地理空間思維能力培養中幾何法的應用

陳意湘?オオ?

[摘要]空間思維能力是一種常見的思維能力，空間思維是解決各類問題的常用思維模式。幾何學是研究空間關系的數學分支，尤其是有關球體的幾何知識，對研究地球科學有十分重要的意義。教師可以應用幾何法來解決地理空間問題，從而培養學生空間思維能力。例如在太陽高度角這個知識點的教學中就可以應用幾何法。

[關鍵詞]地理能力；空間思維能力；幾何法

[中圖分類號]G633.55[文獻標識碼]A[文章編號]16746058（2017）07011501

空間思維能力是一種常見的思維能力，空間思維是解決各類問題的常用思維模式。地理學是從空間的角度來研究地球表層系統的，是研究空間的科學。高中地理是從學習地球運動開始的，地球運動規律及其產生的地理意義，是地理教學的重點內容之一，也是學生學習的難點。地球運動屬于自然地理學的范疇，它研究的對象涉及許多方面、許多要素，而幾何學是研究空間關系的數學分支，尤其是有關球體的幾何知識，對研究地球科學有十分重要的意義。學生初中學過一些平面幾何知識，教師如果能夠把這些熟悉的知識擺出來，解決問題就會形象多了，還會增加學生對地理學的親近感，有利于幫助學生建立空間感，鍛煉想象能力，培養圖形轉換能力，從而提高學生的地理素養。

下面以太陽高度角這個知識點為例來探討空間思維的培養中幾何法的應用。

一、帶領學生大膽想象

想象力是人類創新的源泉，是在頭腦中創造一個念頭或思想畫面的能力。教師可利用計算機繪制生動、形象的立體圖形，讓學生通過對直觀圖形透徹的觀察，理解抽象的理論概念，帶領學生進行想象。

例如，講解太陽高度角時，先告訴學生空間概念：太陽高度角是我們觀察太陽時的仰角，也就是太陽光線與地面之間的夾角。然后聯系生活實際，讓學生想象一天中太陽東升西落時光線與地面的夾角變化。最后，用計算機繪制的空間分布圖（如圖1所示）進行講解。

由于地球的自轉，造成太陽東升西落，太陽高度角在一日內不斷發生變化，正午（地方時為12時）太陽位于上中天時，太陽的高度角達到最大值H，此時的太陽高度角稱為該日的正午太陽高度角。

二、引導學生進行圖形轉換

地理能力培養中，讀圖能力和圖像處理能力的培養非常重要，學生只有學會圖形轉換才能更好地解決地理問題，而圖形轉換能力也是空間思維能力的體現。

例如太陽高度角的空間分布規律的教學：

如圖2所示，此時刻太陽直射點A的太陽高度角為90°，晨昏線上的太陽高度角為0°。此刻，全球太陽高度角從直射點向四周遞減。可以將圖2轉化為如圖3所示，從而得出規律：某時刻的太陽高度角從直射點向四周呈同心圓狀遞減。

值得注意的是：光說不練假把式。教學中培養學生的空間思維能力，不僅要發揮教師的主導作用，還要發揮學生的能動性。聽教師講課的過程也是空間思維的形成過程，學生應努力掌握空間思維在實踐中的應用。所以，在課堂上進行圖形講解和轉換時，一定要讓學生參與進來，要設置一些問題讓學生思考和練習。

（責任編輯周侯辰）