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地理空间要素与空间思维东北师范大学袁孝亭E-mail:yuanxt@nenu.edu.cn第一部分：问题的提出地理学家的观点：•地球表面上的一切地理现象、一切地理事件、一切地理效应、一切地理过程，统统发生在以地理空间为背景的基础之上。•地理学的探究必须朝向寻找空间的秩序。心理学研究的结论•空间能力对学习的影响，可能超越其他因素。在学习过程中，空间能力是可以是可以被训练的，通过适当的教学设计与安排可以增强空间能力。•启示：应当加强地理空间能力的“适当教学设计与安排”的途径与规律的研究。•复旦大学历史系教授李宏图（上海历史学科高考命题组组长）：老师不要总去押题和应对高考的题目，而是首先要把课本的基本内容、基本概念弄清楚，并且不要死记知识点，要按教学大纲的要求，对基本的知识点、基本的概念和线索有个梳理，对基本的理解力进行训练。一个基本想法（假设）•从“空间要素”着眼，立足“空间认知”这一维度，探寻提高学生地理能力的“适当教学设计与安排”，是否是一条可行的“技术路线”呢？形成学生的空间观点与空间能力空间“要素”与内容形状、大小、方位、距离等空间位置、空间分布、空间组合和空间联系。操控维度识别、编码、贮存、表征、分解与组合、抽象与概括达成目标研究、总结其中的规律可操作的方法与策略第二部分：空间要素及其“操纵”空间的要素•在一般意义上，空间需具备五大要素：距离；可接近性；集聚性；大小规模；相对位置。•地理学意义上的空间要素主要包括：位置、距离、方位、类型、形状、大小和配置等。空间观念•空间观念就是物体的形状、大小、方位、距离、类型、配置等空间特性在人的头脑中留下的表象。一、空间之构成要素一：形状•地理空间要素所涉及到的形状主要有：•区域轮廓•空间排列状态•空间形式（包括空间形态如景观特征、空间结构等；也包括空间运动的过程状态。）•对如上各类“形状”的识别……，是地理教学应当把握的重要方面之一。阅读：区域轮廓•世界上每一个区域，大到一个大洲、大洋，小到一个湖泊、一条河流，都有一定的轮廓特征。•我们既可以根据面状地理事物的轮廓形状特征，也可以根据线状地理事物的分布特征(如山脉、河流、交通线、行政区划界线、海岸线等分布状况)和点状地理事物的相关位置(如城市、矿产、山峰等)分析定位。•根据轮廓形状判断区域时首先要识别各种行政轮廓，侧重识别中国34个省级行政区轮廓和世界主要国家轮廓；其次要识别海陆轮廓，主要指大洲、大洋的轮廓；对一些著名的湖泊(如五大湖、贝加尔湖、里海、死海、鄱阳湖、洞庭湖、太湖、青海湖等)也要关注。佐证：对“形状”的识别是地理高考命题角度之一•对区域轮廓的识别在高考试题中占有一定的比重；•对地理空间排列状态的识别占有相当的比重；•对地理事物的空间形式的识别也占有一定的比重。案例：对区域轮廓的识别（1）•读四条世界著名运河图。下列选项中，排序与图序相符的是（）••A．巴拿马运河、莱茵河—多瑙河运河、苏伊士运河、基尔运河•B．基尔运河、莱茵河—多瑙河运河、苏伊士运河，巴拿马运河•C．莱茵河—多瑙河运河、基尔运河、巴拿马运河、苏伊士运河•D．基尔运河、苏伊士运河、巴拿马运河、莱茵河—多瑙河B案例：对区域轮廓的识别（2）•读图，在下列选项中，各湖泊排序与图序相符的是：••A．马拉维湖、死海、青海湖、贝加尔湖•B．马拉维湖、咸海、维多利亚湖、日内瓦湖•C．坦噶尼喀湖、死海、咸海、日内瓦湖•D．坦噶尼喀湖、咸海、维多利亚湖、贝加尔湖C案例：对区域轮廓的识别（3）•下列各图表示的工业区中,其工业布局主要是利用当地矿产资源发展起来的是D案例：对区域轮廓的识别（4）图７中反映伊兹密尔气候特征的是（）。简述伊兹密尔的气候特点及该气候类型的分布规律。案例：对区域轮廓的识别（5）•读某地区山河分布图，图中格利特峰海拔2472米，是该地区的最高峰，左上角的阴影部分为黑夜。读图完成下列要求：•(1)图中A海域的名称是，B山脉的名称是。