略论地理空间思维.pdf

2 0 1 0年 第 2 1期 地理纵横 南京师范大学地理科学学院 2 1 0 0 4 6 龚倩赵媛 现代教 学论 的一个 基本 观点 是把培 养学 科独特 的思维方式放在学 习的首位 地理空 间思维是地理 学 科独特 的思维方式之一 空间性是地理学区别于其他 学科的一个非常显著的特点 这就要求地理教学应以 建立地理空间概念为先导 从地理事物所处的位置 各地理事物之间的相互关 系和空间结构等方 面去揭示 地理环境特征和差异 使学生 自觉地从空间的角度看 待地理问题 分析地理 问题 解决地理问题 惟有如 此 才能有效地 体现地理教学的学科特 点 因此 明 确地理空间思维的内涵 特征 组成及其影 响因素 对于培养学生地理空 间思维能力 更好地 实现地理教 学目标有着重要的意义 一 地理空间思维的内涵与特征 思维 是人脑对客观事物本 质和规 律的反映 是人 们对客观事物 的理性认识过程 是认识的高级阶段 我们生活在三维空间 中 在我们看来世 界上绝大部分 事物及其运动都是三维的 空间思维是与平面思维相 对的 与时间思维相呼应的一个概念 心理学家把空 间思维归纳概括 为 通过具体 形象 表象来思考 上 升到抽象的一种思维活动 空间思维 的展开基于空间概念的建立 从空间的 类型与性 质看 空间可分为绝 对空 间与相对空间 一 般空间与地理空间 具体空间与抽象空间 客观空问 与主观空间等四组类型 J 地理空间是地理学的核心概 念 它常常作为地理学独特性 的一个标志 这主要是 因为地球表面的一切地理现象 一切地理事件 一切 地理效应 一切地理过 程 统统发生在以地理空 间为 背景的基础上 无论怎样定义地理学 从空间的角度 看待一切是地理学的基本科学态度忙 抽去对地理空间 的系统研究 或者不探 索地理空间的分布 形式 结 构 规律等内涵 其余的有关地理学的理论原则 无 一 例外地都会失去其存在的意义 全 日制义务教育地 理课程标 准 实验稿 中这样论述 地理学不仅研究 4 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 地理空间思维就是对地理事物 地理现象 地理 图像的观察 分析 综合 比较 概括 抽象 从而 在头脑中创造性地形成它们的空间形象 进 行空间位 置判定 确定空间分布状态并进行排列 组 合 分析 它们在空间上进行 的物质 能量 信 息的传递 交换 和交流 比较它们 的差异点和共同点 及对它们的空 间属性进行 多个维度思考的心理过程 地理空 间思维 具有 以下特征 1 文字图形 的转换 思辨 即能够把 用文 字陈述 的地理内容在 大脑 中正确而迅速地转换为图形 形成 心理地图 这里所指的图是广义的 包含地 图 几何 图形 模式图 景观图等 它 要求地理空问想象力丰 富 基础知识扎实 2 空间图形的对应思 辨 指将同一地理 问题置于 不 同的维度空问图形下比照 辨证思维的能力 这就 使得隐含信息变得明晰 思维过程更趋理性 不仅可 以避免片面 也可以化难为易地解题 3 空间动态的联系思 辨 即在大脑中以动态的图 形表达地理原理 地理规律 或把静 态图与动态图联 系思考 它是对地理客观事物 的高度抽象过程 是地 理空间思维较高级形式 二 地理空间思维的组成 普雷 斯顿 詹姆 斯 曾经 用三个 问题 总结 了地理 学科的重要特 点 分别是 它是什么样子的 它在哪里 它 意味着什么 它 是什 么 样子的 涉及这样一种基本思维过程 怎样去观察并 表述那些 占有地球空 间的事物 在地面上千变万化 的 现象中 如何去选定要进行观察的地理现象 这样一 个通过观察地理事物 现象而在头脑中形成抽象形象 的过程就是想象 它在哪里 是一个空间定位的 地理纵 横 2 0 1 0年 第 2 1期 0 问题 包括 从已知的生存空 间出发 向哪个方 向移 动 走 了多远 怎样 去衡 量距离 和方 向 当到达 你 视 界 以外 的地 方时 又在 哪里 它 意味着 什 么 这一个 问题 主要涉及对地理事物结构 相互 作用 