空间想象是学生理解空间内容至关重要的一种能力。高中生在学习地理空间知识时经常会出现难以进行空间想象的情况,进而导致理解困难和学习兴趣降低。为了研究高中生地理空间想象能力的现状,帮助学生搭建空间想象的支架,初步形成具有地理学科特性的教学原理的新思路。笔者在进行国内外文献综述研究的基础上,借鉴数学和心理学的空间想象能力结构,提出了地理空间想象能力结构。包括高中低三级水平组和3维到2维、2维到3维、整体到部分、文字到图形、部分到整体和静态到动态6个想象能力水平。利用该结构,从上海市历年地理高考、学业水平合格考、学业水平等级考以及全国其他省市的地理高考真题中筛选与上述6个水平密切相关的15道选择题,并加以修改,形成地理空间想象能力测试卷。利用该测试卷,选择市重点、区重点和普高三类学校进行测试,获得有效样本519份。同时,为了深入分析学生的地理空间想象能力。从以上试题中筛选出一道主观题,选择区重点学校的高一学生进行测试,获得有效样本有101份。通过对测试卷进行整体分析,发现高中生的地理空间想象能力大致处在中等水平,仍然有很大的提升空间;对测试卷选项的错误原因进行分析发现,高中生在表象3维和2维转换中易增加或减少原表象的特征;表象分解中,易表象碎片化,只有局部表象,没有整体表象;表象形象化中,易受无用信息干扰,将错误表象形象化;在表象复原中,易出现局部性复原,而无整体性复原;表象预测中,易出现将原表象与新表象变化等同。通过对测试卷进行差异分析,可知男生和女生的地理空间想象能力差异在本次测试中并不显著;大部分高二年级学生的地理空间想象能力要优于高一年级学生,尤其表现在3维到2维的想象、整体到部分的想象和静态到动态的想象上。通过对测试卷的相关分析,可知在不同水平组间,三类学校的地理空间想象能力测试都存在中级水平组得分越高,高级水平组得分就越高的情况。说明中级水平组的提高将有助高级水平组的提高。针对差异分析和相关分析的研究结论,分别提出了2维到3维的空间想象、文字到图形的空间想象以及整体和部分之间的空间想象教学策略。