低成本實(shí)驗(yàn)在普高地理教學(xué)中的開發(fā)和利用

　　低成本實(shí)驗(yàn)即價(jià)廉、花費(fèi)少的實(shí)驗(yàn)。低成本實(shí)驗(yàn)即通過簡易材料的制作、使用身邊隨手可得的物品進(jìn)行探究活動和各種實(shí)驗(yàn)，可以拉進(jìn)地理學(xué)習(xí)和生活的距離，讓學(xué)生深切感受科學(xué)的真實(shí)性。
　　
　　一、高中地理教學(xué)開展低成本實(shí)驗(yàn)的必要性
　　
　　1.地理課程標(biāo)準(zhǔn)的要求
　　地理課程標(biāo)準(zhǔn)其基本理念提出“倡導(dǎo)自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)，開展地理觀測、地理考察、地理實(shí)驗(yàn)、地理調(diào)查和地理專題研究等實(shí)踐活動”。新課標(biāo)課程目標(biāo)的“知識與技能”方面要求“學(xué)會獨(dú)立或合作進(jìn)行地理觀測、地理實(shí)驗(yàn)、地理調(diào)查”。新課標(biāo)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)則在多處提出地理實(shí)驗(yàn)的建議，如“利用身邊可以找到的材料（透明塑料袋、塑料薄膜、玻璃瓶等）和溫度計(jì)，做一次模擬大氣溫室效應(yīng)的小實(shí)驗(yàn)?！庇纱丝梢?，地理新課標(biāo)將實(shí)驗(yàn)教學(xué)提到了前所未有的高度。
　　
　　2.地理新教材的要求
　　高中地理必修Ⅰ以講解自然地理原理為主，很多原理在短期內(nèi)很難掌握，例如，溫室效應(yīng)、水循環(huán)、地質(zhì)運(yùn)動、晝夜長短變化與正午太陽高度角的變化規(guī)律等內(nèi)容，都超出學(xué)生感知的范圍，對普通學(xué)校的學(xué)生更是難上加難，這些知識點(diǎn)可以通過地理實(shí)驗(yàn)演示，起到事半功倍的效果。浙江省2006年新課改采用湘教版地理教科書，書本中的活動、探究內(nèi)容特別多。本校是農(nóng)村普高，只有地球儀和幾幅掛圖，其它地理教學(xué)配套器材微乎其微，這些客觀因素影響了中學(xué)地理實(shí)驗(yàn)的正常開展，改善中學(xué)地理實(shí)驗(yàn)的一項(xiàng)重要措施就是大力加強(qiáng)低成本地理實(shí)驗(yàn)的開發(fā)?！暗统杀镜乩韺?shí)驗(yàn)”其宗旨是：一方面通過利用生活中的廉價(jià)材料開展地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，解決或緩解實(shí)驗(yàn)器材短缺問題，尤其能滿足農(nóng)村普高開展地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的需要；另一方面通過利用生活材料、物品或器具做地理實(shí)驗(yàn)，可以提高學(xué)生的地理學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。
　　
　　二、開發(fā)和利用低成本地理實(shí)驗(yàn)的基本途徑
　　
　　1.從廢舊物品中開發(fā)利用低成本地理實(shí)驗(yàn)
　　廢舊物品得以充分利用可成為地理實(shí)驗(yàn)資源，如廢舊的紙盒、易拉罐、塑料瓶等。筆者所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)中常用的空礦泉水瓶就是廢棄物品，只要善于觀察、勤于實(shí)踐、積極動手，不僅可以變廢為寶，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，而且有利于培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識和勤儉節(jié)約習(xí)慣。例如，在“大氣受熱過程”這部分內(nèi)容中，“大氣的保溫作用”是教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。筆者設(shè)置了一個(gè)溫室模擬實(shí)驗(yàn)應(yīng)用到教學(xué)中，收到很好的教學(xué)效果。
　　實(shí)驗(yàn)?zāi)康模豪蒙磉叺氖挛锢斫獾乩碓?，并了解該?shí)驗(yàn)與“大氣保溫作用”的區(qū)別。
　　實(shí)驗(yàn)器材：1.5升的空礦泉水瓶（2個(gè)）、2.5升空塑料瓶（1個(gè)）、溫度計(jì)（2支）、土壤（少量）、剪刀、手機(jī)或手表、紙筆等文具。
　　實(shí)驗(yàn)步驟：①將溫度計(jì)編號為A、B，用剪刀將3個(gè)塑料瓶攔腰截?cái)?，?個(gè)1.5升的底部碗狀部分平放。②將相同量土壤放入這兩個(gè)碗狀部分，分別插入溫度計(jì)A和溫度計(jì)B，溫度計(jì)A用2.5升塑料瓶的下半截套上，溫度計(jì)B上無任何覆蓋物。③將兩個(gè)裝置放置在陽光下，保證兩支溫度計(jì)接收同樣的陽光照射，然后觀察升溫過程，每隔半小時(shí)觀察一次溫度計(jì)并記錄溫度，比較兩支溫度計(jì)的溫度差別及各自溫度變化。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)論：溫室阻止了空氣在室內(nèi)外對流或湍流方式的熱交換，從而使室內(nèi)增溫。
