例谈几种地理空间思维能力的形成

江苏省仪征市仪征中学（211400） 刘永飞

地理学科具有显著的空间特点，决定地理高考试题的最大特色是“无图不成题”或者 “无图考图”。这就要求学生能够正确解读地理题目中的图形信息，或者能将题目中的文字信息转换并表述为直观的图形信息。因此，教师要经常引导学生根据已知条件，结合已有经验，通过想象、加工和转换，构建心理地图或者构画简易图形，并启发学生借助这些地图变换思维角度，整合思维成果，进而形成良好的地理空间思维能力。

一、“以图释图”，形成比对思辨能力

所谓“以图释图”，也就是图图转换，是指从便于理解分析和解题的目的出发，结合题意使之在变式图与模式图等图图之间进行转换，形成新的图形。近几年的地理高考试卷几乎是“题题必有图”，新颖的地理图形成为试题的亮点，而不断翻新的地理图形也就成为解题的难点，这些图形往往似是而非，非常抽象，图形中蕴含的一些地理信息非常隐蔽，并不是显性体现，学生常常无从下手，找不到解题的切入点。这个时候往往需要适当转换视角，将原图转换成平常学习中较常见、较熟悉的图形，使原有的关键信息得到充分的体现，从而达到降低难度的效果。

【例1】（2013年江苏卷）梯田是因地制宜发展农业生产的典范。图1 是四种不同类型梯田的剖面示意图,图2 是某地等高线地形图。读图回答第1题。

图1

图2

1. 图2 中甲区地形适合修筑的梯田类型是

A. 水平梯田 B. 坡式梯田

C. 隔坡梯田 D. 反坡梯田

图2是平面的等高线图，直接根据图2分析和解决问题显得比较抽象，如果将其转绘成地形剖面示意图（图略），题目中显性和隐性的信息，以及它们之间的关系就会变得具体明朗，一目了然，思考过程也变得简约明了。根据地形剖面示意图就能直接判断：图中甲区域地形陡坡与缓坡相间分布，各占一定比重，缓坡可开垦为梯田，陡坡植树种草，利于水土保持。根据图1不同类型梯田的剖面示意图可知：水平梯田和反坡梯田适合在陡坡面积小的坡面修建；坡式梯田适合在坡度相差小的坡面修建；缓坡与陡坡相间分布适合修建隔坡梯田，所以第1题答案为C。

从以上的例子，我们不难看出，考题的图形设计比较新颖，考生从未见过，有一定难度。解答时应冷静联想学习过的相关图形，并借此来分析判断，根据主干提示联想变式图中已学过的相关图形，再从宏观整体上判断变式图的大致特点，将其与记忆中的图形分析比较，进行图形转换。形成的新图与原图在空间维度、表示方式等方面要存在明显的差异，可以使原图中的一些隐含信息明朗化、具体化，问题显得直观简单，达到化繁为简、化难为易的目的。

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“以图释图”，变换视角，变式思维模式，进行图图转换，从不同的角度对同一问题进行思考，可以使学生更加灵活地掌握所学知识，理解更加深刻。而且，将同一地理问题置于不同的空间图形下进行比对、思辨，进而使隐含的信息变得明晰，感性的思维趋于理性。

二、“以图释文”，形成空间构想能力

地图教学是地理教学的一项基本内容。空间构想能力是地理学科能力的特色体现。而“无图考图”的情境设置是考查考生对地图掌握的一条较好途径。对于地理学科中的无图考图题，图解法是最好的解题方法。所谓“图解法”，亦即“以图释文”，是指学生对于用文字表述地理信息的考题，或者一些比较抽象的题目，能够发挥想象力，将解题过程中的思考过程用简单的图示显示出来，能帮助我们在答题时理清思路，避免过失性丢分。尤其在解答地理时空分布、运动规律等方面的试题时，能大大提高答题的速度和准确率。

【例2】(2013年浙江卷)晨昏圈上有5个等分点，若其中一点地方时正好为12时，则不相邻两点之间的球面最短连线可能

A. 同时出现日落

B. 经过太阳直射点

C. 是纬度固定的一段纬线

D. 为两个日期的分界线

解答本题时，最好将文字信息转化为示意图，表示出晨昏圈上的5个等分点。而这一图形的建立，需要调动已有的知识和经验进行加工：联想熟悉的太阳光照图，如侧面展开图。若其中一点地方时正好为12时，则可以判断出该点位于晨昏线与纬度相切的最高点，即A点；由于只有一点为12时，故晨昏线与经线不重合，晨昏线则与纬线相切。这样就可以绘制出太阳光照图（如图3），在图上标示其他几个等分点。

图3

有了图3，分析起来就直观、容易得多。由于晨昏圈就是大圆，不相邻两点之间的球面最短连线与晨昏线重合，据图中五个点的分布分析，不相邻两点可能同时位于晨线或昏线上，所以有可能同时出现日落。晨昏线太阳高度为0°，不可能经过太阳直射点；由于晨昏线不和纬线重合，所以不可能是一段固定的纬线。综合可知，答案A正确。

