如何在高中地理教学中培养学生的空间想象能力

　　指导论高中学生空间想象力。以下是小编分享给大家的关于写如何在高中地理教学中培养学生的空间想象能力，一起来看看吧!

　　高中地理新课程的基本理念之一是培养未来公民必备的地理素养。而未来公民必备的地理素养则包括必备的地理知识、一定的地理学习能力和生存能力。但在实践中，我们发现：大多数老师为完成模块教学任务或高考任务，在教学中普遍注重向学生传授作为未来公民必备的地理知识，而在一定程度上忽视了培养学生作为未来公民所必备的地理能力。在《全日制普通高中地理新课程标准》中，学生作为未来公民所必备的地理能力主要包括：调查、实验、观测、考察、分析与综合、对比与归纳、推理、空间想象、表达、生存、获取与解读等。那么，如何在教学中处理好知识传授与能力培养的关系?做到知识传授与能力培养相谐调。本文将以人教版必修1为例，探讨作为未来公民必备的地理能力之一的空间想象能力应如何培养。

　　一、培养学生空间想象能力的教学内容分析

　　在《全日制普通高中地理新课程标准》中，涉及培养学生空间想象能力的内容非常多，主要包括：地球在宇宙中的位置，地球自转和公转的运动规律，地球各圈层结构的主要特点;冷热不均引起的大气运动原理，全球气压带风带的分布、移动规律及其对气候的影响，常见天气系统的结构特点和天气过程;自然界的水循环原理和空间分布，洋流的分布规律以及其对气候的影响。认识内外力作用形成的不同地貌，山地的形成，河流地貌的发育;陆地自然带的空间分布规律等内容，这些培养学生空间想象能力的内容都是以宇宙中地球的空间分布，太阳与地球的相对位置，地球自转和公转的特点，地球上获得太阳热量的空间分布不均匀，气压带风带的空间分布规律与天气系统的空间结构，气候的全球空间分布规律，水资源在地球上的空间分布与循环，洋流的空间分布规律，山岳的形成，河流地貌的发育，陆地上自然带的地带性空间分布规律与非地带性等知识内容为基础的。因此，作为未来公民所必备的地理能力之一的空间想象能力贯穿于整个地理必修1的知识学习过程。

　　二、培养学生空间想象能力的教学策略

　　地理学不仅研究地理事物的空间分布和空间结构，而且阐明地理事物的空间差异和空间联系，并致力于揭示地理事物的空间运动、空间演变的规律。地理学的这一特性就要求学生要具备一定的空间想象能力。而地理空间想象是指人们对地理事物的空间分布和空间结构进行观察、分析与抽象的能力。地理空间想象的要素主要包括：想象什么和怎样想象，地理空间想象的特征是思维性，它要求学生能够正确运用图象反映和掌握地理事物的空间特性和关系。因此，从地理空间想象能力的内涵，要素和特征来看，学生的空间想象能力主要包括观察、图文转换、对比分析、想象创造四种能力，这四种能力之间是一个递进的关系，前一种能力是后一种能力的基础。下面就以人教版必修1中的“气压带和风带”的学习为例，探讨学生空间想象能力的培养。

