地理模擬實驗課堂培養(yǎng)學生學習能力的實例分析

張 靜 蔣浩軍

一、研究背景

地理模擬實驗教學是學生在教師指導下，通過操作實驗、觀察實驗和分析實驗最終得出結(jié)論從而完成學習任務的教學方法。新課程改革下的地理模擬實驗教學在教學過程中揚長避短，以本學校“三段六環(huán)”教學模式為基礎，以小組“合作探究”為模式，以模擬實驗操作為主要方法策略，將地理教師的“教”和學生的“學”相互結(jié)合，避開傳統(tǒng)教學以教師為主的“說教”模式。這種因材施教的模擬實驗教學模式增強了教學過程中的師生互動和生生互動，引導學生樂于合作，主動探究，以學生發(fā)展為本，著重鍛煉學生自主實踐能力和創(chuàng)造能力，開發(fā)學生的智慧潛能。

二、典型案例展示

1.案例一：大氣熱力環(huán)流形成過程的實例演示

(1)實驗設計

①實驗材料及準備

魚缸1個(長1.5 m，寬1 m，高1.2 m，人為用膠帶制造密閉空間)，香1把，400 ml燒杯1個，熱水，一次性紙杯6個，冰塊(提前在家用紙杯凍上冰塊)，酒精燈1個，水溫計2個，插線板1個，打火機1個。

②實驗操作過程

第一步：用插線板將魚缸通電，打開魚缸里的燈光開關(guān)，這樣觀察效果更佳。第二步：在魚缸的左下邊放入裝上熱水的燒杯，在燒杯中放入水溫計，右下邊放入裝有冰塊的6個一次性紙杯，在紙杯中放入水溫計，使魚缸底部兩端形成可計量的溫度差。第三步：用點燃的酒精燈點燃香。第四步：將點燃的香從魚缸后面右上角的孔中放入魚缸中，使煙與大氣融合，便于觀察大氣的運動方向。

③實驗現(xiàn)象

隨著時間的變化，魚缸右下邊的冰塊一直處于冰水混合狀態(tài)，溫度一直是0 ℃不變，魚缸左下邊的熱水溫度會逐漸降低，當魚缸兩端的溫度差達到72 ℃時實驗現(xiàn)象最為顯著。表現(xiàn)為魚缸右上邊香所產(chǎn)生的煙霧首先受到魚缸右下邊冰塊的影響，垂直向下運動，接近魚缸底部時，受到魚缸底部兩端溫度差的影響，煙霧水平向左移動到達燒杯附近，接下來受到魚缸左下邊熱水的影響，煙霧垂直向上運動，到達魚缸頂部時，受到頂部兩邊氣壓差的影響，煙霧水平向右運動，回到起點，大氣形成順時針循環(huán)運動，熱力環(huán)流完成。

(2)實驗評價

實驗過程中煙霧的運動方向明顯，學生通過觀察能直接總結(jié)出大氣的運動規(guī)律(垂直方向上大氣的運動方向：溫度高的地方大氣垂直上升，溫度低的地方大氣垂直下沉；水平方向上大氣的運動方向：近地面大氣由溫度低的地方流向溫度高的地方，高空大氣由溫度高的地方流向溫度低的地方)，且記憶深刻。學生經(jīng)過小組合作探究得出熱力環(huán)流的根本原因是近地面的冷熱不均。以此為基礎學習這節(jié)課的難點(熱力環(huán)流與氣壓之間的關(guān)系)就會容易很多。地理實驗模擬教學將重、難點知識簡單化，培養(yǎng)學生自主學習的能力，增強團隊合作精神，符合現(xiàn)在課改及當代社會的需求。

2.案例二：三圈環(huán)流形成過程的實驗模擬

(1)實驗材料及準備

地球儀1個，自制硬紙箭頭4個，圓形切片4張(2張標高壓，2張標低壓)，熒光膜指示標簽若干，熒光膜指示標簽制作出指示箭頭若干，雙面膠1卷，剪刀1把。

(2)實驗操作過程

第一步：用多條不同顏色的熒光膜指示標簽貼出0°，30°N，60°N，90°N所在的緯線(以北半球為例)，使學生明確地球儀重要緯線的位置。第二步：教師一邊講解原理，一邊用四個圓形貼片貼出0°，30°N，60°N，90°N所在氣壓帶的氣壓高低，用多條熒光膜指示標簽箭頭貼出0°～30°N，30°N～60°N，60°N～90°N三個風帶的風向，用四個硬紙箭頭貼出0°，30°N，60°N，90°N所在地大氣的垂直運動方向，用三條熒光膜指示標簽箭頭貼出0°～30°N，30°N～60°N，60°N～90°N高空大氣的運動方向，最終形成3圈環(huán)流。

(3)實驗現(xiàn)象

赤道緯度低，溫度高，大氣垂直上升，所以赤道近地面形成赤道低氣壓帶。上升氣流在高空向南北兩端分流，向北的大氣在30°N受到地轉(zhuǎn)偏向力的影響聚集下沉，所以30°N處的近地面形成副熱帶高氣壓帶。下沉氣流遇到地球表面的阻擋向南北兩端分流，加上地轉(zhuǎn)偏向力的影響(水平運動物體北半球右偏)，0°～30°N之間近地面吹東北風，形成北半球東北信風帶，30°N～60°N之間近地面吹西南風，形成北半球盛行西風帶。北極點因為緯度高，溫度低，大氣垂直下沉，所以北極點近地面形成極地高氣壓帶。下沉氣流遇到地球表面的阻擋向南流動，加上地轉(zhuǎn)偏向力的影響，60°N～90°N之間吹東北風，形成北半球極地東風帶。北半球的盛行西風與極地東風在60°N處的近地面相遇，盛行西風相對極地東風緯度低、溫度高、密度小，在動力作用下沿極地東風向上爬升，所以60°N處的近地面形成副極地低氣壓帶。南半球與北半球的氣壓帶、風帶成因相似，學生以北半球為基礎，通過小組合作探究推出南半球的氣壓帶和風帶，得出結(jié)論“七個氣壓帶，六個風帶；北半球風帶畫撇，南半球風帶畫捺；氣壓帶高低氣壓相間分布”。

2.實驗評價

在三圈環(huán)流的地理實驗模擬教學過程中，以地球儀為模具，增強學生的地理空間想象；實驗材料顏色鮮艷，學生表現(xiàn)出特別濃厚的興趣，提高學生的求知欲；實驗結(jié)果用實驗模型記憶，增強學生知識記憶能力；這節(jié)課以北半球為例學習，南半球由學生合作探究完成，增強學生的自主學習能力和團隊合作精神。

三、結(jié)語

地理模擬實驗教學落實了教學過程中的“兩主雙效”，即強調(diào)教師的主導地位和學生的主體地位，提高學習效率和學習效果。增強學生理解掌握知識的能力，增進師生情感，形成共識、共享、共進、共同發(fā)展，達到教學最優(yōu)。同時，21世紀是學習的革命化、社會化、終身化的社會，人們都將走進信息高速公路，學習能力成為未來唯一持久的競爭力。這2節(jié)模擬實驗教學課充分證明了實驗教學能夠提高學生的學習能力，增強學生生存的本領，適應競爭激烈的當代社會。