“以图释文”，需要学生具有扎实的地理基础知识和丰富的空间想象，以及灵活的加工运用能力。这对学生掌握知识和深刻理解是大有益处的。因此，地理课堂教学中要关注学生由抽象思维向形象思维转换能力的培养，使学生养成多角度思考问题的习惯，提升“以图释文”的能力。

三、“以文释图”，培养读图分析能力

“以文释图”指将图像及图表中内容用文字表述出来，这就是我们通常所说的读图分析，在地理学习过程中，读图分析能力的培养，是学生创新能力培养的一部分。学生在现有知识储备和智力水平条件下，对一张新的图像进行观察、阅读、分析、掌握和完善的过程，就是一种创新思维的过程。

【例3】（2013年江苏卷）图4是某流域地质简图,甲、乙、丙三地有砾石堆积物(见图4 右下角照片),在甲地砾石堆积物中发现了金刚石。读图回答3～4题。

图4

3. 含金刚石堆积物的成因是

A. 冰川沉积 B. 流水沉积

C. 风力沉积 D. 风化残积

4. 图中可能找到金刚石矿的地点是

A. ① B ② C. ③ D. ④

这两道题题干中所给的信息很少，乍一看似乎无从下手，解决这两道题的关键就在于地图信息的提取，也就是读图分析。本题重点考查外力作用。外力作用主要通过流水、风力、海浪、冰川等改变地表形态。在河流弯曲处，凹岸受流水侵蚀显著，凸岸主要表现为流水沉积作用。而甲处位于河流的凸岸，金刚石堆积物的成因为流水的沉积作用，故第3题选择B选项。根据河流的流向，我们又可以得出结论，甲处堆积物主要来自于上游的支流②和支流③，根据金刚石与岩浆岩的形成有关，而图中②处就是岩浆岩，所以有可能找到金刚石矿，所以第4题选择B选项。

这两问都是“以文释图”（读图分析）的典型案例。通过读图分析，让学生对地理事物特征进行描述，有利于学生在感性认识的基础上，形成有关的地理概念和观点，并得出规律性知识，从而进一步进行地理联系，分析归纳，得出正确结论。由此可见，教师课堂教学时，应抓住这样的培养学生创新思维的大好时机。教师要特别注意保护和激发学生的想象力，善待学生的质疑，因为新颖、独特、奇特的见解是创新的本质，这对培养学生的创新意识和创新能力极为重要。

四、“动态联系”，培养综合分析能力

运用已经习得的地理基本原理和基本规律，在大脑中建立起动态变化的空间图形，将“问题”涉及的不同地理要素及其时空变化联系起来，可以全面、综合地分析地理问题。地理空间图形的“动态联系”是对地理客观规律的高度抽象，因而是地理空间思维较高级的形式。

【例4】(2013年福建卷)福建某中学研究性学习小组，设计了可调节窗户遮阳板，实现教室良好的遮阳与采光。图5示意遮阳板设计原理，据此回答第5题。

图5

5. 济南某中学生借鉴这一设计，若两地窗户大小形状相同，则应做的调整是

① 安装高度不变，加长遮阳板

② 安装高度不变，缩短遮阳板

③ 遮阳板长度不变，降低安装高度

④ 遮阳板长度不变，升高安装高度

A. ①③ B. ①④ C. ②③ D. ②④

阳光照射到室内面积的大小，取决于太阳高度的大小。而太阳高度角越大，照射到室内的面积越小，反之，照射面积就越大。根据正午太阳高度在同一时刻“近大远小”的原则，可以判定：济南纬度比福建高，在同一时刻离直射点远，据图6就可以得出济南的正午太阳高度始终小于福建。

图6

基于这一认识，可以在大脑中勾画出一幅动态联系图（图7、图8）：首先，添加辅助线，画出济南的太阳光线，得到济南太阳光线与地平面的倾角，即正午太阳高度角，就会发现，为了让遮阳板达到更好的效果，如果安装高度不变，正午太阳高度变小，太阳光线更斜，那么遮阳板必须要加长；第2种情况，如果遮阳板长度不变，那么安装高度应该降低。

图7

图8

根据图7、图8很容易判断：若两地窗户大小形状相同，则应做的调整是：一安装高度不变，那么遮阳板必须要加长；二遮阳板长度不变，那么安装高度应该降低。答案为A。

在大脑中建立动态联系的空间图形，不仅架设了思维的桥梁，使问题迎刃而解；同时，构建和运用动态联系图形的心理过程，本身也充满了逻辑的、灵动的美感，是一种非常有趣、有价值的空间思维活动。

总的来说，教学过程中，图文信息转换的方法和手段多种多样，不尽相同，教师要充分发挥自身的想象力和创造力，创造性地利用教学资源，使图文转换的方法不断丰富，形成更好的教学方法，提高课堂教学效率，培养学生空间思维能力和实践能力。