘇省儀征市儀征中學(xué)（211400） 劉永飛

地理學(xué)科具有顯著的空間特點(diǎn)，決定地理高考試題的最大特色是“無圖不成題”或者 “無圖考圖”。這就要求學(xué)生能夠正確解讀地理題目中的圖形信息，或者能將題目中的文字信息轉(zhuǎn)換并表述為直觀的圖形信息。因此，教師要經(jīng)常引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)已知條件，結(jié)合已有經(jīng)驗(yàn)，通過想象、加工和轉(zhuǎn)換，構(gòu)建心理地圖或者構(gòu)畫簡易圖形，并啟發(fā)學(xué)生借助這些地圖變換思維角度，整合思維成果，進(jìn)而形成良好的地理空間思維能力。

一、“以圖釋圖”，形成比對思辨能力

所謂“以圖釋圖”，也就是圖圖轉(zhuǎn)換，是指從便于理解分析和解題的目的出發(fā)，結(jié)合題意使之在變式圖與模式圖等圖圖之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，形成新的圖形。近幾年的地理高考試卷幾乎是“題題必有圖”，新穎的地理圖形成為試題的亮點(diǎn)，而不斷翻新的地理圖形也就成為解題的難點(diǎn)，這些圖形往往似是而非，非常抽象，圖形中蘊(yùn)含的一些地理信息非常隱蔽，并不是顯性體現(xiàn)，學(xué)生常常無從下手，找不到解題的切入點(diǎn)。這個(gè)時(shí)候往往需要適當(dāng)轉(zhuǎn)換視角，將原圖轉(zhuǎn)換成平常學(xué)習(xí)中較常見、較熟悉的圖形，使原有的關(guān)鍵信息得到充分的體現(xiàn)，從而達(dá)到降低難度的效果。

【例1】（2013年江蘇卷）梯田是因地制宜發(fā)展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的典范。圖1 是四種不同類型梯田的剖面示意圖,圖2 是某地等高線地形圖。讀圖回答第1題。

圖1

圖2

1. 圖2 中甲區(qū)地形適合修筑的梯田類型是

A. 水平梯田 B. 坡式梯田

C. 隔坡梯田 D. 反坡梯田

圖2是平面的等高線圖，直接根據(jù)圖2分析和解決問題顯得比較抽象，如果將其轉(zhuǎn)繪成地形剖面示意圖（圖略），題目中顯性和隱性的信息，以及它們之間的關(guān)系就會(huì)變得具體明朗，一目了然，思考過程也變得簡約明了。根據(jù)地形剖面示意圖就能直接判斷：圖中甲區(qū)域地形陡坡與緩坡相間分布，各占一定比重，緩坡可開墾為梯田，陡坡植樹種草，利于水土保持。根據(jù)圖1不同類型梯田的剖面示意圖可知：水平梯田和反坡梯田適合在陡坡面積小的坡面修建；坡式梯田適合在坡度相差小的坡面修建；緩坡與陡坡相間分布適合修建隔坡梯田，所以第1題答案為C。

從以上的例子，我們不難看出，考題的圖形設(shè)計(jì)比較新穎，考生從未見過，有一定難度。解答時(shí)應(yīng)冷靜聯(lián)想學(xué)習(xí)過的相關(guān)圖形，并借此來分析判斷，根據(jù)主干提示聯(lián)想變式圖中已學(xué)過的相關(guān)圖形，再從宏觀整體上判斷變式圖的大致特點(diǎn)，將其與記憶中的圖形分析比較，進(jìn)行圖形轉(zhuǎn)換。形成的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，可以使原圖中的一些隱含信息明朗化、具體化，問題顯得直觀簡單，達(dá)到化繁為簡、化難為易的目的。

要讓病人保持良好的生活習(xí)慣,告訴病人要注意休息,保持充足的睡眠,多吃新鮮水果和蔬菜,避免吃辛辣食物。幫助病人起床,指導(dǎo)病人進(jìn)行必要的康復(fù)鍛煉,加強(qiáng)病人的抵抗力,加速病人的康復(fù)。建議病人根據(jù)醫(yī)生的要求服藥。加強(qiáng)心理咨詢,打消病人的所有擔(dān)憂。

“以圖釋圖”，變換視角，變式思維模式，進(jìn)行圖圖轉(zhuǎn)換，從不同的角度對同一問題進(jìn)行思考，可以使學(xué)生更加靈活地掌握所學(xué)知識(shí)，理解更加深刻。而且，將同一地理問題置于不同的空間圖形下進(jìn)行比對、思辨，進(jìn)而使隱含的信息變得明晰，感性的思維趨于理性。

