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空间思维能力是地理学科的主要能力之一，是现代公民必备的地理素养。而重视学生的探究活动，不仅是地理课程还是这次新一轮课程改革的重要理念。许多高中地理内容可以开展探究式教学，教师应引导学生主动探究，形成地理空间思维能力。
一、演示式探究——化“抽象”为“具体”
演示式探究是指教师运用直观教具、多媒体等演示手段，向学生展示感性材料，引导学生把未知知识与所学知识联系，化“抽象”为“具体”的探究方法。高中地理教材中有很多抽象的原理和规律，尤其是必修1第一章“行星地球”（前教材“宇宙中的地球”）。演示式探究可增强学生的理解能力，拓展学生的学习思路。演示过程中教师提出相关问题，要求学生自己寻找答案，引导学生发现演示所包含的原理或规律，有助于激发学生主动探究的热情。
二、假设式探究——化“复杂”为“简单”
某些地理问题，通过设计虚拟的逆向思维的情景，让学生运用所学知识分析问题，加深对知识的理解。下以大气环流的形成为例说明此类探究步骤。第一步：假设大气是在均匀的地球表面上运动，而且地球不自转，引起大气运动的因素是高低纬之间的受热不均。在复习热力环流的基础上，让学生比较理想状况下赤道与极地近地面、高空气压的高低，标出大气运动方向。第二步：在第一步的基础上，进一步假设地球自转——地转偏向力的影响。引导分析三圈环流的形成，分析赤道低气压带、极地高气压带与副热带高气压带、副极地低气压带在形成原因上的不同。第三步：进一步假设太阳直射点移动的影响。让学生探究北半球气压带、风带周期性的季节移动规律，进一步探究南半球冬、夏季移动规律，进而归纳气压带、风带随直射点移动而移动。第四步：进一步假设由于海陆分布的影响，探究亚欧大陆、太平洋气压中心的变化，带状分布的气压带断裂成块状。再分析东亚冬、夏季盛行风向的改变，讨论性质、影响。
三、观测、实验式探究——化“理论”为“实践”
地理原理和规律常以简洁的语句、理想化的图式来表示。教学中可以通过设计适当的实验让学生亲手操作、观察、讨论，在轻松的氛围里使地理原理真正让学生理解。讲授“地方时东早西晚”时，准备一个地球仪，用醒目的金属线制成大圆，作为晨昏线。让学生选择某一纬线上两点，演示自转，观察东边的地点是否先经过晨昏线。可让学生进一步探究自转方向改变的影响。地方时、正午太阳高度的计算，是必修1第一章的难点，也是高考重要知识点。可设计观测实验来化“理论”为“实践”。地理课外兴趣小组在二分二至日测得旗杆不同时间的影长，影子最短的时候即为正午，根据此刻北京时间计算学校的经度；根据学校的纬度计算正午太阳高度，并同测量结果比较。可作进一步引申探究：在不同北京时间旗杆影子的方向；经长期观测后绘制正午影长变化曲线，分析正午太阳高度的变化规律。为提高学生的野外生存能力，可设计综合实践活动方案，指导学生用手表和太阳定向，培养野外定向能力。让学生联系所学知识，分析用手表与太阳定向的两种方法运用的基本原理。让学生收集其它野外定向方法，思考包含的地理原理。拓展探究：本地新城市规划如何充分利用光照资源；本城市有大气污染工业企业的布局。
四、观察式探究——化“感性”为“理性”
运用世界及分区地图进行地理事物空间分布分析，利用區域地图进行地理区域的定位和区域综合分析，是中学地理学习中常遇的课题，也是高考的重点和难点。教学中宜采用观察式探究教学，活化图象，让学生掌握观察式探究学习的方法。
1、运用世界及分区地图对学生进行读图能力培养
具体措施：选择对世界地理区域的学习有重要影响的经纬线（如0°经线、30°E、60°E、90°E、120°E、180°、120°W、70°W、60°W、0°纬线、23°26′N、40°N、60°N、23°26′S、66°34′S）为线索，沿着经线方向和纬线方向，分别通过运用世界地形图、世界政区图和世界气候类型分布图等指导学生观察，并让学生进行自我探究学习。首先让学生在脑海中形成网格状经纬仪，并想像其自转起来，明确线与线之间的相互位置关系及与晨昏线的动态关系；第二步，在复习大洲、大洋的基础上，让学生脑海中想像，上述经纬线穿过的大洲、大洋，重要地形区，气候区等；第三步，在复习高中系统地理和区域地理基础上，引导学生进一步丰富沿线穿过的地理事物，如城市、交通点、地形区界线、交通线、工业区、农业区等地理点、线、面。还可进一步探究某些经纬线所构成的区域及其特征。
2、利用区域地图对学生进行空间定位、区域综合分析
具体程序是：（1）设置从高考试卷、高考模拟试卷、互联网中选取的有关区域地图的例题，以及自制有关区域地图的例题。（2）让学生观察区域地图，解读相关信息。（3）提取有效信息，思考如何利用图中的经纬度、各种界线定位。应联想重要地理事物的经纬度位置，联想重要国家、地区、中国重点地区的经纬网分布情况，注意界线地理事物、典型地理事物相对位置的关系，再使用推理、比较、排除等思维方法正确定位。（4）思考本区域的区位，运用相关学科知识探讨现状，分析发展及发展的影响。（5）对比探究，分析相关区域的区位、现状、发展。（6）可分组进行，组内分工合作，探究结论，派代表相互交流和阐释观点，其它组可提出疑问，提出不同的解释。