相互比较以及它发生发展的整个过程的思维 根据地理学科 的这些重要特点 中学生地理 空间 思维能力的培养 主要包括 以下几个方面 地 理空 间形 象思维 地理空 间定位思维 地理空间结构思维 地 理空间相互作用思维 地理空间比较 思维 地理空 间 综合思维 图 1 地 理 空 问 思 维 组 成 1 地理空 间形 象思维 通过 对地理空 间要 素 空间条件的学习及认识 在头脑 中创造性地形成地理 事物空间形象 的心理过程 爱因斯坦这样描述他 的思 维过程 我思考问题时 不是用语言进行思考 而 是用活动 的跳跃的形象进行思考 当这种思考 完成 以 后 我要花很大力气把它们转换成语言 形象思维 是人脑运用形象 意象 通过直觉 类 比 联想 想象等形式进行的思维活动 地理形象思维是以地理 形 象为思维材料 通过感觉 知觉 具象 概 象 意象的思维过程 达到反映地理事象的分布 把握地理事象的本质 以及发 展 变化过程 的思维形式 空问意象是一种具有学习能力的具有空间形象感 的地理形象化思维模式 它既提供了一种地理信息的 组织方式 同时它又 为地理信息 知识提供了一种形 象化的表达模式 它 的形成 以对地球表层的知觉 映象 为基础 但它对于地理思维的重要意义远 远超过 了地 理知觉经验 地理知觉映象不仅是指依靠感官对于地 理物质 现象 的 直 接观察 方式 所 获得 的 心理 图 象 而且 还包括通过 间接观察方 法 对于地理 非物质现象研究后所 获得的感知 这里 的 间接观察 方法 是指 另一种传统的较少依赖感性经验而较多 地 依赖人 自身 想象 的地理 学理解 方法 大卫 哈 维 1 9 7 1 地理知觉映象是对于现实世界中地理现 象真实反映的 象 形 它是通过地理考察工作 产生的 它具有鲜明 生动和完整的特点 空间意象 则是一种界于感性认识和理性认识之间的 取象 它与地理知觉映象的不同在于 象 和 意 的关系 上 它更注重 意 即它具有 由象表意 意从象 5 垒 鲎 囊 豳 出 的特点 意 具体表现在影响空间意象产生的 有关地理问题解 决的 目的 态度和技能上 空 间意象 首先表现为一种有 目的的思维活动 它是建立在地理 知识 经验 以及解决地理 问题的综合技 能之上 同时 又受到主体 的反映社会结构 政治结构和人类发展的 内心世界 的深刻影响 因此 它实质上是一幅存 在于人们头脑中的 多维图象 这里的 多维 是 指 目的 态度和技能 从思维方式上看 意象模 式大量运用了联想 启发 类比与推理等思维方法 由此可见 空间意象具有非现实性和形象化的特征 地理思维的过程和结果都表现 为某个空间意象 并且 这个 意象 在地理思维过程中总是处于变化的状 态 随着地理思维对地理 问题 的现象 规律认识的逐 渐深入 空间意象对地理 问题的模拟将会逐步接近事 物的本质 2 地 理空 间定位思 维 就 是对地理 事物 地 理 现象进行空 间位置 判定的心理过程 具体来说 地理 空间定位思维是在认识地理事物空间位置关 系时 运 用地 图 脑 中地图作空间透视 从中获取有价值的信 息 得 出相关 的解释与结论的心理过程 地理位置是 地理事物空间性的基本特征 在影响某个地区自然地 理环境各要素中 一般把位置因素放在首位 这就要 求地理教学传授地理 位置知识 的同时 高度关注学生 地理空间定位思维能力的培养 3 地理空 间结构思 维 就 是把 地理事 物 地理 要素在空间上分 布状态 以及进行排列 组合的心理过 程 一般地 地理空 间结构 由点 线 网络和面 四个 基本 要素所组成 地理空间结构 中的点是指地理事物 在地理 空间上集 聚而形成的点状分布形态 地理空间 内各种规模不等 的点相互连接在一起就形成 了点的等 级体系 这种具有包容性和层次性的空间有序 其形 成和表现不是偶然的表面现象 而是 由地理环境的空 间组织和结构特征所决定的 例如 在一个大河流域 内 具有不 同等级大小的河 流 在其数 目与所 占据的 流域面积上 呈现着一种几何级数的关系 并己成为 地貌学家所熟知的一条规律 无数的试验已经证明 河流的数 目随着河流等级 