提高學(xué)生空間思維能力?培養(yǎng)地理核心素養(yǎng)的策略

李祿全

空間思維能力是高中地理教學(xué)的重要內(nèi)容，對學(xué)生綜合素質(zhì)的提升具有重要意義。本文在分析空間思維能力的概念和特點的基礎(chǔ)上，探討了在高中地理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生空間思維能力的策略，包括多元化的教學(xué)方法、實地考察、地理信息技術(shù)的應(yīng)用等。研究結(jié)果表明，有效的地理教學(xué)策略可以促進學(xué)生空間思維能力的發(fā)展，提高學(xué)生的地理核心素養(yǎng)。

空間思維能力是地理學(xué)科中重要的思維能力之一，涉及學(xué)生對地理空間的感知、理解和分析能力，對培養(yǎng)學(xué)生的地理素養(yǎng)和綜合能力具有重要意義。本文探討了在高中地理教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生空間思維能力的策略，以有效促進學(xué)生空間思維能力的發(fā)展，提高地理學(xué)科教學(xué)效果。

一、培養(yǎng)空間思維能力，提高學(xué)生地理核心素養(yǎng)

空間思維能力是指基于空間思維過程的一種能力，從空間事物出發(fā)，通過觀察、分析和推理，快速高效地進行一系列判斷、應(yīng)對和調(diào)整，以達(dá)到完整謀事的目的。在這個過程中，觀察能力起到重要作用。通過對空間事物的觀察，能夠獲取關(guān)鍵的信息和細(xì)節(jié)，從而建立起對事物的準(zhǔn)確認(rèn)知。分析能力是空間思維過程中不可或缺的一部分，通過對觀察到的空間事物進行深入分析，可以識別事物之間的關(guān)系、特征和規(guī)律。這種分析能力能夠使人們快速理解和解決問題，并做出準(zhǔn)確判斷。推理能力也是空間思維過程中必不可少的一環(huán)，通過對觀察和分析得出的信息進行推理，能夠推斷出事物的可能性、趨勢和結(jié)果。這種推理能力使人們能夠預(yù)測和預(yù)見未來的發(fā)展，從而采取相應(yīng)的行動。通過空間想象能力，能夠?qū)⒂^察、分析和推理得出的信息在腦海中組成一幅清晰的圖像，從而更好地理解和處理空間事物。

在高中地理教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力是高中地理教學(xué)的一個重要目標(biāo)，也是提高學(xué)生地理核心素養(yǎng)的重要途徑。首先，培養(yǎng)學(xué)生的空間感知能力，可以幫助其準(zhǔn)確感知和理解地理空間中的各種要素和關(guān)系。這種能力的培養(yǎng)可以通過多種方式進行，其中一種常用的方法是實地考察。通過實地考察，學(xué)生可以親身體驗地理環(huán)境，觀察和記錄地理現(xiàn)象，從而提高其觀察和感知能力。例如，學(xué)生可以參觀地理景點、進行地理調(diào)查和采樣等活動，通過親身接觸，更深入地了解地理特點和背后的原理。此外，可以通過地圖閱讀的方式培養(yǎng)學(xué)生的空間感知能力。地圖是一種表達(dá)地理空間關(guān)系的重要工具，通過閱讀地圖，學(xué)生可以了解地理要素之間的空間關(guān)系，如距離、方向和分布等。通過分析地圖上的信息，學(xué)生能夠準(zhǔn)確把握地理現(xiàn)象的空間特征，從而提高空間感知能力。這種能力的培養(yǎng)不僅可以幫助學(xué)生更好地理解地理空間中的各種要素和關(guān)系，還能夠提升其觀察、思考和解決問題的能力，為地理學(xué)習(xí)奠定堅實的基礎(chǔ)。