　　1、培养学生观察能力的教学策略

　　观察是在事物的自然条件下为完成一定任务进行的知觉过程，是科学研究最基本的方法，是研究自然规律的首要步骤。观察力是善于全面、深入、正确地认识事物特点的能力。学生只有以感性认识为基础，才能在教师的指导下进行积极的思维，从而形成空间概念、掌握空间规律。因此，在教学中，教师可以根据以下步骤培养学生观察的能力：呈现直观;明确对象;提出问题;思考问题。如：教师有意识地通过挂图和多媒体动画，向学生展示学习“气压带和风带”所需要的大气运动的静态和动态图，为学生更好地学习“气压带和风带”知识提供丰富的感性认识，培养学生的观察力。在学生获得一定的大气运动的感性认识后，教师问学生：在“大气运动”的静态和动态图中，我们需要观察的对象是什么?学生思考后答：我们需要观察的对象是大气运动，特别是在不同假定条件下的大气运动。教师向学生展示多媒体动画，要求学生观察以下三种不同假定条件下大气的运动状况：第一种假定条件是“地表均一，地球静止，太阳直射赤道”时，大气是怎样运动的?第二种假定条件是“地表均一，地球自转，太阳直射赤道”时，大气是怎样运动的?第三种假定条件是“地表均一，地球自转，太阳直射点南北移动”时，大气是怎样运动的?针对大气的三种假定条件，学生观察到以下几种大气运动的状况：当“地表均一，地球静止，太阳直射赤道”时，大气在赤道地区上升,在极地地区下沉，高空的空气由赤道向极地流动，近地面的空气由极地向赤道流动，这样，在南北半球的赤道和极地之间各自形成了一个闭合的环流，即“单圈环流”;当“地表均一，地球自转，太阳直射赤道”时，大气的单圈环流发生了变化，赤道高空的气流在南北纬30°偏转成西风，空气在此集聚后被迫下沉，形成副热带高气压带，下沉气流向高低纬度分流，其中向低纬度运动的一支回到赤道，形成低纬环流。南北两极空气收缩下沉，形成极地高气压带，气流向低纬度运动，与副热带地区流出的气流在南北纬60°的地面相遇，共同向上抬升暖而轻的气流爬升到冷而重的气流之上，形成副极地低气压带，气流在高空再向高低纬度运动，形成中纬和高纬环流，这样，就形成了三圈环流;当“地表均一，地球自转，太阳直射点南北移动”时，气压带风带随着太阳直射点南北移动做周期性变化。当学生在陈述第一种假定条件下大气运动呈“单圈环流”时，教师要求学生思考一个问题：赤道与极地间的单圈环流原理是什么?其目的在于为学生能够充分利用热力环流原理，更好地观察第二种和第三种假定条件下大气的运动状况。同时，当学生在观察第三种假定条件下大气运动状况时，教师也要要求学生观察气压带风带随着太阳直射点南北移动的规律，并思考其移动的原因是什么?学生通过观察能力培养的教学过程后，增加了学生的感知，提高了学生的学习兴趣，增强学生学习的主动性，在一定程度上养成了学生长期观察的习惯。

　　2、培养学生图文转换能力的教学策略

　　学生在对图象进行观察并获得比较形象、直观的印象后，教师就要引导学生依托文字对地理问题进行判断与推理，依托文字来分析与说明地理特征、地理规律和地理原理，并引导学生将文字依托图象来落实地理特征、地理规律、地理判断和地理推理，使学生对地理事物形成正确的空间观念。因此，在教学中，教师可以根据以下步骤培养学生图文转换的能力：理解原因、变成文字、绘制图表。如：学生根据老师提出的问题“赤道与极地间的单圈环流原理是什么?”，结合“理想状况下赤道与极地间的热力环流”图的分析，认为“单圈环流”形成的原因是“赤道地区气温高，空气因受热而上升，致使高空形成高气压，近地面形成低气压。而极地地区空气因冷却而下沉，致使极地上空形成低气压，高空形成高气压，所以，高空的空气由赤道向极地流动，近地面的空气由极地向赤道流动。”在理解“单圈环流”的基础上，学生结合前面所学的“冷热不均引起大气运动”知识，认为：赤道附近地区，地面接受太阳光最多，空气受热上升，形成了赤道低气压带;南北极及其附近地区，地面接受太阳光最少，空气冷却下沉，形成了极地高气压带;南北纬60度附近地区，暖而轻的气流爬长到冷而重的气流上，形成了副极地上升气流，副极地上升气流到高空即向南北方向流动，致使页北纬度附近地面气压降低，形成副极地低气压带。由于气压梯度力的作用和地转偏向力的作用，在七个气压带之间，形成了东北信风、东南信风、盛行西风、极地东风六个风带。但是，由于地球绕太阳公转运动，黄赤交角的存在，引起太阳直射点在南北回归线之间南北往返移动，以至地表热能分布有季节性变化，从而使气压带和风带在时空上也产生有规律的移动。学生通过读图和对图表的分析，基本掌握了全球气压带和风带的名称、分布、成因和时空移动规律，将“地球上的气压带和风带”图与“三圈环流”图深深地印在脑海中，并能将图转换成表述地理特征、规律、原理和成因的文字，使学生在一定程度上积累了丰富的地理表象，为空间想象提供了载体。

　　在学生基本掌握了“气压带和风带的形成、名称、分布和时空移动规律”后，教师要求学生将其转换成图表，从而达到“以图释文”和“以文释图”的教学目的。教师要求学生绘制气压带和风带图，并提出以下绘图要求：第一，明确赤道和极地的冷热，确定赤道低压和极地高压的位置，归纳出高低压相间分布的规律，画出7个气压带;第二，根据水平气压梯度力从高压指向低压，地转偏向力“南左北右”的原则画出6个风带。学生通过图文转换能力培养的教学过程后，不仅明白了气压带风带的形成原理，在脑海中建构了它们在地球上的空间位置。

