徐志梅,來華英

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國外中學(xué)生地理空間能力研究進(jìn)展及啟示

徐志梅,來華英

摘要:地理空間能力是地理核心能力之一,正確認(rèn)識(shí)和了解地理空間能力,對(duì)學(xué)生地理學(xué)習(xí)和發(fā)展具有重要意義?；谛詣e差異、發(fā)展階段、可訓(xùn)性、測量方法等角度研究地理空間能力,是目前國外相關(guān)研究的重點(diǎn)內(nèi)容。其研究方法和研究結(jié)論對(duì)我國中學(xué)生地理空間能力培養(yǎng)具有重要的啟示作用。

關(guān)鍵詞:地理空間能力;國外研究進(jìn)展;培養(yǎng)啟示

地理學(xué)是“人類——環(huán)境關(guān)系學(xué)冶還是“空間關(guān)系學(xué)冶,這在很長一個(gè)階段里,一直存在不同流派的爭議。但是,縱觀地理學(xué)思想發(fā)展史,我們可知,研究空間關(guān)系一直是地理學(xué)中的重要論題。對(duì)于任何研究者而言,地理空間能力不僅有助于地理相關(guān)知識(shí)的獲取,更有助于人們正確認(rèn)識(shí)人地關(guān)系、解決地理現(xiàn)實(shí)問題。從學(xué)科視角來看,研究地理空間能力,具有重要的理論和實(shí)踐價(jià)值。

國內(nèi)從地理學(xué)科視角研究地理空間能力的成果較少。從研究主題而言,大多集中在基于教學(xué)內(nèi)容的分析,探討學(xué)生地理空間能力的培養(yǎng);從其研究的深度而言,已有研究成果大多是對(duì)實(shí)踐狀況的描述性分析,鮮有從相關(guān)理論視角——認(rèn)識(shí)心理學(xué)視角深入研究地理空間能力的本質(zhì)屬性、基本特征、與其他要素之間的本質(zhì)關(guān)聯(lián)。因此,系統(tǒng)梳理國外相關(guān)研究,對(duì)于我國地理空間能力的研究主題及研究方法均有重要的啟示作用。

學(xué)生在地理學(xué)習(xí)的過程中,要經(jīng)常地運(yùn)用到各種地圖、剖面圖、景觀圖、模式圖等,要借助圖形在腦海中建構(gòu)或操作相關(guān)的心像,這些與地理學(xué)習(xí)緊密相關(guān)的空間能力即為地理空間能力?？臻g能力是人類的基本智能之一,它與日常生活、學(xué)習(xí)、工作密切相關(guān)。[1]空間性是地理學(xué)的基本特性。從地理學(xué)科視角出發(fā)正確認(rèn)識(shí)和了解地理空間能力,對(duì)于地理學(xué)習(xí)和學(xué)生發(fā)展具有重要意義,是地理學(xué)科教育中的一項(xiàng)基礎(chǔ)性研究問題。[2]目前,國內(nèi)外有關(guān)空間能力的研究較多,也較為成熟。其研究內(nèi)容主要集中在空間能力的概念、構(gòu)成要素、發(fā)展階段、性別差異、可訓(xùn)性等方面。

一、國外地理空間能力研究的基本脈絡(luò)

自20世紀(jì)90年代末開始,國外地理空間能力研究逐漸增多。至今,地理空間能力的研究重點(diǎn)內(nèi)容有:地理空間能力發(fā)展階段、性別差異、測量方法以及地理空間能力是否可訓(xùn)等幾個(gè)方面。

(一)關(guān)于地理空間能力內(nèi)涵、構(gòu)成要素研究

1.關(guān)于地理空間能力內(nèi)涵研究

任何概念、屬性的界定,對(duì)于相關(guān)觀點(diǎn)的評(píng)析都有重要的指示作用。何謂地理空間能力?這是我們討論其研究意義、研究范式、培養(yǎng)技術(shù)等問題的起點(diǎn)。國外不同的研究者對(duì)其界定存在差異。