二、“以圖釋文”，形成空間構(gòu)想能力

地圖教學(xué)是地理教學(xué)的一項(xiàng)基本內(nèi)容。空間構(gòu)想能力是地理學(xué)科能力的特色體現(xiàn)。而“無圖考圖”的情境設(shè)置是考查考生對地圖掌握的一條較好途徑。對于地理學(xué)科中的無圖考圖題，圖解法是最好的解題方法。所謂“圖解法”，亦即“以圖釋文”，是指學(xué)生對于用文字表述地理信息的考題，或者一些比較抽象的題目，能夠發(fā)揮想象力，將解題過程中的思考過程用簡單的圖示顯示出來，能幫助我們在答題時(shí)理清思路，避免過失性丟分。尤其在解答地理時(shí)空分布、運(yùn)動(dòng)規(guī)律等方面的試題時(shí)，能大大提高答題的速度和準(zhǔn)確率。

【例2】(2013年浙江卷)晨昏圈上有5個(gè)等分點(diǎn)，若其中一點(diǎn)地方時(shí)正好為12時(shí)，則不相鄰兩點(diǎn)之間的球面最短連線可能

A. 同時(shí)出現(xiàn)日落

B. 經(jīng)過太陽直射點(diǎn)

C. 是緯度固定的一段緯線

D. 為兩個(gè)日期的分界線

解答本題時(shí)，最好將文字信息轉(zhuǎn)化為示意圖，表示出晨昏圈上的5個(gè)等分點(diǎn)。而這一圖形的建立，需要調(diào)動(dòng)已有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行加工：聯(lián)想熟悉的太陽光照圖，如側(cè)面展開圖。若其中一點(diǎn)地方時(shí)正好為12時(shí)，則可以判斷出該點(diǎn)位于晨昏線與緯度相切的最高點(diǎn)，即A點(diǎn)；由于只有一點(diǎn)為12時(shí)，故晨昏線與經(jīng)線不重合，晨昏線則與緯線相切。這樣就可以繪制出太陽光照圖（如圖3），在圖上標(biāo)示其他幾個(gè)等分點(diǎn)。

圖3

有了圖3，分析起來就直觀、容易得多。由于晨昏圈就是大圓，不相鄰兩點(diǎn)之間的球面最短連線與晨昏線重合，據(jù)圖中五個(gè)點(diǎn)的分布分析，不相鄰兩點(diǎn)可能同時(shí)位于晨線或昏線上，所以有可能同時(shí)出現(xiàn)日落。晨昏線太陽高度為0°，不可能經(jīng)過太陽直射點(diǎn)；由于晨昏線不和緯線重合，所以不可能是一段固定的緯線。綜合可知，答案A正確。

“以圖釋文”，需要學(xué)生具有扎實(shí)的地理基礎(chǔ)知識(shí)和豐富的空間想象，以及靈活的加工運(yùn)用能力。這對學(xué)生掌握知識(shí)和深刻理解是大有益處的。因此，地理課堂教學(xué)中要關(guān)注學(xué)生由抽象思維向形象思維轉(zhuǎn)換能力的培養(yǎng)，使學(xué)生養(yǎng)成多角度思考問題的習(xí)慣，提升“以圖釋文”的能力。

三、“以文釋圖”，培養(yǎng)讀圖分析能力

“以文釋圖”指將圖像及圖表中內(nèi)容用文字表述出來，這就是我們通常所說的讀圖分析，在地理學(xué)習(xí)過程中，讀圖分析能力的培養(yǎng)，是學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的一部分。學(xué)生在現(xiàn)有知識(shí)儲(chǔ)備和智力水平條件下，對一張新的圖像進(jìn)行觀察、閱讀、分析、掌握和完善的過程，就是一種創(chuàng)新思維的過程。

【例3】（2013年江蘇卷）圖4是某流域地質(zhì)簡圖,甲、乙、丙三地有礫石堆積物(見圖4 右下角照片),在甲地礫石堆積物中發(fā)現(xiàn)了金剛石。讀圖回答3～4題。

圖4

3. 含金剛石堆積物的成因是

A. 冰川沉積 B. 流水沉積

C. 風(fēng)力沉積 D. 風(fēng)化殘積

4. 圖中可能找到金剛石礦的地點(diǎn)是

A. ① B ② C. ③ D. ④

這兩道題題干中所給的信息很少，乍一看似乎無從下手，解決這兩道題的關(guān)鍵就在于地圖信息的提取，也就是讀圖分析。本題重點(diǎn)考查外力作用。外力作用主要通過流水、風(fēng)力、海浪、冰川等改變地表形態(tài)。在河流彎曲處，凹岸受流水侵蝕顯著，凸岸主要表現(xiàn)為流水沉積作用。而甲處位于河流的凸岸，金剛石堆積物的成因?yàn)榱魉某练e作用，故第3題選擇B選項(xiàng)。根據(jù)河流的流向，我們又可以得出結(jié)論，甲處堆積物主要來自于上游的支流②和支流③，根據(jù)金剛石與巖漿巖的形成有關(guān)，而圖中②處就是巖漿巖，所以有可能找到金剛石礦，所以第4題選擇B選項(xiàng)。

