2011年12月
第24卷第12期
内蒙古师范大学学报（教育科学版）
Journal of Inner Mongolia Normal University （Educational Science ）
Dec．，2011Vol．24No．12
高中生地理空间能力水平差异研究
12
○徐志梅，袁孝亭
（1．山东师范大学人口资源与环境学院，山东济南250014；2．东北师范大学城市与环境科学学院，吉林长春130024）
摘要：
文章采用问卷测试方法，探讨了不同背景高中生地理空间能力方面的差异。研究发现高中男女
生在地理空间能力方面有显著差异，不同区位学校的高中生地理空间能力也存在显著差异，而不同年级的学生在地理空间知觉方面没有显著差异，在地理空间思维和空间想象能力方面存在显著各种地理空间能力上表现不同，差异。
关键词：
中图分类号：
高中生；地理空间能力；水平差异研究G 42
文献标识码：A 0916（2011）12-0090-05文章编号：1671-3．探讨不同年级高中学生地理空间能力方面的差异。
（二）材料与方法
1．研究对象。本研究选取山东省经济水平相对较好的济南市和经济发展水平相对落后的临沂市的高中学生作为测试样本。济南市选取两所学校为调查对象，临沂市选取两所学校为调查对象，每所学校高二、高三各一个班，有效问卷634分别选取高一、
份，其中男生366名，女生268名。
2．研究工具。采用《高中生地理空间能力量表》进行团体测试。地理空间能力量表由地理空间知觉能力（GSSA ）、地理空间思维能力（GSTA ）、地理空间想象能力（GSIA ）三个分量表组成。
3．统计分析方法。采用spss15．0对数据进行统主要的统计分析方法有均值计算、标准差计计分析，
t 检验，算、方差分析等。
一个世纪以来的研究表明：男生的空间能力要优于女生，尤其涉及心理旋转任务方面，男生反应速度更加优于女生；个体空间能力水平会随着个体的发展而增长。20世纪90年代末，地理空间能力研究逐渐增多，一些研究开始关注真实世界和具体情这些研究包括校园路线学习、地图境中的空间能力，
学习、地理知识、目标位置记忆、语言描述等。研究发现个体地理空间能力的发展与学生个体背景有着这为学校培养学生地理空间能力提供密切的关系，
了重要依据。我国高中学生地理空间能力发展是否也具有这一特征，学校教育应当如何发展学生地理空间能力？基于这些考虑，本文从学生性别、年龄、年级等方面研究了不同背景高中学生地理空间能力发展水平，探讨了影响高中生地理空间能力发展的以期为高中地理课堂教学提供具体的策略和因素，建议。
一、研究目的、材料与方法
（一）研究目的
1．探讨不同性别高中学生地理空间能力方面的差异。
2．探讨不同地区高中学生地理空间能力方面的差异。
二、研究结果
为了解本研究中高中生的地理空间能力是否因性别、学校区位、年级而有所差异，笔者在此以t 考验和ANOVA 变异数分析来比较不同性别、学校区位及年级的高中生在地理空间能力方面的差异情形。
收稿日期：
作者简介：
2011-07-10
徐志梅（1972－），女，山东师范大学人口资源环境学院讲师，地理课程与教学论博士；袁孝亭（1957－），男，东北
、，。师范大学城市与环境学院院长教授博士生导师
·90·
（一）高中生男、女在地理空间能力上的差异本研究发现，高中男女生在地理空间能力的各分量表上得分均达到显著差异（具体数据见表1）。说明如下：
1．高中生男、女平均得分在GSSA 分量表上的显著水平差异达到0．01，即在高中学生在地理空间知觉能力上，男生的平均得分显著高于女生（男生为4．30，女生为4．03）。
2．高中生男、女平均得分在GSTA 分量表上的显著水平差异达到0．01，即在地理空间思维能力上高中男生的平均得分显著高于女生（男生为8．36，女生为7．61）。
3．高中生男、女平均得分在GSIA 分量表上的显著水平差异达到0．01，即在地理空间想象能力上高中男生的平均得分显著高于女生（男生为2．30，女生为2．05）。
4．就总体而言，高中生男、女平均得分在地理空间能力上的显著水平差异达到0．01，即在地理空间能力上，高中男生的平均得分显著高于女生（男生为15．00，女生为13．68）。表1