•(2)图中B山脉以东区域的地势特征为；图中B海岸带的地貌特征是，主要是由作用形成的，这对当地发展有重要作用。•(3)图中B山脉以西区域的气候类型是，简要说明该地气候形成的原因：•(4)B山脉以东、西两侧的河流，其水系特征有何明显不同?•(5)此时该区域的昼夜长短状况：判断理由是；此时北京时间是。案例背后的规律•对局部地区区域轮廓图形状的识别，是识图的重要认识任务之一。教学上要立足使学生形成观察、想象、记忆区域轮廓形状的能力。区域轮廓识别的“教学策略”示例运用多媒体进行形象与动态的呈现策略地图观察的指导策略传统的略图设计策略：形象加工形成关于区域轮廓的“脑中地图”空间排列状态•地理事物和现象在地球表层呈现的空间形状、有序的方位顺序等分布状态。通常可以按形状、不同的“参照系”加以识别和总结。阅读：觉察地理事物空间排列状态的主要“参照系”•以纬度作参照，对空间有序性进行归纳概括•以经度为参照，对空间有序性进行归纳概括•以空间方位为参照，对空间有序性进行归纳概括•以相对位置为参照，对空间有序性进行归纳概括•以垂直方向为参照，对空间有序性进行归纳概括•以人为划定界限为参照，对空间有序性进行归纳概括案例：对空间排列状态的识别（2）下图中,表示理想大陆自然带分布的是：案例：对空间排列状态的识别（1）•图为世界某大陆地形剖面图，分析判断1～3题•1．下列地理事物位于该大陆上的是（）•Ａ．维多利亚湖Ｂ．大自流盆地•Ｃ．科罗拉多大峡谷Ｄ．潘帕斯草原•２．该大陆上分布面积最广的森林（）•Ａ．亚寒带针叶林•Ｂ．热带雨林•Ｃ．温带落有叶阔叶林•Ｄ．亚热带常绿阔叶林•3．关于图中数码代表的地理现象的叙述，正确的是•Ａ．①地是温带海洋性气候•Ｂ．②地有丰富的煤炭资源•Ｃ．③平原主要的经济作物是棉花•Ｄ．④地有色金属矿产资源丰富案例：对空间排列状态的识别（3）•读下面自然保护区、宗教名山、古都和历史文化名城（不含六大古都）分布。下列选项中，排序与图序相符的是（）••A．宗教名山图、古都图、自然保护区图、历史文化名城图B．历史文化名城图、自然保护区图、古都图、宗教名山图C．自然保护区图、历史文化名城图、古都图、宗教名山图D．历史文化名城图、自然保护区图、宗教名山图、古都图•类似案例还有很多。B案例：对空间结构状态的识别•图为我国亚热带季风气候区一个小区域的平面图及地形剖面图。据此回答下列问题。•简述三个剖面分别显示的地形特征，并综述该小区域的整体地形特征。案例背后的规律•地理教学应该致力于培养学生对地理事物和现象的空间位置关系、空间排列状态有一种敏锐的观察、想象、抽象与概括能力；应当教会学生按不同的参照系对“空间形状”进行归纳。空间排列方式“教学策略”示例•以问题驱动的地图与略图观察、探究策略•多媒体形象与动态呈现策略•对空间排列状态的“形象加工”与引导观察策略•按不同的参照系进行归纳与表述的策略•其他案例：对空间形式（空间形态——地貌景观）的识别•表示花岗岩地貌景观的是案例：对空间形式（空间形态——人文景观）的识别•我国科学家从a地出发到b、c、d三地考察（图中标注的是经纬度位置和抵达时的北京时间）。读图1回答1～2题。案例：区域轮廓与景观形态组合(2005年天津文综卷)•红色旅游作为一种新型主题性旅游形式，近年来在神州大地逐渐兴起。读下列图文材料，回答问题。•(1)用实例评价A区域旅游资源的游览价值。•(2)进一步合理开发B地旅游资源应采取哪些措施?在协调人地关系方面应注意什么问题?•(3)某旅游团从天津出发参观图中景观，最后抵达c省。请写出北、东方向连接c省省会的两条铁路线名称。案例：对空间形式（地形实际状态）的想象下图是四幅等高线地形示意图，能体现“深山藏古寺”意境的是案例：对空间形式（地形图所反映的实际地形状态）的想象•读某地景观示意图及其等高线地形图，回答问题。1.该景观示意图绘制者应位于图3中的A.a点B.b点C.c点D.d点案例：对空间形式（运动状态）的空间想象•读图(阴影部分为夜半球)，回答13—14：公转方向公转方向•13．