淺談地理實驗教學(xué)的有效性

安徽省懷遠(yuǎn)第一中學(xué)（233400） 孫尚樓

淺談地理實驗教學(xué)的有效性

安徽省懷遠(yuǎn)第一中學(xué)（233400） 孫尚樓

隨著高中地理新課程改革的實施和深入推進，地理教師依據(jù)高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)，利用地理實驗進行地理教學(xué)越來越受到重視。但是，地理實驗費時、費事、費錢、低效等現(xiàn)象，還一直困擾著地理教師，不少教師有“葉公好龍”的心態(tài)。作者結(jié)合多年的教學(xué)實踐和體會，談?wù)勗谛抡n改背景下地理實驗教學(xué)的有效性的一些做法。

一、適時、適量、適度

地理實驗的有效教學(xué)要本著“適時、適量、適度”的原則。適時、適量、適度的將實驗教學(xué)引入課堂，對提高教學(xué)質(zhì)量和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣將有重要的意義。

1． 根據(jù)教材內(nèi)容適時開展地理實驗。例如高一剛開始就要學(xué)習(xí)“行星地球”，這對于剛剛進入高中的學(xué)生來說，起點太高，難度頗大，遠(yuǎn)離學(xué)生。因此，在學(xué)習(xí)高中地理必修Ι第一章“行星地球”內(nèi)容時，適時開展地理實驗，不但有助于學(xué)生理解和掌握這部分知識，也為以后的學(xué)習(xí)打下扎實的基礎(chǔ)，而且對于培養(yǎng)學(xué)生興趣，提高學(xué)生學(xué)習(xí)地理的積極性將具有重要的意義。如在學(xué)習(xí)“月相知識”時正值9、10月份，此時秋高氣爽，多晴朗天氣，應(yīng)實施開展實地月相觀察實驗。

2． 當(dāng)學(xué)生思維出現(xiàn)障礙，根據(jù)“最近發(fā)展區(qū)”理論，適時運用地理實驗將抽象的。遠(yuǎn)離學(xué)生實際的地理原理和地理現(xiàn)象直觀化、具體化，幫助學(xué)生克服思維障礙。例如：在學(xué)習(xí)地球自轉(zhuǎn)時，地球表面的物體在沿水平方向運動時，其運動方向發(fā)生一定的偏轉(zhuǎn)，在北半球向右偏轉(zhuǎn)，在南半球向左偏轉(zhuǎn)。教師準(zhǔn)備好實驗工具傘、紅墨水。然后按以下步驟完成實驗：

（1）甲同學(xué)撐開傘，站在一個空曠的地方，抬頭仰視傘面內(nèi)側(cè)(排除其它因素對實驗現(xiàn)象的影響)。

（2）甲同學(xué)順時針地轉(zhuǎn)動傘。乙從傘頂往下看則為逆時針轉(zhuǎn)動，所以模擬的是北半球的地球自轉(zhuǎn)。

（3）乙同學(xué)向轉(zhuǎn)動的傘面頂部滴紅墨水(模擬沿水平方向做運動的物體)。

（4）觀察紅墨水的流動過程，發(fā)現(xiàn)墨水向運動方向的右邊偏轉(zhuǎn)。

（5）甲同學(xué)逆時針轉(zhuǎn)動傘，乙同學(xué)在傘面上滴紅墨水，觀察到墨水向左偏轉(zhuǎn)(模擬南半球沿地表做水平運動物體的地轉(zhuǎn)偏向現(xiàn)象)。

3． 地理教學(xué)要適量運用地理實驗。人教版必修1地理教材中地理實驗安排較少，教師可以根據(jù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)計地理實驗活動，讓學(xué)生體驗地理知識的形成過程，有利于轉(zhuǎn)變教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方法，有利于培養(yǎng)學(xué)生實踐能力、觀察能力、探究意識、科學(xué)素養(yǎng)。以人教版必修1地理教材為例，安排以下地理實驗活動。