　　3、培养学生对比分析能力的教学策略

　　对比分析法也称比较分析法，是把客观事物加以比较，以达到认识事物的本质和规律并做出正确的评价。比较分析的方法能把对象间的异同明显地表示出来，给人以明确的印象。通过对比分析，可调动学生动手动脑的积极性和主动性,促进学生提高分析问题和解决问题的能力,扩大知识的广度与深度,进一步发展学生的地理空间想象能力。学生在进行图文转换后，教师就要引导通过对比分析的方法，使学生能够运用所学的知识与技能对地理事物的空间规律和联系进行举一反三、融会贯通的分析与推理。因此，在教学中，教师可以根据以下步骤培养学生对比分析的能力：提出问题;依托图表;找出差异;分析图表;叙述结论。如：学生在了解地表均一的情况下，大气环流情况和全球气压带与风带的名称、分布、成因和时空移动规律后，教师要求学生思考以下问题：在地表不均匀的状况下，大气环流会发生什么变化?原本呈现带状分布的气压中心会发生什么变化?这一变化对气压带和风带会产生什么影响?学生要问答老师的提问，就需要将其变化落实在图表中，在图表中进一步发展空间想象力。学生认为地表不均的典型状况是陆地和海洋，因为，在物理中学到：陆地的增温和冷却的速度快于海洋，而这一特性在“海陆一月、七月等温线图”中得到了证实：同纬度的地区，一月海洋的气温要比陆地高，七月则相反。学生根据海陆热力性质差异的物理特性和热力环流原理，找出“海陆分布图”和“一月、七月海陆热力差异图”来对比分析海洋和陆地在不同季节的热力差异状况。学生经过图表分析，将海洋和陆地在不同季节的热力差异与气压中心变化的关系概括为：7月份，大陆增温快，形成低气压，同纬度的海洋增温慢，水温低于陆温相对形成高气压;1月份，大陆降温快，形成高气压，同纬度海洋降温慢，水温高于陆温相对形成低气压。在此基础上，学生为了明确海陆热力差异造成气压中心在不同季节的地区变化情况及对气压带和风带的影响，找出“世界一月、七月海平面等压线分布”和“世界一月、七月海平面气压、风和气团图”来对比分析冬、夏海陆气压中心在位置、影响范围、所处的气压带的变化和全球等压线在不同半球、不同季节、不同地区、不同海陆间气压中心在位置上的变化及风带的变化。学生经过图表分析，将其变化与影响概括为：北半球的陆地面积比南半球的陆地面积大，而且海陆相间分布，对气压的影响尤为显著，使纬向的气压带被分裂为一个个的高、低气压中心;冬季陆地气温低于海洋，在陆地上空形成高气压，海洋上空形成低气压，夏季陆地气温高于海洋，在陆地上空形成低气压，海洋上空形成高气压;其中7月份，副热带高压带被亚洲低压切断，只保留在海洋上，形成夏威夷高压和亚速尔高压，在亚欧大陆，则形成了印度低压;1月份，副极地低压带被亚洲高压切断，只保留在海洋上，形成阿留申低压和冰岛低压，在亚欧大陆，则形成了蒙古高压;南半球的海洋面积占绝对优势，纬向的气压带比北半球明显，特别是30°S以南的地区，气压带基本上呈带状分布。随着气压带的变化，风带也发生了变化，其变化最显著的地区在东亚和南亚，致使冬季，南亚盛行东北季风，东亚盛行西北季风;夏季，南亚盛行西南季风，东亚盛行东南季风。学生通过对比分析能力培养的教学过程后，在脑海中建立了全球气压带和风带分布和时空变化的空间模型，为空间想象提供了抽象思维支撑，对更好的理解气压和风带对气候的影响和空间创造能力奠定了扎实的空间基础。