Piaget和Inhelder指出:空間能力是一種思考能力,主要包括圖畫式和操作式兩個(gè)方面的思考能力。圖畫式思考能力主要指向?qū)τ陟o止事物形狀的認(rèn)識(shí),而操作式思考能力則主要指移動(dòng)事物的能力。

French在梳理大量的相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,提出地理空間能力至少包括如下三個(gè)重要要素:第一是空間。具體是指能夠?qū)Φ乩硎挛锏目臻g模式有較敏感的覺察能力,并且可以對(duì)不同地理空間模式做出相互比較。第二是定向。具體是指對(duì)同一模式的地理事物,當(dāng)觀察方向、視角不同時(shí),仍然對(duì)其有較為精準(zhǔn)的空間形態(tài)界定。第三是想象。這里說的想象包括兩個(gè)方面,一是對(duì)腦中想象的事物有操作能力,二是能夠?qū)ΧS運(yùn)動(dòng)有所理解。

Gardne指出:空間能力即在頭腦中想象事物的能力,主要包括想象旋轉(zhuǎn)和折疊的物體的能力。具體而言,其對(duì)空間能力內(nèi)涵的描述與French的描述有很大的近似,例如,他也指出空間能力應(yīng)該包括“能夠?qū)Φ乩硎挛锏目臻g模式有較敏感的覺察能力,并且可以對(duì)不同地理空間模式做出相互比較冶的能力。

Linn和Petersen指出:空間能力是一種表達(dá)信息的技能,這種技能屬于非語言的,具體包括表征、轉(zhuǎn)換、生成和提取符號(hào)等四個(gè)重要的方面。

2.關(guān)于地理空間能力構(gòu)成要素研究

對(duì)于地理空間能力內(nèi)涵的界定研究,已經(jīng)對(duì)其要素構(gòu)成有較為宏觀的分析。在此基礎(chǔ)之上,有關(guān)學(xué)者對(duì)空間能力的構(gòu)成要素做了進(jìn)一步的界定。由于地理空間能力相對(duì)于一般空間能力而言有其自身的特性,所以這里主要梳理地理空間能力構(gòu)成要素的相關(guān)研究成果。地理空間能力構(gòu)成要素的探討,仍然是基于一般空間能力的研究基礎(chǔ)?？v觀研究者的相關(guān)觀點(diǎn),我們可以將地理空間能力的構(gòu)成要素總結(jié)為:地理空間能力要素是指人們?cè)谔幚淼乩砜臻g問題時(shí)所涉及的能力,這就要求人們不僅能夠感知結(jié)構(gòu)以及推理空間關(guān)系,同時(shí)要求人們能夠進(jìn)行空間想象。

國外地理空間能力的內(nèi)涵及構(gòu)成要素相關(guān)研究對(duì)我們的重要啟示在于:對(duì)空間事物的想象、定向、表達(dá)等是地理空間能力的核心組成部分。我們?cè)谘芯康乩砜臻g能力時(shí),應(yīng)該將上述方面作為重要論題予以系統(tǒng)而深入地分析;在培養(yǎng)地理空間能力時(shí),應(yīng)密切關(guān)注上述能力的培養(yǎng)。

(二)關(guān)于地理空間能力水平發(fā)展階段研究

皮亞杰最早建立了空間認(rèn)知發(fā)展階段理論,試圖解釋兒童如何理解其生活中不同的地理單元。通過對(duì)瑞士兒童有關(guān)國家概念的研究,皮亞杰發(fā)現(xiàn)當(dāng)問及他們居住的城市、州和國家時(shí),不同年齡階段的兒童表現(xiàn)出不同的特征。第一階段,7歲左右的兒童認(rèn)為所有的區(qū)域,不管實(shí)際大小,在他們眼里幾乎都接近同樣大小,而且城市、州、國家等不同尺度的區(qū)域相互排斥。這一階段的兒童對(duì)自己家鄉(xiāng)的概念是含糊不清的。第二階段,8 ～9歲的兒童能正確地用大小圓表示瑞士和日內(nèi)瓦的關(guān)系。大圓代表瑞士,小圓代表日內(nèi)瓦,小圓在大圓內(nèi)。這一年齡階段的孩子能夠用語言表達(dá)城市包含在國家中,并能夠描述這一空間布局,但他們并不理解兩個(gè)不同區(qū)域之間的邏輯關(guān)系,即鑲嵌在整體中的一部分是形成總體的部分。在第三階段,10歲以上的兒童能夠正確理解區(qū)域及其邏輯關(guān)系,能夠展示空間關(guān)系,并且能夠正確地對(duì)其進(jìn)行組合。