觀測星空，天球儀的演示，利用活動星空圖觀測恒星、行星及認(rèn)識星座，月球基地應(yīng)該是什么樣子，太陽日與恒星日區(qū)別；利用三球儀演示地、月、日三球之間的關(guān)系，當(dāng)?shù)靥柲芾梅绞降恼{(diào)查，觀察月相及其變化，觀察地軸傾斜角度與地面太陽光線的關(guān)系；時區(qū)轉(zhuǎn)盤的制作與應(yīng)用，演示太陽直射光線與晨昏圈的關(guān)系；制作晝夜長短變化轉(zhuǎn)盤，演示四季形成，演示太陽高度角，測量正午太陽高度角，經(jīng)緯度的測量，驗證地球自轉(zhuǎn)的自轉(zhuǎn)偏向力，地震波的傳播；地球內(nèi)部圈層，模擬溫室效應(yīng)，模擬熱力環(huán)流，模擬風(fēng)的形成，觀測氣壓，觀測風(fēng)向、風(fēng)力，演示三圈環(huán)流，海陸熱力差異演示，季風(fēng)活動演示，演示冷鋒、暖鋒天氣，演示城市熱力環(huán)流，演示氣旋、反氣旋，演示高氣壓、低氣壓；演示水循環(huán)，觀測河流的流向、流速、流量，演示水壩選址及水能的形成，演示世界洋流；鑒別三大類型巖石，鑒別礦物，采集當(dāng)?shù)氐V物，實地考察當(dāng)?shù)氐孛?，演示風(fēng)化、搬運、侵蝕、沉積作用，演示褶皺和斷層，演示火山的形成，制作地貌模型；觀察土壤剖面，土壤系列實驗，植被觀察和標(biāo)本制作，校園植被調(diào)查，植被在防止水土流失方面的作用，水土流失的實驗，沙塵暴形成實驗等。

4． 地理教學(xué)要適度運用地理實驗。地理實驗教學(xué)須把握好深度和難度。如果深度和難度過大、過量，甚至脫離學(xué)生實際，將無助于學(xué)生對地理原理和地理現(xiàn)象的理解及運用，為實驗而實驗，這樣就會使地理實驗教學(xué)僵化、矮化。地理實驗教學(xué)要依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)，針對教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計符合學(xué)生認(rèn)知水平，操作性強，趣味性濃的地理實驗，防止地理實驗將簡單內(nèi)容復(fù)雜化和復(fù)雜問題理想化。因為實驗不是教學(xué)的最終目的，地理實驗的目的是讓學(xué)生通過實驗去掌握地理知識和地理規(guī)律。

在地理實驗教學(xué)過程中，應(yīng)有針對性地選擇那些教學(xué)中的重點和難點，尤其是自然地理方面的抽象內(nèi)容，如地球運動、大氣運動、地殼變動等。這些自然現(xiàn)象和過程，都是不便和不能觀察到的，只有通過實驗教學(xué)，才能為學(xué)生更好的認(rèn)識和理解。要立足本校實際情況和鄉(xiāng)土地理，如周邊環(huán)境、學(xué)校實施，充分利用這些資源，同時要針對學(xué)生的特點，精心選擇、修改和編制實驗，使每個學(xué)生都能在實驗過程中有所收獲，開發(fā)符合本校實情的地理實驗。

二、省事、省錢、省時

地理實驗的有效教學(xué)應(yīng)省事，講究簡易性?！陡咧械乩硇抡n程標(biāo)準(zhǔn)》的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)則在多處提出地理實驗的建議，如“利用身邊可以找到的材料（如透明塑料袋、塑料薄膜、玻璃瓶等）和溫度計，做一次模擬大氣溫室效應(yīng)的小實驗?！睂嶒灥脑O(shè)計要從實際出發(fā)，提倡用簡易而效能好的器材做實驗，難度不宜過大。這樣適宜在各個學(xué)校開展，不會受學(xué)校的條件的限制。如：

