空间尺度思想对中学地理教学的启示_地理论文

空间尺度思想对中学地理教学的启示,本文主要内容关键词为:尺度论文,启示论文,思想论文,中学论文,地理教学论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

      新的课程理念要求我们重视培养现代公民必备的地理素养。地理素养是一个人由训练和实践而获得的地理知识、地理技能、地理能力、地理意识、地理情感等的有机构成与综合反映,地理学科思想是地理素养组成的核心。[1]吴传钧院士曾提出“我们的中学地理教育,要使学生毕业后觉得地理学不是一堆零星的常识,而是帮助他(她)明确了一些重要观点,这才是最重要的。”因此,在强调基础知识教学、学科技能训练的同时,重视学生地理学科思想的培养,是新课程背景下地理教育应肩负的使命。

      随着高中地理课程改革的不断深入,高考地理试题越来越注重挖掘地理学科的本质特征,渗透地理学科思想方法的考查。然而,从学生的答卷中我们发现,学生在分析解答问题的过程中,缺乏运用学科思想方法分析解决问题,导致得分偏低。如,2012年高考北京文综试题36(3)题,该题以考生所在地——华北北部地区为载体,材料通过直观的区域图呈现,主图是滦河及其周边地区的遥感影像地图,两幅副图为不同年份的滦河三角洲示意图。该题的设问为“比较图10(a)与(b)(即两幅副图),分析滦河河道的变化及其人为原因。”在回答河道变化的人为原因时,许多考生答“水土流失”、“不合理利用水资源”、“过度用水”、“过度樵采”、“过度开垦”等空话套话;还有很多考生当成黄土高原水土流失的成因来答;考虑到结合图像分析相关信息的考生,又只将目光局限在图10(a)与(b)这两幅副图所示的三角洲区域,忽视了主图中滦河上游地区的城镇、水库、跨流域引水线路等有效信息,导致答题要点不全。老师们在分析考生失分的原因时认为,学生在解答该题的过程中,只会试图从头脑中调动相关的具体知识,忽视了结合具体设问获取有效信息。笔者认为这只是导致考生失分的表层原因,而考生对试题中蕴含的空间尺度思想缺乏认识,不能通过空间视角的变换,即从滦河三角洲这一局部地区到滦河流域的宏观区域分析具体的问题,是导致失分的深层原因。

      什么是空间尺度思想?我们怎样来理解其内涵并在分析解决问题时运用这一思想?这对我们的中学地理教学有哪些启示呢?“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、空间变化的规律。”(《全日制义务教育地理课程标准(实验稿)》)地理学科的性质决定了其思维方式的空间特色。地理思维首先是空间思维,所有的地理问题都需要以一定的空间为依托,这个空间有大有小,这个大小也就是尺度。在地理学研究中,空间尺度是指所研究地物单元的面积大小或最小信息单元的空间分辨率水平。[2]

      空间尺度有以下五种类型:

      地图尺度——指用比例尺表示的地图与地面实际之间的关系,大比例尺常与小范围对应。

      观察尺度——指所研究对象的空间范围,大尺度研究指对大区域的研究。

      测度尺度——也叫分辨率,指研究对象的最小可分辨部分。如遥感影像中的像素,地图中的可显示地物精细程度。

      运行尺度——指某种地理过程运行环境的空间范围。如城市内部就业的郊区化过程涉及城市不同分区;外资投资问题就涉及国内国外。

      解释性尺度——指依研究对象不同而采用不同的空间视野。

      本文主要针对观察尺度进行阐述。

      空间尺度思想是培养学生空间思维能力的出发点,决定着分析地理问题的视角和方法。在中学地理教学中,教师对空间尺度思想内涵的认识是深入理解和准确把握教学内容的前提,是对学生进行空间思维能力培养的基础。