的增加 呈现几何级数式 的 减少 而流域面 积的大小 则随着河流等级的增加 呈现几何级数式的增加 自然地理学中有这样的例 子 人文地理学中也同样可以找出类似的空间等级系 统 以一个城市 系统为例 它也可以 由一个 中心位置 的等级系列去加以表达 围绕着市镇中心的市场范 围 它所 占有的面积大小 随着城市等级的增加而呈 几 何级数式 的增加 这就是1 9 3 3 年德国地理学家 克瑞 2 0 1 0年 第 2 1期 地理纵横 斯泰勒所创著名的中心地理论的基本表达方式之一 地理空间结构 中的线是指地理事物在地理空间上所呈 现出的线状分布形态 而这些线 中有一些比较重要 的 就是轴 线 地理空间结构中的网络是 由相关的点和线 相互连接所形成的 网络 是连接空间结构 中点与线 的 载体 网络的意义在于它能够使连接起来的点和线产 生出单个点或线所不能完成的功能 网络可以分 为单 一 性 网络和综合性网络 地理空 间结构 中的面是 由地 理事物在地理空间上所表现 出的面状分布状态 地理 事物在一定地理空间范围内作较密集的连续分 布 也 可看作是面 地理 空间结构就是 由各种点 线 网络 和面相互结合在一起构成的 地理学家对地理空间结 构的研究有相当一部分被 引入 中学教材 为了使学生 能够掌握这一部分 知识 培养学生的地理空 间结构思 维能力是必要的 4 地理空间相互作用思维 就是把地理事物 地 理要素在空间上进行物质 能量 信息 的传递 交换 和交流的心理过程 地球上资源的分布是不均匀的 没有一个国家可以全部 自给 自足 为了交换资源和信 息 各地之间建立 了运输和交通网络 对空间相互作 用的洞察 导致对人类现时通过 物资和信息交流 以及 人 口迁移等方式产生的合作行为的了的意念 以及加 深对贫穷 财富和人类福利的认识 地理空间相互作 用体现于两种形式 一种是地理要素 间的相互作用 如土壤与生物 间的相互作用 另一种是 区域问的相互 作用 地表 上的任何一个地方都不是孤立地存在 为 了保 障生产 生活 的正常 运行 城 乡之 间 城 市之 问 城 市和 区域之间总是不 断地进行着物质 能量 人员和信息 的交换 不同空间相互作用的结果 形 成 了各种地域空间格局 5 地理 空间 比较 思维 就是确 定地理 事物 地 理要 素和地理现象在空间上的差异点和共同点的心理 过程 地理空 间 比较 是采 用比较 的方法 认识地 理特 征 如 利用课本 中各种景观 图 曲线图 示意图进 行直接逐项 比较 从而得 出地理特征 地理 空间比较 主要包括如下几个方面 第一 地理事物现 象或本质 的比较 指区域之 间某个要素 部门 的全 部或部分 现象或性质的比较 从 比较 中找 出差异最大 的现象或 性质 作为 该要 素的 区域 特征 第二 类 型结构 的 比 较 指某要 素 部 门 的各种 类型 在本 区域 内的比 重 与其他区域作比较 把比重大小次序或比重最大 的类型 成分 作为该要素区域特征 例如 中国地 貌特征之一是 地势西高东低呈三级阶梯下降 以山 地为主 就是由海拔高度的空间排列次序和主要形 6 态类型与其他区域比较而得 出 第三 状态或过程 的 比较 指某要素 部门 在本 区域 的变化状态 或过 程 与别的区域作比较 找 出特征性状态 过程 的 方法 如土壤这一要素的区域特征 常以 某区域土 壤形成过程和分布规律 来表示 6 地理空 问综合 思维 就 是对 一定空 问上的地 理事物和地理现 象进行 多个维度思考的心理过程 地 理空间综合包括这样几个方面 第一 一定空间上 自 然地理与人文地理 的综合 一定地理空间内人类 的生 产 生活方式 建立在本地 区特有的 自然地理环境的 基础上 自然地理要素与人文地理要素之间存在着紧 密的联 系 这 一方面要求人们根据本地区 自然地理特 点 因地制宜 因时制宜 地进行区域开发和 区域 建设 另一方面 自然地理条件对人类生产 生活的影 响并不 是绝对 的 随着科技进步 人类在一定程度上 可以对 自然地理环境进行改造 第二 系统地理与区 域地理的综合 