高中男、女生在地理空间能力量表得分差异分析表
t 值p 值分测验类别分析项人数平均数标准差df
男生3664．33061．45338＊
GSSA 6322．731＊0．006
女生2684．00751．49654GSTA GSIA TOTAL
男生女生男生女生男生女生
3668．36072．713942687．61192．747583662．30601．172432682．05601．1549636615．00005．1343626813．67545．16788
＊
6323．414＊0．001
生平均得分有显著差异（发达地区为8．35，欠发达地区为7．72），发达地区高中生在地理空间思维能力上表现显著优于欠发达地区高中生在地理空间能力上的表现。
3．发达地区与欠发达地区学校高中生平均得分在GSIA 分量表上的差异达显著水平（t =3．512；df =632；p ＜．01）。即在地理空间想象能力上，发达地区学校的高中生平均得分与欠发达地区学校高中欠发达生平均得分有显著差异（发达地区为2．36，地区为2．04），发达地区高中生在地理空间想象能力上的平均得分显著高于欠发达地区高中生表现。
4．就全体而言，发达地区与欠发达地区学校高中生平均得分在地理空间能力量表上达显著差异（t =3．085；df =632；p ＜．01），发达地区高中生在地理空间能力上的得分好于欠发达地区高中生表现（发达地区为15．07，欠发达地区为13．81）。
表2
不同学校区位的学生在地理空间能力量表的得分差异分析表
p 分量表类别分析项人数平均数标准差自由度t 值
发达3184．35851．55563
GSSA 6322．8240．005
欠发达3184．35851．55563GSTA GSIA TOTAL
发达3188．35852．88318欠发达3167．72782．57743发达3182．36161．17467欠发达3162．03801．14579发达31815．06925．31722欠发达31613．80704．97908
632632632
2．9030．0043．5120．0003．0850．002
＊
6322．669＊0．008
＊6323．200＊0．001
（三）不同年级的高中生在地理空间能力方面的差异
表3所示，高中一、二、三年级学生在地理空间能力各分量表平均得分上，部分达到0．01显著差异，部分达到0．05显著差异，部分未达到显著性差异，说明如下：
1．本研究中高中不同年级的学生在GSSA 分量表上平均得分的差异未达显著水平（F =0．993；df =631；p ＞．05）。即在地理空间知觉能力表现上，高中不同年级学生的平均分依次为高三、高二、高一（高三为4．31，高二为4．19，高一为4．10），高中不同年级的学生在地理空间知觉能力上的表现没有差异。
2．本研究中高中不同年级的学生在GSTA 分量表上平均得分的差异达0．05显著水平（F =4．485；df =631；p ＜．05）。即在地理空间思维能力表现上，高中不同年级学生的平均分依次为高三、高二、高一（高三为8．38，高二为8．19，高一为7．61），高中不同年级的学生在地理空间思维能力上的表现有显著差异。
（二）不同区位学校的高中生在地理空间能力上的差异
经济发达地区和经济欠发达地区学校高中学生在地理空间能力分量表上得分均达到显著差异水平（参见表2），说明如下：
1．发达地区与欠发达地区学校高中生平均得分在GSSA 分量表上的差异达显著水平（t =2．824；df =632；p ＜．01）。即在地理空间知觉能力上，发达地区学校的高中生平均得分与欠发达地区学校高中生平均得分有显著差异（发达地区为4．36，欠发达地区为4．03），发达地区高中生在地理空间知觉能力上表现优于欠发达地区高中生在地理空间知觉能力上的表现。
2．发达地区与欠发达地区学校高中生平均得分在GSTA 分量表上的差异达显著水平（t =2．903；df =632；p ＜．01）。即在地理空间思维能力上，发达地区学校的高中生平均得分与欠发达地区学校高中
·91·
3．本研究中高中不同年级的学生在GSIA 分量表上平均得分的差异达0．01显著水平（F =12．344；df =631；p ＜．01）。即在地理空间想象能力表现上，高中不同年级学生的平均分依次为高三、高高一（高三为2．49，高二为2．20，高一为1．93），二、