“用雨傘來證明地轉(zhuǎn)偏向力的存在、通過人影的變化來計算太陽高度角”等，實驗器材簡單隨手可得，又能了解學(xué)生的觀測、調(diào)查和實驗的能力。比較容易組織的實驗。

地理實驗的有效教學(xué)應(yīng)省錢，講究節(jié)約性。盡量考慮到就地取材，利用生活廢舊材料，節(jié)約開支。這樣不受條件限制，使學(xué)生人人可以參與。如講解等高線地形時，安排學(xué)生制作“等高線繪法示意圖”模型，利用廢舊包裝箱內(nèi)用于防震的泡沫塑料板，要求厚度一樣，裁紙刀、幾根細(xì)鐵絲或竹簽。制作過程:取5～6層泡沫塑料板重疊在一起，用細(xì)鐵絲或竹簽插成一個整體，然后再用裁紙刀根據(jù)等高線地形起伏切削成山體的形狀，并完成山峰、山脊、山谷、鞍部、陡崖等形態(tài)。

地理實驗的有效教學(xué)應(yīng)省時，講究時效性。地理教學(xué)內(nèi)容多，難度大，時間緊，不可能有較多的時間做地理實驗。一般來說一節(jié)課實驗不要超過兩個，時間不要超過5分鐘。否則會占用大量教學(xué)時間，影響教學(xué)進度，分散學(xué)生課堂注意力。如在講到“褶皺山和斷層山”時，教師指導(dǎo)學(xué)生利用生活中廢舊的竹片做褶皺山和斷層山形成過程模擬實驗。請學(xué)生找一塊廢舊的4cm×30cm竹片，用竹片模仿水平巖層，指導(dǎo)學(xué)生做以下模擬實驗：兩手握住竹片兩端加力，竹片產(chǎn)生變形形成類似地質(zhì)構(gòu)造中的“褶皺”，繼續(xù)用力，先慢后快，竹片折斷，竹片產(chǎn)生變形形成類似地質(zhì)構(gòu)造中的“斷層”，竹片折斷瞬間兩手虎口有震感，形成類似地震產(chǎn)生的“地震波”。通過這一模擬實驗，把大尺度的時間變化和大尺度的地質(zhì)變化“濃縮”在幾分鐘和小小的竹片上完成，使學(xué)生直觀的感受和深刻理解到由于內(nèi)力作用形成的水平擠壓、張力、褶皺、斷層、地震波等地質(zhì)現(xiàn)象。這一實驗僅需一分鐘左右，占用時間很少，而且教學(xué)效果明顯。

三、聯(lián)系生活、聯(lián)系實際、聯(lián)系相關(guān)學(xué)科

1． 地理實驗的有效教學(xué)要聯(lián)系學(xué)生生活。從某種意義上講，學(xué)生的生活是地理教學(xué)的資源和起點，是教學(xué)活動的源頭和活水。地理教學(xué)要充分利用和聯(lián)系學(xué)生生活，為地理教學(xué)增添“催化劑”，培養(yǎng)學(xué)生地理親近感。地理事物的成因與規(guī)律是很富有魅力，很具有規(guī)律性的。因為是科學(xué)規(guī)律，我們往往不能在課堂中親歷其變化，但是我們可以通過聯(lián)系學(xué)生生活，通過一些學(xué)生生活小實驗來驗證其原理的真實性與科學(xué)性。例如：在學(xué)習(xí)“影響氣候的因素”之一——洋流時，利用學(xué)生生活中的例子進行如下地理實驗探究。一個杯子裝著1/4杯冷水，讓學(xué)生觀察能否看到水汽在蒸發(fā)？（不能），然后再往杯子里倒開水，叫學(xué)生思考這一過程相當(dāng)于暖流，還是寒流？（暖流），隨著開水的不斷加入，水溫不斷升高，可看到杯子口產(chǎn)生什么現(xiàn)象？（水汽在蒸發(fā)）學(xué)生通過該實驗說明暖流的性質(zhì)是什么？氣溫較高（增溫），水汽較多（增濕）。然后由學(xué)生再去做如下實驗：一個杯子裝著1/4杯開水，讓學(xué)生觀察能否看到水汽在蒸發(fā)？（能），然后再往杯子里倒冷水，叫學(xué)生思考這一過程相當(dāng)于暖流，還是寒流？（寒流），隨著冷水的不斷加入，水溫不斷下降，可看到杯子口產(chǎn)生什么現(xiàn)象？（水汽在消失）學(xué)生通過該實驗說明寒流的性質(zhì)是什么？氣溫較低（降溫），水汽較少（減濕）。通過以上實驗，使學(xué)生得出：暖流經(jīng)過的沿岸氣溫較高（增溫），水汽較多（增濕）；寒流經(jīng)過的沿岸氣溫較低（降溫），水汽較少（減濕）。