基于發(fā)展水平差異從地理學(xué)的角度研究空間能力的典型代表有Jahoda、Carnie、Catling等人。Jahoda主要是以“城市與國家冶為主題,其研究結(jié)果表明學(xué)生在理解城市與國家之間的相互關(guān)系時(shí)呈現(xiàn)明顯的階段差異。Carnie的研究結(jié)論與Jahoda的研究結(jié)論近似,即學(xué)生對(duì)于地方間的相互關(guān)系的認(rèn)識(shí)存在顯著的年齡階段的差異,他同時(shí)還指出學(xué)生在7至8歲才逐漸達(dá)到理解地方間的空間關(guān)系。Catling主要從地理學(xué)邏輯結(jié)構(gòu)層面去研究兒童的空間能力的形成,他的研究結(jié)論是,兒童空間能力的形成基本遵循這樣的路徑:識(shí)覺區(qū)位——認(rèn)識(shí)空間分布——強(qiáng)化識(shí)覺空間區(qū)位的能力——認(rèn)識(shí)空間關(guān)系。

國外地理空間能力水平發(fā)展階段的相關(guān)研究對(duì)我們的重要啟示在于:地理空間能力水平發(fā)展具有階段性,不管是教材編寫者,還是一線教學(xué)人員都應(yīng)該關(guān)注這種差異,在兒童的不同發(fā)展階段,其空間能力的培養(yǎng)應(yīng)該依據(jù)其年齡特征有針對(duì)性地進(jìn)行培養(yǎng)。

(三)關(guān)于地理空間能力性別差異研究

從性別差異的角度研究空間能力的主要有Daniel R. Montello、Pearson、Byrant、Gilmartin、Devlin 和Bernstein等人。首先,Daniel R. Montello主要是通過實(shí)踐活動(dòng),對(duì)學(xué)生的空間能力進(jìn)行了解、分析。他讓被測試的學(xué)生繞校園行走一圈,然后讓其介紹相關(guān)情況,包括學(xué)生對(duì)位置的記憶能力、學(xué)生運(yùn)用地圖的能力、學(xué)生表達(dá)空間的能力等。該研究發(fā)現(xiàn)女生在對(duì)象位置記憶測試方面占優(yōu)勢(shì)。在此之前的研究結(jié)論是女學(xué)生對(duì)靜態(tài)事物位置的記憶更占優(yōu)勢(shì),可見,二者的研究結(jié)論是一致的。Daniel的研究同時(shí)表明,從通過直接經(jīng)驗(yàn)獲取空間知識(shí)上來看,男生比女生更占優(yōu)勢(shì);在相關(guān)存量知識(shí)以及地圖的運(yùn)用能力方面,男生和女生并沒有顯著的差異。

關(guān)于男生和女生對(duì)于空間知識(shí)的學(xué)習(xí)、空間能力的培養(yǎng)方面存在差異的研究還有很多。比如, Ferguson首先讓男生、女生共同通過錄像觀察城市的道路,然后讓其畫出路線圖,結(jié)果是男生畫出的路線指示圖更為準(zhǔn)確。Gilmartin、Patton以及Golledge等人研究認(rèn)為男生和女生在使用地圖和地圖學(xué)習(xí)方面的任務(wù)上差異并不顯著。[3]而Beaty、Henrie等則認(rèn)為對(duì)于地理知識(shí)的掌握和運(yùn)用,男生比女生存在明顯優(yōu)勢(shì)。[4]