高中不同年级的学生在地理空间想象能力上的表现有显著差异。
表3
分量表类别
分析项高一
GSSA
高二高三高一
GSTA
高二高三高一
GSIA
高二高三高一
OTAL
高二高三
平均数4．10274．18574．30507．61618．18578．37501．92862．20002．485013．647314．571415．1700
不同年级的学生在空间能力量表得分差异分析表标准差1．480271．460411．497732．755332．651852．800641．114231．160761．181854．953215．165875．36891
变异数分析摘要
变异来源组间组内总体组间组内总体组间组内总体组间组内总体
离均差平方和
4．351380．791385．1467．154723．614790．7632．73836．41869．14250．9316784．78917035．72
自由度[***********]6332631633
125．46526．600
4．717
0．009
16．3631．326
12．344
0．000
33．5757．486
4．485
0．012
均方2．1732．188
F 值0．993
P 值0．371
4．本研究中高中不同年级的学生在空间能力上平均得分的差异达0．01显著水平（F =4．717；df =631；p ＜．01）。即在地理空间能力表现上，高中不同年级学生的平均分依次为高三、高二、高一（高三高二为14．57，高一为13．65），高中不同为15．17，
年级的学生在地理空间能力上的表现有显著差异。
三、讨论
很小。Beaty 发现男性比女性能够更准确地在地图上确定美国城市位置和其他特性。Henrie 等发现男大学生比女大学生在地图技能和基于地图地理知识的多项选择题测试中男性优于女性，男性能更准确并更准确地估算距离。地找出路线，
王启军通过对初二男女学生地理学习在空间能初二男女生在地理空间能力方面存在力方面发现，
差异，男生的地理空间能力及空间想象能力的准确性均优于女生，女生在空间定位能力方面的准确性略高于男生，反应速度方面男生的反应速度快于女生
［2］
下面，将上述地理空间能力测量结果整理成三部分，针对学生性别、学校区位、年级差异对高中学生的地理空间能力测量水平进行分析讨论。
（一）不同性别高中学生地理空间能力测量水平探讨
研究结果显示，高中男、女学生在地理空间能力方面，就全体而言，达到显著水平差异，且各分量表也达显著水平差异。表示高中男生在地理空间能力表现上均显著高于女生，换句话来说，本研究中的高中生在地理空间能力测验上具有性别差异。这和许多的研究结果相同。
有研究发现，男、女在空间能力上存在差异，男性明显优于女性。一些学者认为空间能力性别差异源于男、女两性大脑单侧化水平不同，男性具有较高的大脑单侧化程度。也有人认为空间能力性别差异与性格和兴趣模式相关是由于环境因素引起的，
［1］
；于永德在研究中也发现，高中男生的地理空间
［3］
能力优于女生。本研究中，高中男生在地理空间
均显著高于女生，能力全体及分量表中的测量结果，测量结果与上述相关研究结果一致。
（二）不同区位学校高中学生地理空间能力水平探讨
本研究所指不同学校区位的学生，即为经济发达地区学校和经济欠发达地区学校的学生。由研究结果显示，不同学校区位的学生在地理空间能力方就全体而言，达显著差异水平；且在地理面的表现，
空间知觉能力、地理空间思维能力、地理空间想象能力等分量表也达到显著差异水平。表示经济发达地区学校的学生在地理空间能力的表现上均显著高于经济欠发达地区的学生。
研究发现，空间能力具有可训性。运用适当的教学方式和方法，可以提高学生的空间能力水平。
。
对于涉及地理任务的特定空间能力，许多学者也发现了男女间差异的存在。Byrant 认为在环境中指认路标时女生比男生会犯更多的错误。Pearson 和Ferguson 研究发现男女大学生通过观察城市道路录像后，男生会画出更为准确的路线示意图。也有一些研究探讨了男女生从地图上学习信息方面的差Patton 以及Golledge 等研究者认为，异。Gilmartin 、