地理空间思维探究式教学方法，以“启发”式为方法论的指导思想。实施上述探究教学方法时，离不开空间想象和空间联系，还常辅以比较分析法、发现质疑法、发散探究法等多种方法。教师应特别注重指导学生学会主动学习，学会合作交流，学会发现与主动探究，培养学生的探究创新能力。
一、演示式探究——化“抽象”为“具体”
演示式探究是指教师运用直观教具、多媒体等演示手段，向学生展示感性材料，引导学生把未知知识与所学知识联系，化“抽象”为“具体”的探究方法。高中地理教材中有很多抽象的原理和规律，尤其是必修1第一章“行星地球”（前教材“宇宙中的地球”）。演示式探究可增强学生的理解能力，拓展学生的学习思路。演示过程中教师提出相关问题，要求学生自己寻找答案，引导学生发现演示所包含的原理或规律，有助于激发学生主动探究的热情。
二、假设式探究——化“复杂”为“简单”
某些地理问题，通过设计虚拟的逆向思维的情景，让学生运用所学知识分析问题，加深对知识的理解。下以大气环流的形成为例说明此类探究步骤。第一步：假设大气是在均匀的地球表面上运动，而且地球不自转，引起大气运动的因素是高低纬之间的受热不均。在复习热力环流的基础上，让学生比较理想状况下赤道与极地近地面、高空气压的高低，标出大气运动方向。第二步：在第一步的基础上，进一步假设地球自转——地转偏向力的影响。引导分析三圈环流的形成，分析赤道低气压带、极地高气压带与副热带高气压带、副极地低气压带在形成原因上的不同。第三步：进一步假设太阳直射点移动的影响。让学生探究北半球气压带、风带周期性的季节移动规律，进一步探究南半球冬、夏季移动规律，进而归纳气压带、风带随直射点移动而移动。第四步：进一步假设由于海陆分布的影响，探究亚欧大陆、太平洋气压中心的变化，带状分布的气压带断裂成块状。再分析东亚冬、夏季盛行风向的改变，讨论性质、影响。
三、观测、实验式探究——化“理论”为“实践”
地理原理和规律常以简洁的语句、理想化的图式来表示。教学中可以通过设计适当的实验让学生亲手操作、观察、讨论，在轻松的氛围里使地理原理真正让学生理解。讲授“地方时东早西晚”时，准备一个地球仪，用醒目的金属线制成大圆，作为晨昏线。让学生选择某一纬线上两点，演示自转，观察东边的地点是否先经过晨昏线。可让学生进一步探究自转方向改变的影响。地方时、正午太阳高度的计算，是必修1第一章的难点，也是高考重要知识点。可设计观测实验来化“理论”为“实践”。地理课外兴趣小组在二分二至日测得旗杆不同时间的影长，影子最短的时候即为正午，根据此刻北京时间计算学校的经度；根据学校的纬度计算正午太阳高度，并同测量结果比较。可作进一步引申探究：在不同北京时间旗杆影子的方向；经长期观测后绘制正午影长变化曲线，分析正午太阳高度的变化规律。为提高学生的野外生存能力，可设计综合实践活动方案，指导学生用手表和太阳定向，培养野外定向能力。让学生联系所学知识，分析用手表与太阳定向的两种方法运用的基本原理。让学生收集其它野外定向方法，思考包含的地理原理。拓展探究：本地新城市规划如何充分利用光照资源；本城市有大气污染工业企业的布局。
四、观察式探究——化“感性”为“理性”
运用世界及分区地图进行地理事物空间分布分析，利用區域地图进行地理区域的定位和区域综合分析，是中学地理学习中常遇的课题，也是高考的重点和难点。教学中宜采用观察式探究教学，活化图象，让学生掌握观察式探究学习的方法。
1、运用世界及分区地图对学生进行读图能力培养
具体措施：选择对世界地理区域的学习有重要影响的经纬线（如0°经线、30°E、60°E、90°E、120°E、180°、120°W、70°W、60°W、0°纬线、23°26′N、40°N、60°N、23°26′S、66°34′S）为线索，沿着经线方向和纬线方向，分别通过运用世界地形图、世界政区图和世界气候类型分布图等指导学生观察，并让学生进行自我探究学习。首先让学生在脑海中形成网格状经纬仪，并想像其自转起来，明确线与线之间的相互位置关系及与晨昏线的动态关系；第二步，在复习大洲、大洋的基础上，让学生脑海中想像，上述经纬线穿过的大洲、大洋，重要地形区，气候区等；第三步，在复习高中系统地理和区域地理基础上，引导学生进一步丰富沿线穿过的地理事物，如城市、交通点、地形区界线、交通线、工业区、农业区等地理点、线、面。还可进一步探究某些经纬线所构成的区域及其特征。
2、利用区域地图对学生进行空间定位、区域综合分析
具体程序是：（1）设置从高考试卷、高考模拟试卷、互联网中选取的有关区域地图的例题，以及自制有关区域地图的例题。（2）让学生观察区域地图，解读相关信息。（3）提取有效信息，思考如何利用图中的经纬度、各种界线定位。应联想重要地理事物的经纬度位置，联想重要国家、地区、中国重点地区的经纬网分布情况，注意界线地理事物、典型地理事物相对位置的关系，再使用推理、比较、排除等思维方法正确定位。（4）思考本区域的区位，运用相关学科知识探讨现状，分析发展及发展的影响。（5）对比探究，分析相关区域的区位、现状、发展。（6）可分组进行，组内分工合作，探究结论，派代表相互交流和阐释观点，其它组可提出疑问，提出不同的解释。
地理空间思维探究式教学方法，以“启发”式为方法论的指导思想。实施上述探究教学方法时，离不开空间想象和空间联系，还常辅以比较分析法、发现质疑法、发散探究法等多种方法。教师应特别注重指导学生学会主动学习，学会合作交流，学会发现与主动探究，培养学生的探究创新能力。