對(duì)于“方向感冶的研究也較多。比如,Kozlowski 和Byrant通過讓學(xué)生進(jìn)行一系列的活動(dòng)之后,對(duì)學(xué)生進(jìn)行問卷調(diào)查,最后的結(jié)果是:70%的男生認(rèn)為自己有非常好的方向感,而女生中沒有人認(rèn)為自己的方向感非常好,認(rèn)為自己方向感較好的女生也不到50%。[5]Galea和Kimura通過研究得出結(jié)論:女生在識(shí)記靜態(tài)路標(biāo)方面更有優(yōu)勢(shì),但是Devlin和Bernstein進(jìn)一步研究得出更為深入的結(jié)論:女生盡管在識(shí)記靜態(tài)路標(biāo)中有優(yōu)勢(shì),但這并沒有因此讓女生找出準(zhǔn)確的道路。[6]

國外地理空間能力性別差異研究對(duì)我們的重要啟示在于:男生和女生在地理空間知識(shí)和能力的學(xué)習(xí)中確實(shí)存在顯著差異。這就要求相關(guān)地理教育環(huán)節(jié)應(yīng)該密切關(guān)注這一點(diǎn)。比如,教材中應(yīng)該設(shè)置不同水平等級(jí)的空間知識(shí),課堂教學(xué)中應(yīng)該關(guān)注男生、女生對(duì)于空間認(rèn)知的差異,合理設(shè)計(jì)課堂教學(xué)目標(biāo)。

(四)關(guān)于地理空間能力測量方法研究

對(duì)于空間能力測量,心理學(xué)通過發(fā)現(xiàn)隱藏圖形、二維和三維圖配對(duì)、平衡圖、迷宮、圖形空間操作等對(duì)學(xué)生空間能力進(jìn)行測量。然而,地理空間關(guān)注“是什么冶、“在哪里冶及“為什么冶等現(xiàn)實(shí)情況下的問題,心理測試在地理空間能力測試方面有明顯的局限性。Libarkin和Brick明確提出地理空間能力測量需要自己獨(dú)特的評(píng)價(jià)工具。

對(duì)于如何提高地理空間能力,國外學(xué)者作了很多有益的嘗試性研究。這些研究大多是開發(fā)測量工具,并且指出具體的操作程序。例如,Bezz的觀點(diǎn)是:可以通過讓學(xué)生繪制地理截面圖來測量學(xué)生的空間能力,因?yàn)樵诶L制截面圖的過程中,學(xué)生必須將地質(zhì)結(jié)構(gòu)形狀在腦中視覺化,然后再轉(zhuǎn)換,這個(gè)過程可以反映學(xué)生的空間能力。[7]之后,又有一些新的測量工具被開發(fā)出來了,并且已經(jīng)應(yīng)用在地理空間能力的測量實(shí)踐中。例如,Kerski通過讓學(xué)生在已知一定條件下進(jìn)行選址來測量學(xué)生的空間能力。大致程序是:首先給學(xué)生一些地理數(shù)據(jù),包括居民的分布情況、居民的收入水平、當(dāng)?shù)氐慕煌顩r、餐飲店的分布狀況等,然后讓學(xué)生給新的快餐店選址。[8]

國外地理空間能力測評(píng)的研究對(duì)我們的重要啟示在于:空間能力的測試在實(shí)踐層面已經(jīng)有豐富的經(jīng)驗(yàn),人們可以基于經(jīng)驗(yàn),設(shè)置不同的情景,較為準(zhǔn)確地測出學(xué)生的地理空間能力,且每一種測試均梳理出了背后的具體依據(jù),以支持其測量的結(jié)果的可靠性。然而,從測評(píng)理論體系構(gòu)建的角度而言,地理空間能力水平的測評(píng)尚缺乏系統(tǒng)全面的評(píng)價(jià)框架和理論依據(jù)。地理空間能力的測試是地理教學(xué)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),正確診斷出學(xué)生地理空間能力的發(fā)展水平,有利于為后續(xù)的測評(píng)提供經(jīng)驗(yàn),更為重要的是,診斷出的測評(píng)結(jié)果可以為地理課程中的諸多環(huán)節(jié)提供反饋,比如課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)地理空間能力在不同學(xué)段的設(shè)置是否合理、教材對(duì)相關(guān)內(nèi)容的編制是否恰當(dāng)?shù)葐栴},均可以提供針對(duì)性的修訂和改善建議?？梢哉f,探尋地理空間能力的測評(píng)框架和理論依據(jù)是地理教育中的一個(gè)基礎(chǔ)性問題。

