地理教學(xué)時空思維培養(yǎng)探討

姜永華

時空思維是高中地理教學(xué)中重要的學(xué)科思維之一,貫穿于整個高中地理教學(xué)。地理學(xué)科的重要內(nèi)容之一就是各種地理事物或者地理現(xiàn)象的變化特點(時空維度)或者分布規(guī)律(空間維度)。從教學(xué)目標(biāo)與要求來說,運用地理事物和地理現(xiàn)象的變化特點與分布規(guī)律來解決各種現(xiàn)實熱點問題是地理學(xué)科教學(xué)的最基本要求。

一、構(gòu)建時空思維模式

高中階段,地理時空思維模式基本可構(gòu)建為如下兩種:同一空間,不同時間,某地理事物或者現(xiàn)象的變化規(guī)律;同一時間,不同空間,某地理事物或者現(xiàn)象的分布規(guī)律。以人教版必修一“地球的運動”中地球公轉(zhuǎn)的地理意義為例。教學(xué)目標(biāo)中,要求理解和掌握的公轉(zhuǎn)地理意義主要有:晝夜長短的變化、正午太陽高度的變化、四季的更替和五帶的劃分,聯(lián)系地球公轉(zhuǎn)的相關(guān)知識。從時空思維領(lǐng)域分析,以上幾個意義的成因皆是由于:地球在圍繞太陽公轉(zhuǎn)的過程中(不同時間),由于黃赤交角的存在,使得地球上的太陽直射點在南北回歸線之間(不同空間)來回移動,導(dǎo)致地球上:同一空間,不同時間(一年內(nèi)),正午太陽高度和晝夜長短不同(春、秋分除外),因此,溫帶地區(qū)可以根據(jù)此變化,從時間上劃分出春夏秋冬四季;同一時間,不同空間(緯度不同的各地區(qū)),正午太陽高度和晝夜長短不同(春、秋分除外),因此,地球上緯度不同的地區(qū)接受到的熱量不同,從空間上可劃分出五帶。

必修三第一章第一節(jié)“地理環(huán)境對區(qū)域發(fā)展的影響”的課標(biāo)要求:以長江三角洲和松嫩平原兩個不同區(qū)域(空間)為例,比較自然環(huán)境、人類活動的區(qū)域差異(地理事物與現(xiàn)象的空間分布規(guī)律);以長江中下游平原為例,比較不同發(fā)展階段(時間)地理環(huán)境對人類生產(chǎn)和生活方式的影響(地理事物與現(xiàn)象的時間變化規(guī)律)。從時空思維領(lǐng)域分析,其實就是:同一時間,不同空間,地理事物或者現(xiàn)象的分布規(guī)律;同一空間,不同時間,地理事物或者現(xiàn)象的變化規(guī)律。

二、時空示意圖歸類

1.時間序列示意圖

“同一空間,不同時間,某地理事物或者現(xiàn)象的變化規(guī)律”。該模式空間一定,時間不定,可用時間序列示意圖表示,主要表現(xiàn)為下列兩種基本形態(tài)(如圖1、圖2)。

形態(tài)一的橫坐標(biāo)是時間軸,縱坐標(biāo)則能較為清晰地顯示某地理事物或者現(xiàn)象的變化趨勢和特征;形態(tài)二則是借助一幅或者多幅同一空間的圖形作為載體,反應(yīng)同一空間不同時間段某地理事物或者現(xiàn)象的變化情況。形態(tài)一常見類型圖舉例如,圖3為孟買(印度西岸城市,屬熱帶季風(fēng)氣候)的降水量柱狀和氣溫曲線圖,反應(yīng)的是某年12個月中各月的降水量和氣溫及其變化情況。

形態(tài)二常見類型圖舉例,如圖4借助兩幅同一空間(南亞及其周圍地區(qū))的地圖反應(yīng)了不同時間段即1月和7月該地區(qū)季風(fēng)的方向變化情況。

2.空間序列示意圖

“同一時間,不同空間,某地理事物或者現(xiàn)象的分布規(guī)律”。該模式時間一定,空間不定,可用空間序列示意圖表示,主要表現(xiàn)為下列兩種基本形態(tài)(如圖5、圖6)。

形態(tài)三的橫坐標(biāo)是空間軸,縱坐標(biāo)則能較為清晰地顯示某地理事物或者現(xiàn)象在各不同空間的分布數(shù)量等特點;形態(tài)四則在同一時間內(nèi)較為直觀地顯示了地理事物或者現(xiàn)象在相對位置上的空間分布情況。