在使用地图和地图学习方面的任务上男女生的差别
·92·
另有些研究发现，采用电脑模拟二维与三维空间的图形，可以帮助学习者改善思考与空间能力。林秀动作图片及影片，作为空间训练娟以3D 电脑动画、的教具，结果发现效果良好
［4］
生在心智上描述空间的能力，是依赖对空间环境的逐渐理解、发展所增加的经验而定。台湾学生石庆苏永生以地图学的应用为出发点，研究儿童对环得、
境的认知，发现儿童对空间方位的认知成年级阶段性发展。由此，本研究结果高中生地理空间能力随并具有显著差异，符合以上的理年级的增加而发展，论和研究结果。
在地理空间知觉能力方面，三个年级没有呈现与中学地理课程内显著的水平差异。推论其原因，
容设置相关。地理空间知觉能力量表包括地理空间要素知觉和地理空间内容知觉，初中地理教学以区主要涉及地理空间要素和地理空间内域教学为主，
容教学。所以在初中阶段学生地理空间知觉能力已获得充分的发展，而高中阶段的地理教学内容以地涉及空间要素和理学理论和应用方面的内容为主，
内容知觉方面的教学较少，所以在高中阶段学生地理空间知觉能力没有显著差异。
就地理空间思维能力分量表而言，它包括地理空间心理操作能力和地理空间逻辑操作能力两个方面的分测验，与人的心智发展有关，地理空间思维能力的高低与人类的心智成熟度相关。这与New-combe 的研究结果，空间能力高低与人类心智发展水平存在相关相一致。
Jahoda 、Carnie 、Daggs 及Vass 等研究发现学生在地理空间概念和空间关系方面是逐渐发展的，随着年龄的增大其能力也在逐渐提高。
四、结论与建议
（一）结论
本研究统计分析结果，归纳整理后可获得以下结论，说明如下：
1．高中男、女生在地理空间能力测量上有显著差异。男生在地理空间能力测量上显著高于女生。相关研究结果认为男生地理空间能力优于女生。本研究结果与相关研究结果相符。研究发现，男、女性在空间能力方面的差别可能更与实践的差异有关系，而不是空间领域潜在的智能的区别，可以通过运用干预措施，如向女性提供更多的背景知识，可以提高女性的地理空间能力，使男、女差别减小甚至消失。
2．不同区位学校高中学生在地理空间能力测量上有显著差异。发达地区学校学生在地理空间能力测量上显著高于欠发达地区学校的学生。发达地区城市学习条件大部分比欠发达地区学生要好，在地理空间能力测量上也明显要好。另外一项原因可能是，发达地区学校的教学设备要比欠发达地区学校要好，如电脑、图片、幻灯以及其他可提升地理空间能力的教具。另外，发达地区教师学历水平与教师
。在地理空间教学任
Hall-wallace and McAuliffe 认为，运用GIS 空务方面，
间分析功能进行探究活动，会提高学习者地理空间分析能力
［5］
。台湾学者戴文雄研究发现，视觉的空
［6］
间性向训练，可以经由电脑等相关活动来进行。
韩金荣在通过运用Googleearth 策略对学生进行教学初一和高一的学生在地理空间概念、地理空后发现，
间表达、地理空间推理等方面地理空间素养均有明显提高
［7］
。
由此看来，良好的教学设备是提升学习成效的条件，在提高地理空间能力方法中，许多与教学设备有关系，如电脑辅助、实物教具、立体模型、实物投影设备等。发达地区的学校可以有更加充足的经费添加相关的教学设备，从而提高学生的地理空间能力。当然，发达地区学校在地理空间能力上显著高于欠发达地区的学生，教学设备只是其中的原因之一，是否还有其他相关因素的影响，还需要进一步的研究。
（三）不同年级高中学生在地理空间能力水平探讨
研究结果显示，不同年级的学生在地理空间能力方面的表现，就总体而言达到显著水平。然而在各分量表中地理空间想象能力达到0．01显著差异水平，地理空间思维能力达到0．05显著差异水平，地理空间知觉能力没有达到显著差异水平。所以，从总体上来看，高中地理空间能力高三学生优于高二、高一，高二优于高一的顺序，学生的地理空间能力与学生的学习历程成正比。也就是说，高中生因学习历程的长短而影响地理空间能力的高低。
研究表明，空间能力可经由适当的教学设计安排来提升。高三学生地理学习历程长于高二，高二所以高中地理空间能学生地理学习历程长于高一，
力高三学生优于高二、高一，高二优于高一。