(五)關(guān)于地理空間能力可訓(xùn)性研究

Titus和Horsman通過研究得出這樣的結(jié)論:在地理教學(xué)中若經(jīng)常利用立體投影能夠顯著提高學(xué)生的地理空間能力,高水平的材料更有利于學(xué)生的地理空間能力的發(fā)展。他還明確指出,地理課程的制定、地理教材的編寫是否恰當(dāng)直接關(guān)系到學(xué)生地理空間能力水平的培養(yǎng)狀況。[9]Kali和Orion研究發(fā)現(xiàn),Geo3D可以為學(xué)生提供褶皺和斷層的三維動(dòng)畫視覺圖像,幫助學(xué)生進(jìn)行視覺化探尋空間結(jié)構(gòu)和空間過程,從而順利解決地理空間結(jié)構(gòu)問題。Catlling認(rèn)為對(duì)課程來說,如果能夠很好地對(duì)諸如“place冶空間關(guān)系等下定義,并將其與學(xué)生的概念理解進(jìn)行清晰的、深層次的關(guān)聯(lián)的話,那將是十分成功的課程。[10]

國外地理空間能力可訓(xùn)性的研究對(duì)我們的重要啟示在于:地理空間能力具有可訓(xùn)性,可以采用一些支持工具、支持系統(tǒng)以及特定的方法和策略來提高學(xué)生的地理空間能力。首先,地理教學(xué)實(shí)踐中教師可以盡可能多地采用直觀教具。直觀教具的使用,可以在很大程度上輔助學(xué)生對(duì)地理空間知識(shí)的學(xué)習(xí)、理解和運(yùn)用。其次,地理教學(xué)中還可以倡導(dǎo)學(xué)生盡可能多地參與到相關(guān)的地理實(shí)踐活動(dòng)學(xué)習(xí)中,這種實(shí)踐活動(dòng)可以是野外的地理考察,也可以是校園內(nèi)相關(guān)地理事物的觀察、描繪,甚至可以是課堂中的具體地理模型的觀察。在這些相關(guān)的地理活動(dòng)中,學(xué)生可以獲得更多的空間能力培養(yǎng)的訓(xùn)練機(jī)會(huì),每一次觀察或考察最好提前設(shè)計(jì)出明確的任務(wù)或者主題。當(dāng)直觀教學(xué)和實(shí)踐活動(dòng)可以廣泛地運(yùn)用于地理教學(xué)中時(shí),必然會(huì)有助于學(xué)生地理空間能力的提高。

二、國外現(xiàn)有研究對(duì)我國地理教學(xué)的啟示

地理空間能力的研究具有重要的教育意義,對(duì)地理教材的編寫以及教師的教學(xué)會(huì)起到積極的指引作用。

(一)關(guān)注男女地理空間能力差別

相關(guān)研究表明,男女學(xué)生在地理空間能力測量方面存在性別差異,男生地理空間能力優(yōu)于女生。研究者認(rèn)為男、女在地理空間能力方面的差別可能與實(shí)踐的差異有關(guān)系,而不是空間領(lǐng)域潛在的智能的區(qū)別,可以運(yùn)用干預(yù)措施縮小男女差距。這就要求地理教師在教學(xué)中要了解不同學(xué)習(xí)者的特性,建立良好的學(xué)習(xí)環(huán)境,向女生提供更多的地理背景知識(shí),注意給予女生更多的地理空間任務(wù)方面的練習(xí),以提高女生的地理空間能力,減小男女差別。