這兩問都是“以文釋圖”（讀圖分析）的典型案例。通過讀圖分析，讓學(xué)生對地理事物特征進(jìn)行描述，有利于學(xué)生在感性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，形成有關(guān)的地理概念和觀點(diǎn)，并得出規(guī)律性知識(shí)，從而進(jìn)一步進(jìn)行地理聯(lián)系，分析歸納，得出正確結(jié)論。由此可見，教師課堂教學(xué)時(shí)，應(yīng)抓住這樣的培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新思維的大好時(shí)機(jī)。教師要特別注意保護(hù)和激發(fā)學(xué)生的想象力，善待學(xué)生的質(zhì)疑，因?yàn)樾路f、獨(dú)特、奇特的見解是創(chuàng)新的本質(zhì)，這對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力極為重要。

四、“動(dòng)態(tài)聯(lián)系”，培養(yǎng)綜合分析能力

運(yùn)用已經(jīng)習(xí)得的地理基本原理和基本規(guī)律，在大腦中建立起動(dòng)態(tài)變化的空間圖形，將“問題”涉及的不同地理要素及其時(shí)空變化聯(lián)系起來，可以全面、綜合地分析地理問題。地理空間圖形的“動(dòng)態(tài)聯(lián)系”是對地理客觀規(guī)律的高度抽象，因而是地理空間思維較高級(jí)的形式。

【例4】(2013年福建卷)福建某中學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組，設(shè)計(jì)了可調(diào)節(jié)窗戶遮陽板，實(shí)現(xiàn)教室良好的遮陽與采光。圖5示意遮陽板設(shè)計(jì)原理，據(jù)此回答第5題。

圖5

5. 濟(jì)南某中學(xué)生借鑒這一設(shè)計(jì)，若兩地窗戶大小形狀相同，則應(yīng)做的調(diào)整是

① 安裝高度不變，加長遮陽板

② 安裝高度不變，縮短遮陽板

③ 遮陽板長度不變，降低安裝高度

④ 遮陽板長度不變，升高安裝高度

A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④

陽光照射到室內(nèi)面積的大小，取決于太陽高度的大小。而太陽高度角越大，照射到室內(nèi)的面積越小，反之，照射面積就越大。根據(jù)正午太陽高度在同一時(shí)刻“近大遠(yuǎn)小”的原則，可以判定：濟(jì)南緯度比福建高，在同一時(shí)刻離直射點(diǎn)遠(yuǎn)，據(jù)圖6就可以得出濟(jì)南的正午太陽高度始終小于福建。

圖6

基于這一認(rèn)識(shí)，可以在大腦中勾畫出一幅動(dòng)態(tài)聯(lián)系圖（圖7、圖8）：首先，添加輔助線，畫出濟(jì)南的太陽光線，得到濟(jì)南太陽光線與地平面的傾角，即正午太陽高度角，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，為了讓遮陽板達(dá)到更好的效果，如果安裝高度不變，正午太陽高度變小，太陽光線更斜，那么遮陽板必須要加長；第2種情況，如果遮陽板長度不變，那么安裝高度應(yīng)該降低。

圖7

圖8

根據(jù)圖7、圖8很容易判斷：若兩地窗戶大小形狀相同，則應(yīng)做的調(diào)整是：一安裝高度不變，那么遮陽板必須要加長；二遮陽板長度不變，那么安裝高度應(yīng)該降低。答案為A。

在大腦中建立動(dòng)態(tài)聯(lián)系的空間圖形，不僅架設(shè)了思維的橋梁，使問題迎刃而解；同時(shí)，構(gòu)建和運(yùn)用動(dòng)態(tài)聯(lián)系圖形的心理過程，本身也充滿了邏輯的、靈動(dòng)的美感，是一種非常有趣、有價(jià)值的空間思維活動(dòng)。

總的來說，教學(xué)過程中，圖文信息轉(zhuǎn)換的方法和手段多種多樣，不盡相同，教師要充分發(fā)揮自身的想象力和創(chuàng)造力，創(chuàng)造性地利用教學(xué)資源，使圖文轉(zhuǎn)換的方法不斷豐富，形成更好的教學(xué)方法，提高課堂教學(xué)效率，培養(yǎng)學(xué)生空間思維能力和實(shí)踐能力。