2． 地理實驗的有效教學(xué)要聯(lián)系學(xué)生實際。最深奧的原理往往體現(xiàn)在最常見的生活實際中，牛頓從蘋果落地的現(xiàn)象中悟出萬有引力定律，對生活中一些現(xiàn)象的體驗、反思、驗證，可以幫助學(xué)生更好地發(fā)現(xiàn)、理解、領(lǐng)悟科學(xué)知識。在講解一些抽象的又遠(yuǎn)離學(xué)生的地理原理時，可以用學(xué)生親身體驗的生動事例，結(jié)合地理實驗，用講解的方法在學(xué)生腦海再現(xiàn)地理實驗過程，幫助學(xué)生加深理解地理原理。例如：在講解海陸熱力差異時，聯(lián)系在炎熱盛夏的中午，有的學(xué)生在高溫下熱的汗流浹背，此時到河里或游泳館游泳，體驗到水里溫度比岸上低，起到降溫解暑的作用。讓學(xué)生思考這是什么原因？在炎熱盛夏的傍晚或晚上，到河里或游泳館游泳，體驗到水里溫度比岸上高，上岸后體驗到岸上溫度較低，要趕快穿上衣裳。讓學(xué)生思考這是什么原因？在學(xué)生親身體驗中，使學(xué)生在腦海里再現(xiàn)地理實驗，這樣既可以增強趣味性，有利幫助學(xué)生理解較難的抽象地理原理；又可以節(jié)省時間，節(jié)約資金，增強教學(xué)效果。

3． 地理實驗的有效教學(xué)要聯(lián)系相關(guān)學(xué)科。地理學(xué)科既有自然地理，又有人文地理，是多學(xué)科交叉的邊緣學(xué)科。地理學(xué)科許多知識與物理、化學(xué)、生物等學(xué)科知識密切相關(guān)。例如：地球運動、大氣運動、水體運動、地殼運動等都與物理知識有關(guān)。因此，地理知識的傳授及地理實驗要聯(lián)系物理、化學(xué)、生物等學(xué)科中知識。這樣，既可以培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科綜合素質(zhì)，又可以降低學(xué)生學(xué)習(xí)地理的難度。例如：在講解“火山噴發(fā)”模擬實驗時，可以運用物理原理設(shè)計實驗。火山噴發(fā)的真正內(nèi)因是壓力差，造成壓力差的原因是溫度差、熱脹冷縮原理。內(nèi)部在高溫的情況下，巖漿和空氣不斷膨脹，內(nèi)部的壓力在不斷增加，當(dāng)火山口無法承受時，高壓氣體首先沖破火山口的巖石層，然后巖漿噴涌而出。我設(shè)計了這樣一個模擬實驗：在一個燒瓶里裝一些紅色的水，用帶小吸管的橡皮塞封口，再用蠟油密封住吸管口。然后給燒瓶加熱，當(dāng)溫度上升的時候，紅色的水和空氣的不斷膨脹，里面的壓力不斷增強，最后沖破封口的蠟塊，噴出紅色的水，紅色的水猶如巖漿一樣噴發(fā)。