(二)重視地理空間能力發(fā)展水平差異

研究表明地理空間能力發(fā)展具有階段性,不同年級(jí)學(xué)生地理空間能力存在差異。隨著個(gè)體經(jīng)驗(yàn)的增加和心智上的不斷成熟,學(xué)生地理空間能力水平逐步提高。這就要求地理課程設(shè)置,尤其是最重要的文本課程——地理課程標(biāo)準(zhǔn)需充分關(guān)注地理空間能力,將地理空間能力培養(yǎng)貫穿于課標(biāo)的始終,進(jìn)行由淺入深、循序漸進(jìn)的整體設(shè)計(jì),使學(xué)生的地理空間能力在不同的學(xué)段逐級(jí)加深。同時(shí),地理教師在教學(xué)實(shí)踐中也應(yīng)該充分考慮學(xué)生在不同學(xué)段、不同年級(jí)空間能力發(fā)展水平的不同,這就要求地理教師必須掌握相關(guān)地理課程目標(biāo)、單元目標(biāo)、課堂教學(xué)目標(biāo)的脈絡(luò),并能準(zhǔn)確理解、合理設(shè)置課堂教學(xué)目標(biāo)。同時(shí),對(duì)于不同學(xué)段,不同年級(jí)的學(xué)生,在培養(yǎng)地理空間能力時(shí)所使用的教學(xué)素材應(yīng)該根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn),有針對(duì)性地進(jìn)行選擇。

(三)深入研究地理空間能力的測評(píng)體系

地理空間能力測試是地理教育中一個(gè)基礎(chǔ)性的問題,為其構(gòu)建一套系統(tǒng)全面的理論體系,既是一個(gè)較難的問題,也是一個(gè)必要的問題。目前已經(jīng)有很多切實(shí)的研究,為進(jìn)一步的系統(tǒng)理論的構(gòu)建提供了實(shí)踐基礎(chǔ)和理論方向?；诂F(xiàn)有研究基礎(chǔ),充分考慮地理空間能力的結(jié)構(gòu)、內(nèi)涵和特點(diǎn),開發(fā)出一套系統(tǒng)全面的測評(píng)體系,是當(dāng)前需要深入研究的問題。

(四)為地理空間能力的培養(yǎng)研發(fā)支持工具和技術(shù)

地理空間能力的培養(yǎng)是復(fù)雜的具有挑戰(zhàn)性的過程,相關(guān)研究表明,可視化技術(shù)和工具能夠改變教學(xué)方式和過程,可以更好地支持地理空間能力的發(fā)展。為了實(shí)現(xiàn)地理空間能力培養(yǎng)任務(wù),不僅要發(fā)揮語言、紙筆、地圖、圖畫、地理圖表、圖像等傳統(tǒng)媒體的功能,還要重視計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)、遙感、地理信息系統(tǒng)等現(xiàn)代信息技術(shù)手段的運(yùn)用。因此,教育主管單位應(yīng)該加強(qiáng)教育資金投入,改善學(xué)校的教學(xué)條件,尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用條件,以便于教師為培養(yǎng)學(xué)生的地理空間能力進(jìn)行有效教學(xué)。

參考文獻(xiàn):

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[責(zé)任編輯:陳浮]

Research Progress of Foreign Middle school studentsGeospatial Ability and Its Implications

XU Zhimei,LAI Huaying

Abstract:Geospatial ability is one of the geographical core abilities, so correctly understanding of geospatial ability is important to studentsgeographical study and development. The key content of relative foreign research on geospatial ability are based on gender differences, development level, training state, and measuring methods etc, whose research methods and research conclusions provide significant implications for the cultivation of middles school studentsgeospatial ability in our country.

Key Words:geospatial ability; foreign research progress;implications for cultivation

作者簡介:徐志梅,山東師范大學(xué)(山東濟(jì)南250014)人口·資源環(huán)境學(xué)院副教授,博士;來華英,濟(jì)南外國語學(xué)校中學(xué)一級(jí)教師。

收稿日期:2015-12-08

中圖分類號(hào):G633.55

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1009-7228(2016)01-0076-05

DOI:10.16826/ j. cnki.1009-7228.2016.01.015