其次，培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力可以提高學(xué)生的理解力與記憶力。通過讓學(xué)生進行虛擬的地理空間想象，如利用計算機模擬、虛擬現(xiàn)實技術(shù)等手段，學(xué)生能夠在腦海中構(gòu)建和演繹地理場景，從而提高對地理空間的想象能力，這可以幫助學(xué)生更好地理解地理過程和地理模型。利用計算機模擬和虛擬現(xiàn)實技術(shù)等手段培養(yǎng)學(xué)生的空間想象能力，可以極大地提高他們的理解力和記憶力。這種能力的培養(yǎng)不僅可以幫助學(xué)生更好地理解地理過程和地理模型，還能夠激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣和主動性，為他們的地理學(xué)習(xí)和未來的職業(yè)發(fā)展提供更廣闊的空間。

再次，培養(yǎng)學(xué)生的空間推理能力可以提升學(xué)生的空間感知能力?？臻g推理能力是指學(xué)生能夠基于對地理空間的感知和想象進行推理和分析的能力。通過解決一些有關(guān)地理空間的問題和案例，引導(dǎo)學(xué)生運用邏輯和推理的方法，從而提高其空間推理能力。例如，通過分析地形地貌、氣候分布等要素之間的關(guān)系，讓學(xué)生推斷地理現(xiàn)象的成因和發(fā)展趨勢。培養(yǎng)學(xué)生的空間推理能力，可以更好地理解和分析地理空間，從而提高空間感知能力，這對學(xué)生在地理學(xué)科學(xué)習(xí)和實際生活中的應(yīng)用都具有重要意義。因此，教師應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生的空間推理能力，提供針對性的教學(xué)活動和案例，幫助學(xué)生在地理空間上進行推理和分析，從而提升其空間感知能力。

最后，培養(yǎng)學(xué)生的空間表達(dá)能力?？臻g表達(dá)能力是指學(xué)生能夠有效地利用適當(dāng)?shù)姆绞胶凸ぞ撸瑢⒆约簩Φ乩砜臻g的感知、想象和推理表達(dá)出來的能力。通過地圖繪制、空間模型制作、口頭和書面表達(dá)等活動，培養(yǎng)學(xué)生的空間表達(dá)能力，提高其有效傳達(dá)地理思想和觀點的能力。培養(yǎng)空間表達(dá)能力，學(xué)生可以更好地將自己對地理空間的感知、想象和推理傳達(dá)給他人，這對其在地理學(xué)科學(xué)習(xí)和實際生活中的應(yīng)用都具有重要意義。因此，教師應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生的空間表達(dá)能力，提供多樣化的學(xué)習(xí)活動和評估方式，幫助學(xué)生有效地表達(dá)地理思想和觀點。

高中地理教學(xué)應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力。加強空間感知能力、空間想象能力、空間推理能力和空間表達(dá)能力的培養(yǎng)，可以幫助學(xué)生更好地理解和分析地理現(xiàn)象、問題和模型，提高其空間思維能力，同時培養(yǎng)其創(chuàng)新能力和問題解決能力。

二、培養(yǎng)學(xué)生空間思維能力的策略

（一）多元化的教學(xué)方法

多元化的教學(xué)方法是培養(yǎng)學(xué)生空間思維能力的重要途徑之一。運用多種教學(xué)方法，如問題導(dǎo)向教學(xué)、合作學(xué)習(xí)等，可以激發(fā)學(xué)生的思維活動，培養(yǎng)其觀察、比較、分析和推理能力。這樣的教學(xué)方式不僅能夠激發(fā)學(xué)生對地理知識的興趣，還能夠提高其學(xué)習(xí)效果。

首先，問題導(dǎo)向教學(xué)是一種以問題為中心的教學(xué)方法，能夠激發(fā)學(xué)生的思維活動、培養(yǎng)他們的探索精神和解決問題的能力。在地理地貌教學(xué)中，問題導(dǎo)向教學(xué)能夠幫助學(xué)生更好地理解不同地貌的形成原因。教師提出具有挑戰(zhàn)性的問題，能夠引發(fā)學(xué)生思考和探索，如“為什么有些地區(qū)形成高山，而有些地區(qū)形成平原？”引發(fā)學(xué)生對地理環(huán)境、地殼運動、氣候等因素對地貌形成的影響進行思考。學(xué)生被引導(dǎo)思考問題背后的原因和機制，從而激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣。問題導(dǎo)向教學(xué)能夠培養(yǎng)學(xué)生的觀察和分析能力。在解決問題的過程中，學(xué)生需要觀察和收集相關(guān)信息，分析不同因素對地貌形成的影響，他們可能會進行實地考察、查找資料、實驗等，從而形成自己的理解。通過這樣的實踐過程，學(xué)生的觀察能力和分析能力得到了有效鍛煉。