      一、空间尺度的大小关系到对研究对象细节与整体的把握,提示教学中要对不同尺度背景下的教学内容进行准确把握

      为了更好地观察和认识地表,根据空间的差异性,地理学家将地表划分为全球——大陆——区域——地方——地点等空间范围大小不同并有一定等级关系的空间尺度。[3]这在中学地理教学内容的编排上也有反映,如,初中地理课程将教学内容分为四大部分:地球与地图、世界地理、中国地理、乡土地理。其中的世界、中国、乡土就反映了不同大小和等级的空间尺度,教师可以自行选择授课的顺序,既可以按由大尺度到小尺度的顺序安排学习相关内容,也可以由小尺度到大尺度依次展开教学内容。然而,不同尺度下所学内容的重点和详略有明显差异。

      从一般情况看,随着尺度增大,空间异质性将会降低,因为其间的很多细节将会被忽略。正如我们在万米高空只能肉眼看清地表的大致轮廓,而在百米高空,我们能看清楼房、农田、道路、汽车等。所以,在大尺度上我们比较多地关注于空间的整体特征,而在小尺度上我们则更多地关注于空间的差异性。在不同尺度背景下,我们所关注和研究的地理事物的侧重点不同,研究方法和手段也相应存在差异。

      空间尺度思想的这一内涵给我们的地理教学带来的启示是:教学中要对不同尺度背景下的教学内容进行准确把握,分清地理事物或现象的共性特征和个性差异。

      在全球尺度下,我们应关注地理事物和现象发生、演变和分布的一般规律。如,大气环流、水循环、岩石圈物质循环等基本原理以及洋流分布、气候类型分布、陆地自然带分布等基本规律,而不是局部地理事物和现象的具体分布或微观运动。这时我们必须选用全球或者大陆、大洋等大尺度空间的地图,在大尺度范围内发现和概括地理事物的运动过程和规律;而在区域小尺度下,我们应关注区域地理事物的细节特征与差异,通过对比、分析不同区域和区域内部的各项资料,揭示所研究区域的独特性,这时我们关注的是一般规律在局部地区的特殊表现。

      我们可以通过设计相应的问题,让学生在分析解决问题的过程中体验空间尺度思想的这一内涵,进而掌握并自觉运用其解决相应的问题。如,问题1:

      【问题1】运用资料,说明卑尔根的气候特征。

      回答这个问题,我们需首先明确研究对象所处的空间尺度为区域小尺度(卑尔根),应选择较小空间范围的地理图像作为研究资料(如图1),而非全球或大洲气候类型分布图或气候统计图;通过对卑尔根年内各月气温和降水量图的分析,说明其气候特征,相应的表述应反映卑尔根气候的独特之处(如:冬季温和,夏季凉爽,年温差较小;全年降水量约为2000毫米,各月降水丰富,秋冬两季稍多),而非更大尺度空间上温带海洋性气候的一般特征(如:全年温和湿润)。

      

      通过对上述问题的分析可以看出,中学地理教学中关注空间尺度,不仅有助于学生进行空间定位、空间想象和空间分析能力的培养,学会通过划分不同的空间尺度来认识地理环境的复杂性这种方法,而且有利于教师准确把握教学内容和重点,并依据具体教学内容合理选择、搭配不同尺度的地图资料。

      二、不同尺度地理事物和现象的作用机制及其解释不同,提示教学中分析和解释特定的地理问题要关注其对应的空间尺度

      地理学揭示的是不同空间尺度上的地理事物的分布和发展变化规律,所有地理问题的分析都离不开一定的空间为依托,不同的空间尺度既影响对地理事物和现象差异性的度量,也影响对它的解释。例如,在小尺度上,植物的分布主要由所在地的土壤特性和微地形所决定,而在较大尺度上,气候条件则起主导作用。再比如,小范围下垫面的植被覆盖变化对大气环流几乎没有影响,但是对城市气候来讲也许就不可忽视。由此可见,不同尺度下地理事物和现象的影响因素和作用机制存在差异。

      空间尺度思想的这一内涵给我们的地理教学带来的启示是:我们在对具体地理问题进行分析时,应关注其对应的空间尺度,采用不同的分析思路。科学有效的尺度选择可以避免用错误的空间尺度观测问题和对因果关系的曲解。