舉例見圖7,圖7為不同類型土地的付租能力隨市區(qū)距離遞減示意圖。

三、時空尺度比較

時間尺度和空間尺度的大小不同,使其知識理解的角度以及層次等有所不同,因此,把握正確的時空尺度觀念,對于更深入而全面地理解地理知識十分重要。

1.時間尺度

圖8反映太陽直射點的回歸運動規(guī)律示意圖。從“年”的時間尺度來看,太陽直射點一直在南北回歸線之間做來回運動;從“天”的時間尺度看,如秋分這一天,太陽直射點運動到赤道上且正在向南運動。

地質(zhì)作用中很多內(nèi)力作用進(jìn)行的很快(屬于短時間尺度的變化),如火山和地震,可以在瞬間就改變地表形態(tài);而有些內(nèi)力作用進(jìn)行得極其緩慢(長時間尺度的變化),不易被人們覺察,但經(jīng)過漫長地質(zhì)年代的積累,也會隨地表形態(tài)發(fā)生顯著的變化,如喜馬拉雅山的隆起。另外,“滄海桑田”反映的也是長時間尺度的地表形態(tài)變化。

2.空間尺度

相同圖幅的大比例尺地圖(范圍較小)信息更詳細(xì),而小比例尺地圖(范圍較大)的空間定位感更強,很多大比例尺顯示不出的隱性信息可以在小比例尺地圖中呈現(xiàn)出來。

以日照圖(圖9)為例,大比例尺的局部日照圖盡管信息詳細(xì),但有時過于繁雜,有的干擾信息會對有效信息的提取造成影響,而且有時顯示出來的信息量不全,使得在整體圖中能反映出來的信息在此體現(xiàn)不出而影響思維活動,有些時候可以考慮回歸整體,尋找隱性信息。

四、時空思維的變換(以空間為例)

有些圖像的呈現(xiàn)較抽象,不能完全反應(yīng)真實的信息,這對學(xué)生的空間思維能力要求較高,但是只要能抓住原圖形的基本原理這個“本質(zhì)”,任何變化都只是“萬變不離其宗”。如圖10中,圓所示范圍內(nèi)為夜半球,北極圈內(nèi)出現(xiàn)極夜,X點緯度為66°34′,Y點經(jīng)度是70°W,則P點位于X點的什么方向?

分析:原圖所提供的是平面的夜半球,不能完全真實地反映出各點在地球上的空間關(guān)系。結(jié)合圖中的條件,轉(zhuǎn)化成空間立體圖(圖11所示),此時再根據(jù)圖形分析題中條件,解題思路會非常清晰。

等高線等示意圖,一般也不能直觀反映實際地理現(xiàn)象,這就要求學(xué)生具備一定的空間想象與圖形轉(zhuǎn)換能力,能利用抽象的等高線地形圖,與直觀具體的剖面圖進(jìn)行聯(lián)想并適當(dāng)還原。如圖12中MN、XY兩條地形剖面線的交點,在剖面圖13中對應(yīng)的是P(左圖中的最低點)和Q(右圖中的最低點)。

同一地理事物或者現(xiàn)象,由于觀察角度的不同,也會有不同的呈現(xiàn)。比較常見的是各類晨昏線的轉(zhuǎn)換圖,如由側(cè)視圖轉(zhuǎn)換成俯視圖(圖14和圖15)或投影圖等。

五、心理圖像的構(gòu)建(以空間為例)

近幾年地理學(xué)科對區(qū)域分析的考查能力在加強,因此,地理學(xué)習(xí)過程中,要求學(xué)生對世界某些重要區(qū)域有一定的空間定位能力,需要學(xué)生能建立實用性強的心理簡圖并對重要區(qū)域的輪廓形成空間認(rèn)識。例如,讀圖16經(jīng)緯線示意圖,其中X地位于大陸東海岸,Y地位于大陸西海岸,則X、Y的大致空間定位為()。將題目中的經(jīng)緯度放入構(gòu)建的心理簡圖(圖17)中會發(fā)現(xiàn),X、Y分別位于北半球太平洋的西岸和東岸,分別處于中國的東海岸和美國的西海岸。

圖18的地圖,則對空間定位思維的要求更高,沒有經(jīng)緯網(wǎng)輔助,只有國家或者地區(qū)的輪廓,這就需要了解重要國家和區(qū)域的輪廓(圖中甲所在的國家為新加坡)。當(dāng)然,這是一個積累的過程,沒有其它捷徑可走,功夫需花在平時,只有多積累,才能聚沙成塔集腋成裘。