吴建国

摘要：地理空间概念地理学习中的一个常见难题。笔者通过让学生画经纬线模拟地理位置，识别地理球面空间和平面空间，引导学生作深度学习，促进了地理空间概念的建立，收到了一定效果。

关键词：深度学习 地理空间概念 地理球面和平面的转化

地理空间概念是地理基础知识，课本对“地理空间”没有明确作定义，主要通过七年级《地理》第一章“地球和地图”来帮助学生进行构建。怎样帮助学生建立起正确的地理空间概念呢？笔者作了一些探索和尝试，通过指导学生在地球仪学具球面上画经纬线模拟地理位置，引导学生进行识别地理空间等练习，引导学生作深度学习，起到了一定的效果。

笔者的做法归纳起来主要是：识别地理球面与地理平面，通过地球仪学具与地图的转化建立地理空间概念。

一、尝试建立地理球面概念

学生在地理学习中建立地理空间概念应是一个逐步实现的过程，我们可以下列过程，来帮助学生实施构建。

1.建立地球表面整体的球形空间概念。

观察地球仪学具整体形状，得出结论：地球是球体，表面呈球形。在这里，笔者要让学生明白：我们是站立在球面上的。

2.建立球面方向概念。

在地球仪学具上画纬线和经线。（可如图绘出0°纬线、30°N纬线，0°经线、60°E经线。）

观察纬线，得出结论：纬线在圆圈上指示东西方向，在球面上东西方向的轨迹是弯曲的。

观察经线，得出结论；经线是在半圆（弧形）上指示南北方向，在球面上南北方向的轨迹也是弯曲的。

结论：地球表面任何方向都是弯曲的球面空间。  

3.建立局部地面弧形球面概念。

方法：在地球仪学具上你所画的经纬网中取一块区域（如上图中A区域），用铅笔涂色，然后从不同角度观察A区域，可发现：在任何方向A区域表面都呈现为弧形。

上图中A区域，是一个介于0°—30°N、0°—60°E之间的弧形球面区域。

如果条件允许，不妨把地球仪学具的A区域剪下（学具属性，价在使用），让学生观察，或用手触摸，弧形球面特征将一目了然。

结论：地球表面的局部区域呈弧形（球面）。

深度学习表现为学生动手动脑，不断思维。思维演绎过程为：地球表面为球形，地球仪是其模型。地球表面的任何部位都是一个弧形的球面空间。

二、建立地理平面空间概念

上一个问题让我们把注意力集中在地球仪学具的球面上，现在我们要换一个角度，把注意力放在平面，从平面的角度来帮助学生建立地理平面空间概念。

1.局部地面在视觉上是一个平面。

观察脚下地面，各个方向看上去是平直的。

分析：我们看到的地面是地球球面上的一小块，即地面局部地区。

获得认知：地面局部地区可被看作是一个平面。我们可把这个平面称为地理平面。

2.地图的使用。

对地图的使用是人类文明进步的重要标志。笔者还认为：就地图本身而言，是具有明显的地理思维特征的：

（1）我们用地图来表示地面局部区域的地理平面。

其中蕴含这样的逻辑：既然地面局部地区可被看作是一个平面，那么，用平面图形来表示这个区域是基本可信的。

我们把这种平面图形称为地图。

地图上的方向、比例尺和图例等要素是表示地理平面状况的重要内容。

此时，如果让学生举例，说说他使用过哪些地图，或者说说地图可使用在哪些方面，学生往往会有惊人的表现。借这个机会，我们可引导学生获得这样的认知：

地图，是一种平面图形，是表示地理平面情况的一种工具。

（2）对地图的使用可进一步。假设球面的某一小块可被看作平面，那么，许多个平面可拼合成一个更大的平面。或者说，可将平面作一定的延伸，这个平面的范围可能会比较大。 

结论：在地图使用中，地图有时可表示比较大的地面区域。

3.地理平面空间概念是假想的。

事实上，在地球上，无限大的平面是不存在的。

假设上述步骤2（2）的假设没有限制条件，那么，无数个平面就可拼合成一个无限大的平面，显然这是不真实的。因为地面无限延伸必将得到一个球面，这是地球的真实情况。

这些话没必要跟中学生讲，但是其中的道理是清晰的。在这里，我们可用地球仪学具来作说明：作为地球的模型，地球仪是球形的。

所以，地理平面空间的建立在是有假想条件的，即：假设其区域范围不够大。

同样，平面地图的使用也是有条件的，即允许它存在一定的误差。

那么，平时我们看到的桌面等物体的平面是什么呢？桌面等物体平面当然是真实的平面，但是它们是物理学意义的平面，不同于地理学范畴的平面。

至此，我们对地图及其使用作出如下认知：地图是对地球表面局部区域对应的地理平面的描述。当所示地面局部区域不足够大，地理平面接近地理球面，地图基本可信；当所示地面局部区域足够大，地理平面与地理球面出入较大，地图的误差会比较大。

于是，一个清晰的地理平面空间概念便建立起来了，我们可作这样的描述：地理平面是人们对地球表面在视觉上的认识，地图是表示地理平面的一种工具，地图上的方向、距离等内容是平面图形上的事物。

三、深度学习：进行球面和平面的转化

这个问题涉及了地理平面和地理球面的转化，问题中的前者属于地理平面范畴，后者则属于地理球面空间范畴。帮助学生进行地理平面和地理球面的转化，是不容易的，需要一定的方法或技巧。

1.从平面地图到球面地球仪。

方法：画一幅经纬网地图（如画下图左侧地图，纬度范围0°—10°N，经度范围0°—10°E），让学生与地球仪学具上所画的经纬网作比较对照，前者一定能在后者被找到位置。

教学中也可取一幅省市等区域的地图，如江苏省行政区划图，让学生找到其大致经纬度，然后在地球仪学具的经纬网中找出来。

道理：地表的任何一个局部区域都是地球球面的一部分。

结论：任何平面地图都可转化为球面模型。 

2.从球面地球仪到平面地图。

方法：选取地球仪学具上所画经纬网中的一块区域，把它在纸上表示出来，画出其边框，标注出若干经线和纬线。（操作时可标注出具体的纬度和经度，如下图左侧经纬网区域：10°S—30°N，10°E—70°E。）

结论：局部立体球面可转化为平面地图。

3.球面和平面的转化是对两种地理空间表示方法的认同。

原理：既然一幅平面地图能用来表示地球表面某一区域，那么，一定数量的局部地区的地图可拼合成地球仪球面。

反之，既然地球表面的局部区域可用地图来表示，那么我们可把地球表面分解为若干个局部区域，这样，地球仪也就被分解成了若干张地图。

结论：无论是平面地图还是地球仪球面模型，都是人们对地球表面的认识。这种认识上的差异是由于观察角度和表示方法的不同所造成的。

深度学习启发了学生思维：地理球面空间是对地球表面的真实描述，地理平面空间是人们在视觉上对地球局部地区的认识，地图是描述地理平面情况的工具，属于二维平面。