其次，合作學(xué)習(xí)是一種能夠促進學(xué)生互動和合作的教學(xué)方法，教師組織學(xué)生進行小組活動和討論，鼓勵其交流與合作，可以培養(yǎng)學(xué)生的比較和推理能力。在地理教學(xué)中，合作學(xué)習(xí)被廣泛應(yīng)用。教師可以組織學(xué)生進行小組活動，共同分析和比較不同地區(qū)的地理特征和環(huán)境問題。在比較不同地區(qū)的地理特征時，學(xué)生可以相互分享自己的觀察和理解，通過合作討論來獲得更全面的認(rèn)識。在分析和比較的過程中，學(xué)生可以形成思考和推理能力，從而更好地理解地理的本質(zhì)特點。合作學(xué)習(xí)還可以通過項目-based學(xué)習(xí)的形式來進行。學(xué)生在小組中共同研究一個地理問題，并提出解決方案。在項目進行過程中，學(xué)生分工合作，共同收集和整理相關(guān)資料，并通過討論和交流來完善自己的方案。通過這種合作學(xué)習(xí)的方式，學(xué)生不僅能夠更深入地理解地理問題，還能夠形成團隊意識和溝通能力。在小組活動中，學(xué)生需要交流和協(xié)作，共同解決問題，從而學(xué)會傾聽他人的觀點，理解和尊重不同的觀點，同時學(xué)會表達(dá)自己的觀點，提高口頭表達(dá)能力。

（二）實地考察和地圖閱讀

實地考察是一種有效培養(yǎng)學(xué)生空間思維能力的教學(xué)手段。教師帶領(lǐng)學(xué)生親身參與實地考察，學(xué)生能夠直接感受到地理空間的特征和變化，從而深化對地理現(xiàn)象的理解。在實地考察中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生觀察和記錄自然地理景觀的特征，如帶領(lǐng)學(xué)生前往海灘進行考察，讓學(xué)生觀察海浪的大小、顏色和聲音等，感受海風(fēng)的涼爽和沙灘的柔軟。通過這些親身體驗，學(xué)生可以更直觀地理解海洋的特點。此外，在實地考察中，可以進行簡單的測量和分析。比如，教師帶領(lǐng)學(xué)生使用測量工具測量河流的寬度、湖泊的面積等地理數(shù)據(jù)，然后讓學(xué)生分析這些數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，并進行比較。通過這樣的實踐活動，可以培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力、測量能力和分析能力，從而提高其空間思維能力。

除了實地考察，教師還可以教授地圖解讀技巧，幫助學(xué)生從地圖中獲取空間信息。地圖是一種重要的空間工具，能夠呈現(xiàn)地理空間的分布、關(guān)系和變化。教師教授學(xué)生如何讀取地圖上的符號、圖例和比例尺等信息，使學(xué)生從地圖中獲取空間信息，從而培養(yǎng)其地理空間感知能力和比較能力。實地考察和地圖閱讀是培養(yǎng)學(xué)生空間思維能力的有效手段，通過實踐觀察，學(xué)生可以親身體驗地理空間的特征和變化，從而深化對地理現(xiàn)象的理解，通過教授地圖閱讀技巧，學(xué)生可以從地圖中獲取空間信息，培養(yǎng)其地理空間感知能力和比較能力。這些教學(xué)手段能夠幫助學(xué)生提高空間思維和地理思維能力，為其更好地理解和應(yīng)用地理知識奠定基礎(chǔ)。

