“熱力環(huán)流”的模擬實驗及拓展應(yīng)用

徐艷軍+朱鳳冠

“熱力環(huán)流”的形成原理是難度較大的內(nèi)容，大氣看不見，摸不到，對學(xué)生而言非常抽象。在常規(guī)教學(xué)方式下，由于缺乏體驗和感悟，很多學(xué)生在學(xué)習(xí)后仍然會存在概念混淆、思維模糊等問題。我們可以通過模擬實驗的教學(xué)形式，化抽象為具體，讓學(xué)生在做中學(xué)；進(jìn)一步通過繪制圖示、項目創(chuàng)意設(shè)計等教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生在學(xué)中用，進(jìn)一步將教學(xué)活動推向

深入。

一、模擬實驗，直觀觀察

該部分的學(xué)習(xí)目標(biāo)是讓學(xué)生動手操作并觀察模擬實驗，探討熱力環(huán)流的形成過程和原理。

課前需做如下準(zhǔn)備：1.將學(xué)生分為4個學(xué)習(xí)小組。2.準(zhǔn)備材料：約50cm×

40cm×20cm左右的無底玻璃缸、電爐（加蚊香）、冰塊、紙片等。3.收集熱力環(huán)流的現(xiàn)實案例。

學(xué)生活動：1.點燃電爐（蚊香），放置冰塊。2.觀察蚊香煙飄動和紙片吹動方向。3.根據(jù)煙和紙片的吹動狀態(tài)，討論熱力環(huán)流是如何形成的，實驗裝置如圖1所示。

設(shè)計意圖：熱力環(huán)流是大氣的一種運動形式，難以覺察，發(fā)現(xiàn)它、觀察它，才可能更好地研究它。模擬實驗中熱的爐煙、冰塊的冷氣和小紙片的運動，將無形的空氣運動變?yōu)榭捎^察。這激發(fā)了學(xué)生探究的興趣，也幫助學(xué)生找到了理解熱力環(huán)流的突破口—熱脹冷縮。

二、繪制圖示，深刻理解

該部分的學(xué)習(xí)目標(biāo)是繪制熱力環(huán)流形成過程圖和城郊熱力環(huán)流示意圖，通過繪制過程，進(jìn)一步加深對熱力環(huán)流原理的理解。學(xué)生活動：1. 根據(jù)小組討論，繪制熱力環(huán)流的形成過程圖（見圖2）。2. 小組間分享課前收集的熱力環(huán)流案例，繪制城郊熱力環(huán)流示意圖，并進(jìn)行圖示展示。

設(shè)計意圖：熱力環(huán)流形成過程圖既呈現(xiàn)了地理事物間的相互關(guān)系，又體現(xiàn)了學(xué)生的分析過程。當(dāng)學(xué)生利用圖示展示自己的邏輯思維過程時，把無形的思維轉(zhuǎn)化為有形的展示，不僅有利于動手動腦，更有利于教師把握學(xué)生的學(xué)習(xí)過程和學(xué)習(xí)狀態(tài)。在這個環(huán)節(jié)中，教師要引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注郊區(qū)溫度低與綠地的關(guān)系，為下一個環(huán)節(jié)創(chuàng)意設(shè)計作鋪墊。

三、創(chuàng)意設(shè)計，發(fā)散思維

以城郊間的熱力環(huán)流規(guī)律為基礎(chǔ)，通過項目設(shè)計培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維，提高學(xué)生的問題解決能力。

該部分的學(xué)習(xí)目標(biāo)是通過設(shè)計緩解城市“熱島效應(yīng)”的項目，提升學(xué)生實踐應(yīng)用的能力。

課前準(zhǔn)備：1.小組分工收集城市熱島的資料（原因、措施）。2.資料分享。學(xué)生活動：小組事先收集資料，討論提出為緩解城市熱島效應(yīng)的創(chuàng)意方案并展示說明。

設(shè)計意圖：小組進(jìn)行項目設(shè)計和展示，嘗試解決城市“熱島效應(yīng)”問題，既培養(yǎng)了學(xué)生合作交流的能力和表達(dá)能力，也能潛移默化地提升學(xué)生的社會責(zé)任感。借助上一環(huán)節(jié)中的城郊間熱力環(huán)流示意圖，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注綠地的作用，幫助學(xué)生建立利用自然規(guī)律來解決城市熱島問題的意識，使尊重規(guī)律、靈活運用規(guī)律、追求人地協(xié)調(diào)的理念不斷根植學(xué)生心中。創(chuàng)意方案沒有對錯，只要學(xué)生認(rèn)真思考，嘗試應(yīng)用所學(xué)，言之有理的就是好方案。

學(xué)生圍繞熱島的原因、熱力環(huán)流的原理展開多方面思考，繪圖展示說明。不僅創(chuàng)造思維得到充分表現(xiàn)，而且運用地理原理和地理思維解決城市“熱島”問題的實踐能力也得以增強。

（作者單位：1.山東省青島第二中學(xué)；2.山東省青島第三中學(xué)）