　　實(shí)驗(yàn)探討：本實(shí)驗(yàn)可鍛煉學(xué)生創(chuàng)新能力和動手能力。玻璃溫室的原理和大氣保溫作用原理不一樣，后者主要依賴大氣逆輻射把熱量還給地面。因此，如果是“大氣保溫作用”實(shí)驗(yàn)就不能按上述操作，應(yīng)該盡量收集CO2，再進(jìn)行操作。同時(shí)，讓學(xué)生根據(jù)自己所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析實(shí)驗(yàn)?zāi)M的原理及其在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的使用情況。實(shí)驗(yàn)后，不少學(xué)生聯(lián)想到農(nóng)民冬季用塑料薄膜覆蓋農(nóng)田也是這個(gè)原理。
　　這樣的課外小實(shí)驗(yàn)簡單易做，取材容易，對學(xué)生的獨(dú)創(chuàng)性、想象能力的培養(yǎng)有極大好處。
　　
　　2.從農(nóng)業(yè)資源中開發(fā)利用低成本地理實(shí)驗(yàn)
　　農(nóng)村學(xué)校條件落后，但有著特殊的低成本地理實(shí)驗(yàn)資源，如用竹子、木材、稻草、泥土、樹葉等做地理實(shí)驗(yàn)，可達(dá)到特殊的實(shí)驗(yàn)效果。筆者任教的學(xué)校有一座山，實(shí)驗(yàn)原料可以取之于山，用于教學(xué)。例如，學(xué)習(xí)必修一第三章第二節(jié)“自然地理環(huán)境的整體性”時(shí)，課本P41活動題“如何保持土壤不被沖刷”，筆者帶領(lǐng)學(xué)生從學(xué)校的小山上挖了泥土和草皮，拾了樹葉等，嘗試如下實(shí)驗(yàn)。
　　將學(xué)生分成三組。首先每組學(xué)生在籃球場上將3千克泥土堆成形狀大體相同的三個(gè)圓錐體。A、B兩組分別在土堆上覆蓋一層草皮、一層樹葉，C組無覆蓋物。第二步，A、B、C三組分別派一位學(xué)生將相同量的水裝入灑水壺，并且在距土堆頂部20厘米的高度以相同的流速慢慢淋下來，模擬大氣降水，最后大家觀察比較沉積在不同土堆邊緣泥土的多少。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果：沉積在土堆邊緣的泥土量，A組最少，B組居中，C組最多。這說明相同情況下斜坡的土壤不被水沖走的最好辦法是地表植被覆蓋良好。這樣通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生更深刻理解保護(hù)植被的重要性。
　　筆者和學(xué)生在籃球場做了這一實(shí)驗(yàn)后，一位男同學(xué)問：“老師，地形坡度不同，水土流失的情況是不是也不同？”筆者順勢引導(dǎo)：“水土流失不僅與地表的覆蓋物有關(guān)，還與地形坡度有關(guān)。開動腦筋思考，并每組都設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證上述情況。”
　　A組設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，將3個(gè)圓錐體堆成不同坡度，3位同學(xué)用相同的水量以相同的流速把灑水壺里的水慢慢淋下來，其他同學(xué)仔細(xì)觀察沉積在土堆邊緣泥土的多少。大家得出結(jié)論：坡度越大，水土流失情況越嚴(yán)重。
　　B組和C組共同設(shè)計(jì)了另一個(gè)實(shí)驗(yàn)，找一塊長約1米、寬約0.4米的木板，將土壤平鋪在木板上，調(diào)節(jié)木板的傾角，觀察在相同的情況下淋水后土壤流失的情況，得出了相同的結(jié)論。
　　筆者又引導(dǎo)學(xué)生：“能否再深入思考，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)，將水土流失的大小與地表覆蓋物的不同、地形坡度的大小、降水強(qiáng)度、降水時(shí)間長短之間的關(guān)系都體現(xiàn)出來?！?br/>　　大家一起討論，還是用剛才用過的材料，可設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)。
　　首先將相同量的土壤放在木板兩側(cè)，一側(cè)土壤上覆蓋有草皮，另一側(cè)沒有覆蓋物；第二步，調(diào)節(jié)木板的傾斜角，噴水，注意噴水時(shí)間、強(qiáng)度；最后，一起觀察，有草皮覆蓋一側(cè)的土壤，泥土沖下來的極少，水流清澈，而另一側(cè)土壤有很多的泥土沖下來，水流較渾濁。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)論：水土流失的大小與降水強(qiáng)度、降水時(shí)間長短、地形坡度大小、地表覆蓋物的好壞成正比，植物對降水有較大的截留作用，要根治水土流失，必須把植樹和種草結(jié)合起來。江南丘陵地區(qū)水土流失很嚴(yán)重，經(jīng)濟(jì)損失非常巨大。筆者啟發(fā)學(xué)生“你們現(xiàn)在應(yīng)該做什么？”大家領(lǐng)悟，將實(shí)驗(yàn)用的土壤草皮送回到學(xué)校的小山上。
　　實(shí)驗(yàn)比語言更有說服力，通過實(shí)驗(yàn)化難為易，可激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)地理知識的積極性，又易于掌握地理知識，在實(shí)踐中獲得知識。學(xué)生經(jīng)歷了知識的構(gòu)建過程，學(xué)得更好、學(xué)得更活，真切感受植物對土壤的保護(hù)作用，增強(qiáng)對水土流失嚴(yán)重性的認(rèn)識，更加愛護(hù)校園的花草樹木。
　　
　　3.從學(xué)習(xí)與生活用品中開發(fā)利用低成本地理實(shí)驗(yàn)
　　學(xué)習(xí)用具、生活用品等也可以用來設(shè)計(jì)有趣的地