若此刻西半球为夜半球，太阳直射点的经度是•A．东经70ºB．东经90º•C．西经70ºD．西经：110º•14．此日在•A．3月21日前后B．6月22日前后•C．9月23日前后D．12月22日前后太阳辐射太阳活动直射点直射点00002326N0′2326N0′2326S0′2326S0′地球公转轨迹春分日夏至日秋分日冬至日黄赤交角案例背后的规律•规律：对地理事物空间形式（形象、形态）的识别，是地理教学的重要任务之一。教学上要立足使学生形成观察、想象地理事物空间形式的能力。空间形式“教学策略”示例•重视学生画图、识图、析图和组合图能力的培养•直观手段的组合运用画图•让学生经常做这样的练习：根据地图、图表、文字表述等所反映的已有表象或将想象中的空间格局正确地画出相应的图形。•例如，根据文字描述画出东南亚“十字路口的位置”；根据有关北美洲三个南北纵列带的文字描述，绘出其分布略图；根据非洲气候分布图，绘出其分布模式图等等。识图•让学生根据地图、图表、文字表述等所反映的已有表象想象出客观事物的空间形式、空间关系与空间格局。•重视培养从景观图中提取信息和分析问题的能力•例如，读中国山脉分布图想象并概括出山脉分布的网格状格局；读澳大利亚气候分布图想象并概括出其半环状空间排列状态等等。组合图•能够将地理事物在不同区域空间分布加以综合，想象和概括出其一般分布规律。•例如，地中海气候在地中海沿岸、非洲南端、澳大利亚西南部、南美洲智利中部、美国加利福尼亚地区均有分布，学生能够将其在头脑中加以综合，想象并概括出其分布在南北纬30º─40º的大陆西岸的一般规律。析图—在分析的基础上想象出空间形式•在A、B两地钻孔，何地能钻到煤层？___________，原因是___________。直观手段的组合运用以略图与其它直观手段的组合为例：•略图与板画的组合•略图与联系图表的组合•略图与统计图表的组合•略图与略图的组合•略图与文字的相互配置平面与立体的相互转换平面与立体的转换地球上两点间的最短航线问题判断图中各点之间是否为最短距离：•AB•CD•EF图中甲乙两点间的最短距离？甲乙二、空间之构成要素二：大小•先思考几个看上去似乎不是问题的问题：•为什么学习大洲、国家以及一些区域的时候，要认识其面积的大小？•为什么学习某些地理事物的分布时，要关注其空间展开的范围的大小或宽窄？•为什么有的地理事物要从全球的角度去加以认识，有的要放到“地方”的角度加以阐释？理论依据：“尺度之间的相互依赖性”•改变分析的空间尺度能提供深入了解地理过程和现象的洞察力，能了解地理过程和现象在不同尺度上是如何相互联系的。•地理学家认为地理区域的内部复杂性和差异性是由尺度决定的。更为详尽的阐释•一般说来，高级分异规律是下级分异的背景。而低级分异的有规律联系又是构成高级分异的基础。•地理环境在不同尺度分异规律的作用下，分化为一系列等级和规模不同的区域单位。大尺度分异形成等级高、范围大的区域，在其背景下，中小尺度的分异又形成级别渐低、范围渐小的区域，使地球表面形成一个由多级区域单位构成的复杂的镶嵌体系。案例：从不尺度看城市•由于观察的尺度不同，实际区域空间结构的类型也不同。例如，一个城市，若从宏观尺度考虑，它往往被视为一个点，而若从较小的空间尺度观察，它则表现为不同功能区组成的空间，其内部又有空间结构，如扇形结构、星形结构等。城市扇型结构教材编制案例：日本地理教材对尺度的直观呈现•小尺度：置身机场内——分布的细节•尺度稍变大一点儿：起飞到一定高度后空间变大——有些细节“淡”了•尺度再大一点儿：机场变为一个点了•尺度再大一点儿：？案例：从《北京生态环境与绿色奥运》一文看基于不同“尺度”的分析•从大的尺度分析得出的基本结论：•北京地处华北平原的西北边缘，史称“北京湾”。从大的地理背景看，北京湾的北面是燕山，跨过燕山即是辽阔的内蒙古高原，西面则是太行山，跨过太行山即是黄土高原。•进而分析内蒙古高原、黄土高原成为北京沙尘的重要来源地。•结论：周边不利的大环境（与其自身的沙地和大面积