　　4、培养学生创造能力的教学策略

　　学生在依托图表完成对比分析后，就要根据需要在头脑中对原有的空间模型进行加工，创造出新的空间模型。但空间创造能力是对学生空间想象能力的较高要求，教师可以根据学生的实际情况来开展这一环节空间想象能力的培养。如果要开展这一环节空间想象能力的培养，在教学中，教师可以根据以下步骤培养学生创造的能力：提出问题;依图想象;判断问题;创造模型。如：学生在脑海中建立了“在地表均一的情况”下，大气环流和全球气压带与风带的空间模型后，教师指导学生想象：沿东经110度由北至南低层大气环流形势是怎样的?学生在“大气环流”和“全球气压带与风带”图上，运用对比分析的方法，判断出东经110度经线所经过的大洋(北冰洋、太平洋、印度洋)和大洲(亚洲)的气压带风带的位置、名称、风向、成因，在脑海中建立了新的“大气环流”和“全球气压带与风带”的空间模型。教师再要求学生想象：当太阳直射点随着季节的变化而发生变化时，“大气环流”和“全球气压带与风带”的空间模型又是怎样的?学生在脑海中创造出新的“当太阳直射点随着季节的变化时，沿东经110度经线”的“大气环流”、“以极点为中心的半球大气环流”和“全球气压带与风带”空间模型。在此空间模型的基础上，教师要求学生：由北至南画出东经110度经线的一月和七月的气温与降水变化曲线。学生根据此图，建立了新的“沿东经110度经线一月、七月气温、气压带风带、降水量的关系”的空间模型。学生根据这一新的空间模型，可以更好地判断该经线自北向南的极地气候、亚寒带针叶林气候、温带季风气候、亚热带季风气候、热带季风气候、热带雨林气候等各种气候类型，并能根据“沿东经110度经线一月、七月气温、气压带风带、降水量的关系”的空间模型，分析各种气候类型的分布、特征和成因。学生通过创造能力培养的教学过程后，在脑海中想象创造出新的空间模型，不仅拓宽了知识视野，对知识点的理解也进一步加深了。

　　三、培养学生空间想象能力应注意的教学问题

　　从培养学生空间想象能力的教学策略中，我们可以看出：学生空间想象能力培养主要体现在必修1的自然地理的学习中，而这一空间想象能力的培养对学生今后学习人文地理和区域地理有较好的逻辑思维的铺垫作用。因此，在培养学生空间想象能力时，教师在教学中应注意考虑以下问题：第一，加强对学生观察方法的指导。学生空间想象能力的形成，首先的基础是学生观察思考，然后学生才能发现规律，并在脑海中复制想象，建立空间模型，从而提高自己的空间思维与想象能力。所以，在平时的教学当中，尤其要注意引导学生学会观察，学会带着目的，按照一定的先后顺序，并随时记录的习惯。只有学生掌握了科学的观察方法，他们在观察地理事物的时候才会体验成功，增强兴趣，增强学生学习的主动性。第二，重视地理图像、图表在激发学生空间想象能力中的作用。地理教学中除依靠地图作为主要教具外，还要运用原理示意图、景观图、地理统计图表、系统联系图等，这些图像、图表也都有助于空间想象能力的形成，因为它们都具有形象的特点，易于映现在头脑中。教师要分别讲清每幅图的含义、要点、阅读方法，学生通过自己判读、分析、动手绘略图简图，印象就会加深。第三，注意对地理规律的总结归纳。地理教学的主要任务是研究地表一定空间位置上地理事物的分布规律，在地理课中我们通过阅读观察就会发现，地理事物的形成规律、因果依属关系普通存在，因此我们要善于启迪学生通过由因导果、由果索因的方法，具体总结它们的因果规律;善于分析地理成因、因果规律，就能巩固分布知识、避免死记硬背，掌握知识时就会得心应手。例：气压带风带的分布规律，我们要善于引导学生学会分析，寻找内在联系，如在赤道低气压带和副极地低气压带，终年以上升气流为主，形成赤道多雨带和温带多雨带;副热带高气压带和极地少雨带，终年以下沉气流为主，则形成副热带少雨带和极地少雨带;西风带来充沛降水，信风则往往使天气晴燥等，这些规律的形成为我们培养学生的空间想象能力提供了一个必然的识记条件。第四，重视调查实践活动，拓展空间认知能力。“动手”是学生直接感知的重要手段。教学中，我们要重视学生的这种直接感知，给予学生具体动手的机会，因为它是学生理解和构建的重要过程。例如：季风成因的实验，让学生自己动手，关闭门窗,点燃两根卫生香,使卫生香的烟垂直向上(不受室外气流的影响).在卫生香的等距离左右两侧分别放一只1000W的电炉,一面盆冰块.将电炉通电5分钟后,让学生观察卫生香烟的飘动方向.将电炉和冰块交换位置,观察烟的飘移方向。在这个实验中,电炉上方空气加热,气压降低;冰块上方空气冷却,气压升高.卫生香的烟总是飘向电炉上方,说明高低气压的“季节”转换,产生了季风.这样做，不仅能使学生更加容易正确地理解地理的基础知识，而且使学生获得了空间知觉，培养了学生的空间空间想象能力。

　　综上所述，空间想象能力的培养是一个循序渐进的过程，必修1阶段的地理教学只是帮助学生今后更好的学习区域地理知识打下基础。因此，在教学中我们要让学生学会用空间的观念去观察、思考、分析、建构空间地理事物，形成地理概念，发展地理思维，达到培养学生初步的空间想象能力的目的，为培养未来公民必备的地理素养奠定坚实的基础。