（三）地理信息技術(shù)的應(yīng)用

地理信息技術(shù)在高中地理教學(xué)中的應(yīng)用可以有效提升學(xué)生的空間思維能力。地理信息系統(tǒng)（GIS）軟件是一種應(yīng)用地理學(xué)原理和計算機技術(shù)的工具，可以用于地圖制作、空間分析等多個方面。下文以GIS技術(shù)為例來分析培養(yǎng)學(xué)生空間思維能力的具體策略。

首先，結(jié)合GIS技術(shù)的空間定位能夠提升學(xué)生的地理空間定位能力。通過GIS軟件，學(xué)生可以在地圖上進行地理位置的標(biāo)注和定位，了解不同地點的經(jīng)緯度等空間信息。學(xué)生制作自己所在地區(qū)的地圖，并標(biāo)注各個地理要素，如地形、河流、湖泊等，從而更好地理解地理空間關(guān)系。此外，學(xué)生可以通過GIS軟件進行地理位置搜索和導(dǎo)航，幫助其更好地理解地理空間定位。

其次，GIS技術(shù)可以轉(zhuǎn)換三維圖像，提升學(xué)生的地理空間感知能力。傳統(tǒng)的地圖通常是二維的，而GIS軟件可以通過數(shù)字建模的方式將地理現(xiàn)象呈現(xiàn)為三維圖像，使學(xué)生更直觀地感知地理空間。學(xué)生可以通過GIS軟件觀察地球的不同層面，了解地球的地貌特征、海洋分布、氣候帶等，并通過旋轉(zhuǎn)、放大和縮小圖像來更好地理解地理空間的復(fù)雜性。

再次，GIS技術(shù)可以凸顯差異變化，提升學(xué)生的地理空間比較能力。通過GIS軟件，學(xué)生可以將不同時間或不同地區(qū)的地理數(shù)據(jù)進行疊加和比較分析，從而更好地理解地理空間的差異性和變化趨勢。例如，學(xué)生可以通過GIS軟件將不同年份的氣候數(shù)據(jù)進行疊加，觀察氣候變化的空間分布，或者將不同地區(qū)的人口數(shù)據(jù)進行疊加，比較不同地區(qū)的人口密度和分布等。通過這樣的比較分析，可以培養(yǎng)學(xué)生的地理空間比較能力，加深其對地理空間差異的理解。

最后，GIS技術(shù)的疊加分析圖層可以培養(yǎng)學(xué)生的地理空間綜合能力。GIS軟件可以將多個地理數(shù)據(jù)圖層進行疊加分析，從而得出更綜合的地理信息。學(xué)生通過GIS軟件將地形圖、土地利用圖、氣候圖等不同類型的地理數(shù)據(jù)進行疊加分析，研究地理現(xiàn)象之間的關(guān)系，從而培養(yǎng)其地理空間綜合能力，加深其對地理空間相互作用的理解。

地理信息技術(shù)在高中地理教學(xué)中的應(yīng)用可以有效提升學(xué)生的空間思維能力。通過GIS技術(shù)的空間定位、三維圖像轉(zhuǎn)換、差異變化凸顯和疊加分析圖層等功能，可以培養(yǎng)學(xué)生的地理空間定位能力、地理空間感知能力、地理空間比較能力以及地理空間綜合能力。這些能力的提升有助于學(xué)生更好地理解和應(yīng)用地理知識，形成地理思維，為未來的學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。

三、結(jié)語

本文提出幾種有效的教學(xué)策略，包括多元化的教學(xué)方法、實地考察和地理信息技術(shù)的應(yīng)用，不僅可以幫助學(xué)生更好地理解地理概念和現(xiàn)象，還能夠促進其觀察、思考和解決問題能力的發(fā)展。未來的研究要進一步探討這些策略的有效性和實施方式，以便更好地應(yīng)用于高中地理教學(xué)，從而促進學(xué)生地理學(xué)習(xí)和空間思維能力的發(fā)展。

注：本文系廣西教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃2019年度課題“運用科教融合教學(xué)模式培養(yǎng)地理學(xué)科核心素養(yǎng)——以茅尾海探究為例”（課題編號：2019A062）研究成果。