系统地理主要是指高中自然地理和人 文地理 区域地理主要指初 中世界地理和 中国地理 运用系统地理 中地理基本原理和 规律 来解释 区域地 理中的地理现象 地理事物以及地理分布 就是系统 地理 与区域地理的综合 第三 一定空 间内各 自然地 理要素之间的综合 地形 气候 水文 土壤 植被 等自然地理要素 构成了区域自然地理环境 在一个 特定 的地理空间 内 各 自然地理要素之 间存在着紧密 的联系 第四 一 定地理空 间内各人文要素的综合 农业 工业 交通 聚落 商业 金融等人文地理要 素 构成了地理区域的人文地理环境 区域内各人文 地理要素之间也存在着紧密的联系 三 地理空间思维的影响因素 学者认为地理 空间思维能力受制于三大因素 一 是个体本身的形象思维和抽象思维能力 二是个体在 进行想象前所积累的知识和已经具有的空间概念 三 是将要被定位的这种事物本身的某些时空特征 第一 二两个 因素 既受先天桌赋的制约 也受 后天培养的影响 它属于个体本身的因素 也是个体 本身素质的体现 是培养空间思维能力的内因 因而 教师对其施加的作用很小 第三个因素是外因 是教 师发 挥其作用 的主要方面 在 将要被定位的事物 本身 的特征 中 对 空 间思维能 力 的形成起 主导作 用 的 是事物本身所具备的直观性的大小 它主要决定 于事物形体 即所占有的实际空间 的大小和它的客 观性与抽象性的之间的 比值 一般说来 形体的 太大 比如高原 大洋 和太小 比如分子 细菌 地理纵横 2 0 1 0年 第 2 1期 稀 重要 战略储备 源 甘肃省张掖市第二中学 7 3 4 0 0 0 马翠敏 一 稀土元素的构成 稀 土 就 是 化 学 元 素 周 期 表 中镧 系 元 素 镧 L a 铈 C e 镨 P r 钕 Nd 钷 P ro 钐 S m 铕 E u S L O d 铽 T b 镝 D y 钬 H o 铒 E r 铥 T m 镱 Y b 镥 L u 以及与镧系的1 5 个元 素密切相关的两个元素 钪 s c 和钇 Y 共l 7 种 元素 称为稀土元素 R a r e E a r t h 因为矿物经分离 得到的稀土混合物中 常以铈或钇比例多的而得名 轻 稀土 又称铈组 镧 铈 镨 钕 钷 钐 铕 S L 重稀土 又称钇组 铽 镝 钬 铒 铥 镱 镥 钪 钇 稀土元素在地壳 中主要 以矿物形式存在 其赋存 状态主要有三种 作为矿物的基本组成元素 稀土以离 子化合物形式赋存于矿物晶格中 构成矿物的必不可少 的成分 这类矿物通常称为稀土矿物 如 独居石 氟 碳铈矿等 作为矿物的杂质元素 以类质同象置换的形 式 分散于造岩矿物和稀有金属矿物 中 这类矿物可称 为含有稀土元素的矿物 如磷灰石 萤石等 呈离子状 态被吸附于某些矿物的表面或颗粒 间 这类矿物主要是 各种粘土矿物 云母类矿物 这类状态的稀土元素很容 堡 垒 霸 豳 易提取 已经发现的稀土矿物约有2 5 0 种 但具有工业 价值的稀土矿物只有5 0 6 O 种 目前具有开采价值的只 有l 0 种左右 现在用于工业提取稀土元素的矿物主要有 四种一氟碳铈矿 独居石矿 磷钇矿和 风化壳淋积型 矿 二 稀土资源的分布 稀土元素在地 壳中并不稀少 只是分散而已 因 此 虽然稀土的绝对量很大 但就目前为止能真正成为 可开采的稀土矿并不多 在世界上分布极不均匀 主要 集中在中国 美国 印度 前苏联 南非 澳大利亚 加拿大 埃及等几个 国家 其中中国的占有率最高 中国占世界稀土资源的4 1 3 6 是一个名符其实 的稀 土资源大 国 稀土资源极为丰富 分布也极其合 理 这为 中国稀土工业的发展奠定了坚实的基础 主要 稀土矿有 白云鄂博稀土矿 山东微山稀土矿 冕宁稀土 矿 江西风化壳淋积型稀土矿 湖南褐钇铌矿和漫长海 岸线上的海滨砂矿等等 白云鄂博稀土矿与铁共生 主要稀土矿物有氟碳铈矿和独居石 其比例为3 l 都 达到了稀土回收品位 故称混合矿 稀土总储量R E O 为 3 5 0 0 万吨 约占世界储量的3 8 堪称为世界第一大稀 的事物都不利于空间思维能 力的形 成 客观事物