      例如,地表形态各异,成因复杂。我们在分析大尺度全球海陆、高大山系等的分布和变化时,一般应用板块构造学说等全球构造理论加以说明;在分析小尺度区域地形成因时,则从具体的内外力作用进行综合解释。又如,分析北京地区的农业生产特点及区位条件,就不能用北京市顺义区某现代农业示范区的农业类型来引申代替。

      这样的认识思路也可以通过相应的问题设置让学生感悟,如问题2所示:

      【问题2】说明图2(见下页)所示甲国A、D两城市分别在一月和七月出现降水差异的原因。

      该题的解题思路是如何渗透空间尺度思想这一内涵的呢?高中地理教学中对于气候因子的分析,如果是在大尺度——全球气候类型分布的基本格局下,分析气候形成的基本因素应首先考虑太阳辐射和大气环流;如果是在小尺度——某一种气候类型分布区中,分析同类气候内部差异的形成,就应将着眼点放在下垫面(海陆位置、地形、洋流等)上。甲国A、D两城市的降水差异是在区域小尺度背景下同类气候的内部差异,应重点分析下垫面因素——海陆位置和地形。一月,D地降水量大于A地,是由于D地位于冬季来自海洋的东北季风的迎风海岸;七月,A地降水量大于D地,是由于A地位于夏季西南季风的迎风海岸。

      

      通过对上述问题的分析可见,关注地理事物和现象所处的空间尺度,是对其作出正确解释的前提。

      三、大小尺度间相互依存,提示教学中深入分析地理过程和现象要在大小尺度之间作相互转换

      大小尺度之间是相互影响相互制约的。大尺度区域的地理环境一定程度上影响和控制着小尺度区域的地理环境。例如,城市气候的变化不仅受小尺度下垫面变化的影响,而且受整个气候空间模式变化的影响;小尺度区域的地理环境一定程度上也影响着大尺度区域的地理环境。例如,南北两极冰山的融化,不仅改变了两极地区的生态环境,也将对全球海平面的变化造成影响。

      空间尺度思想的这一内涵给我们的地理教学带来的启示是:深入研究问题时要考虑大小尺度之间的相互关系,在不同尺度之间进行视角转换,运用“变焦”的方法观察分析地理事物和现象的形成和演变。如人类活动对地理环境的影响在不同尺度下看会有不同的结果:人类在局部地区可以彻底改变地表景观,表现出“人定胜天”、无所不能的气势;但在大尺度背景下,人类在自然面前则显得非常渺小,不仅不能改变自然规律,而且违背自然规律的做法还会受到自然的惩罚。所以,全面认识人地关系,需在大小尺度之间进行转换。

      我们可以设计下列问题,让学生感悟思考地理问题时如何进行大小尺度间的转换。

      【问题3】分析乍得湖水位下降的原因及造成的后果。

      该题的分析思路是,首先明确湖泊水位的变化是水量收支差异的结果。运用水循环的基本原理可以分析得出,作为一个内陆湖,乍得湖的水量收入来源于降水和入湖径流,支出途径主要为蒸发和下渗,需对这些影响湖水收支的环节进行具体分析。此时,观察的尺度已由乍得湖放大到乍得湖流域,在这个尺度下,才能分析入湖径流的变化。如果深入分析蒸发和降水环节,还应进一步关注全球背景下的气候变化。对乍得湖水位下降所造成后果的分析,不单单局限于对湖区的自然环境和社会经济的影响,还应关注对周边乃至更大范围的影响。

      对上述问题的分析说明,不同的空间尺度为我们提供了看问题的不同视角。不同地区,如果放到全球背景下,我们关注的可能是全球气候变化、全球经济发展等对这个区域发展的影响;如果缩小到这个地区的周边范围,我们关注的可能是这个地区与周边区域的联系、周边区域对它的影响;如果只从这个地区本身来看,我们关注的是这个地区本身的自然条件、社会经济条件以及自身的发展问题。所以,运用“变焦”的方法,改变分析的空间尺度,能提高我们深入了解地理过程和现象的洞察力,能认识地理过程和现象在不同尺度上是如何相互联系的,从而使我们对地理事物和现象的认识更客观、更全面。

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