研究还表明，学生地理空间能力的发展具有阶段性，随着年龄的增大不断发展。皮亚杰将儿童空投影空间时期间认知水平发展分为拓扑空间时期、
和平面空间时期。Catling 综合前人的研究，发展了地理学的组织概念和儿童空间概念发展图式。他试着推论三个主要地理学结构空间区位、空间分布、空间关系和儿童空间理解力的发展的三个不同时候即拓扑时期、投影时期、平面时期之间的连锁关系时指出：它们具有螺旋形的关系，亦即儿童最初具有空间区位识觉，随后由于逐渐认识到物体的空间分布，而强化了空间区位的识觉，最后他开始认识存在于现象彼此间的空间关系；而由于以上这些能力的获得，再进一步帮助他得到空间组织能力。此亦说明，学
·93·
素质都要比欠发达地区高，这也是影响不同地区学生地理空间能力测量水平的重要原因之一。
3．不同年级学生在地理空间能力测量上有显著差异。不同年级的学生在地理空间能力测量上有显著差异。相关研究显示地理空间能力可经由适当的教学设计与安排来提升，高一、二、三年级学生的学习历程长短不同，接受训练的多少不同，高三学习历接受训练最多，高二次之，高一学习历程最程最长、
短、接受训练最少，因此不同年级的学生在地理空间研究表明学生地理能力测量上有显著差异。另外，
随着年龄的增长其地空间能力的发展具有阶段性，
理空间能力水平会不断提高，不断完善和发展。相比较而言，高三年级学生较高二、高一学生年龄要各方面的智力水平更高、更成熟，相应地地理空大，
间能力水平也会随年龄的增长而有所提高。本研究结果与相关研究结果相符。
（二）建议
分别针对教育行政本研究综合各项研究结论，
单位和教师两个方面，提出建议以供参考：
1．教育主管部门。第一，建议教育主管单位应积极发展和构建各项地理空间能力量表或测量工具。地理空间能力是地理核心能力之一，与学生地理学业成绩和地理问题的解决有着密切的关系，若能对高中生地理空间能力作出适度的教学与评量，将可以提高学生的地理空间能力。因此，构建高中生地理空间能力指标并发展适合高中生的地理空间能力测量工具就显得尤为重要。第二，由于可视化技术和工具能够改变教学方式和过程，可以更好地教育主管单位应该加强支持地理空间能力的发展，
教育资金投入，改善学校的教学条件，尤其是计算机技术应用条件，以便于教师对学生地理空间能力进行教学；要加大落后地区教育教学资金的投入力度，使各学校间能够均衡发展。第三，学生地理空间能力发展水平与教师的教学有密切的关系，由于目前多数教师缺乏地理空间能力教学的方法和策略，建议教育主管部门加强地理教师的在职培训，尤其是地理空间能力教学方法、策略方面的继续教育，使教师有目的、有计划地把地理空间能力教学纳入地理课堂教学设计中来。
2．教师。第一，了解不同学习者个别特性，以建立良好的学习环境。在教学之前采用高低地理空间能力分组，建立学习者的个别档案，确实掌握学习者
［7］［6］［5］［4］［3］［2］
的状况，进而个别辅导、调整教学进度，建立师生之间的互信。同时，要注意班级中在地理空间任务方面，女生比男生需要更多的练习，要为女生提供更多的背景知识。第二，建议教师教学时善于运用教具电脑软件、虚拟情境或多媒体辅助媒介（实物教具、
教学系统等），使学生有良好的环境来学习教学单元，进而提升地理空间能力。第三，积极发展和构建各项地理空间能力量表或测量工具。地理空间能力与地理学业成绩有着密切的关系，地理学业成绩的高低往往与地理空间能力的高低相关联。这就需要制定出设计良好的地理空间能力量表或测量工具，科学的地理空间能力评价标准，依此来评价学生地理空间能力的发展，从而促进教师地理空间能力的重视地理教学和学生地理空间能力的发展。第四，
空间能力教学目标的设计。学生的地理学业成就与地理空间能力呈正相关，因此教师应当更加重视地理课程标准中相关能力指标的内容，在进行地理教明确地将地理空间能力的培养作为重要的教学时，
学目标，选择合适的蕴含地理空间能力的教学内容，促进学生地理空间能力的提高。
参考文献：
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［责任编辑郑慧淑］
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