實(shí)驗(yàn)法在高中地理教學(xué)中的應(yīng)用策略探究

趙志強(qiáng)

[摘要]在地理教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)法可以直觀有效地展示地理現(xiàn)象及其演變規(guī)律，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力的重要方法，有利于增強(qiáng)學(xué)生對(duì)大自然的探索欲望和探究精神。文章以地形地貌的教學(xué)為例，探討實(shí)驗(yàn)法在高中地理教學(xué)中的應(yīng)用策略。

[關(guān)鍵詞]高中地理;實(shí)驗(yàn)法;教學(xué);地形地貌

[中圖分類號(hào)] G633.55

[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A

[文章編號(hào)] 1674-6058（2020） 25-0093-03

實(shí)驗(yàn)法是高中地理課程的重要教學(xué)方法。教師利用實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與過程，能夠引導(dǎo)學(xué)生了解和掌握地理知識(shí)。合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)操作流程亦有助于培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力與觀察能力。但是，在地理教學(xué)中，并非所有的內(nèi)容均適合采用實(shí)驗(yàn)法，教師需要設(shè)計(jì)具有針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)方法，方能引導(dǎo)學(xué)生正確操作實(shí)驗(yàn)步驟、仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)，從而根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程得出正確的結(jié)論，同時(shí)在實(shí)驗(yàn)過程中教師還需要逐漸培養(yǎng)學(xué)生的探究欲，讓學(xué)生形成自主學(xué)習(xí)的習(xí)慣。因此，科學(xué)的理論指導(dǎo)、“因地制宜”的教學(xué)方法對(duì)于實(shí)驗(yàn)法在高中地理課程中的應(yīng)用具有重要意義。

一、高中地理課堂開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的理論基礎(chǔ)

地理實(shí)驗(yàn)是根據(jù)已知的實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，充分還原和展示地理現(xiàn)象或地理過程，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中獲取相關(guān)的地理信息和知識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生地理素養(yǎng)的活動(dòng)。地理學(xué)科兼具人文社會(huì)科學(xué)與自然科學(xué)的特征，其宇宙與地球、海洋地理、地理信息技術(shù)的運(yùn)用等課程內(nèi)容對(duì)現(xiàn)有的自然現(xiàn)象進(jìn)行總結(jié)、歸納，具備觀察性、規(guī)律性的特征，因此實(shí)驗(yàn)教學(xué)在這些內(nèi)容的教學(xué)與學(xué)習(xí)中具備實(shí)踐基礎(chǔ)。此外，高中地理新課標(biāo)、建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論、經(jīng)驗(yàn)之塔理論為在高中地理教學(xué)中開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了深厚的理論基礎(chǔ)。

1.高中地理新課標(biāo)

教育部在《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》中明確提出了高中地理課程教學(xué)要綜合“考察、實(shí)驗(yàn)、調(diào)查”等學(xué)習(xí)方式[1]。同時(shí)高中地理新課標(biāo)還要求學(xué)生在學(xué)習(xí)地理課程時(shí)，加強(qiáng)動(dòng)手能力。地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中有一種實(shí)驗(yàn)方式是模擬實(shí)驗(yàn)，主要是利用生活中的器材來還原地理演變歷程，新課標(biāo)中的實(shí)驗(yàn)建議是針對(duì)高中地理部分模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)行對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)舉例，通過設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)、觀察、總結(jié)、匯報(bào)等一系列過程來達(dá)到實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的。

2.建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論是指在一定知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上，要求學(xué)習(xí)者利用已有的社會(huì)常識(shí)和知識(shí)，對(duì)新的學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行體系化建構(gòu)的過程。學(xué)生的自主性、社會(huì)文化情境基礎(chǔ)以及對(duì)知識(shí)的意義建構(gòu)是其主要的三方面內(nèi)容[2]。因高中地理教學(xué)內(nèi)容比較廣泛、時(shí)間空間跨度較大，譬如海洋地理、宇宙與地球等學(xué)習(xí)內(nèi)容，在現(xiàn)實(shí)生活中很難對(duì)其進(jìn)行直接的觀察，因此教師在教學(xué)該部分地理課程內(nèi)容時(shí)，需要根據(jù)不同教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)設(shè)不同教學(xué)情境。地理模擬實(shí)驗(yàn)是教學(xué)情境創(chuàng)設(shè)的一種方式，通過對(duì)地理現(xiàn)象及其演變的模擬展示，幫助學(xué)生建構(gòu)相關(guān)的地理知識(shí)。

3.經(jīng)驗(yàn)之塔理論

美國(guó)教育家戴爾提出的經(jīng)驗(yàn)之塔理論認(rèn)為經(jīng)驗(yàn)獲取的方式有兩種，一種是直接獲取，另一種則是間接獲取。在此基礎(chǔ)上，獲得的經(jīng)驗(yàn)又可分為三個(gè)層次——做的經(jīng)驗(yàn)、觀察的經(jīng)驗(yàn)、抽象的經(jīng)驗(yàn)，其以遞進(jìn)的形式展現(xiàn)在學(xué)習(xí)者的知識(shí)體系當(dāng)中[3]。基礎(chǔ)的地理模擬實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生對(duì)地理現(xiàn)象進(jìn)行觀察，譬如對(duì)家鄉(xiāng)地貌、自然災(zāi)害的直接觀察，此過程為“做的經(jīng)驗(yàn)”與“觀察的經(jīng)驗(yàn)”之獲得。而經(jīng)驗(yàn)之塔理論更注重讓學(xué)習(xí)者獲得對(duì)規(guī)律的抽象認(rèn)識(shí)，從而發(fā)現(xiàn)可普遍適用的知識(shí)。在高中地理教學(xué)中開展模擬實(shí)驗(yàn)來展示地理事物演變的過程及規(guī)律，讓學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的過程中認(rèn)識(shí)規(guī)律，形成對(duì)規(guī)律的認(rèn)知，此為“抽象的經(jīng)驗(yàn)”之獲得。

二、高中地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在的問題

1.教師“甄上談實(shí)驗(yàn)”

高中地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容比較少，而在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，還存在“紙上談實(shí)驗(yàn)”的問題，即沒有任何實(shí)驗(yàn)器材或?qū)嶒?yàn)工具，學(xué)生也不需要?jiǎng)邮植僮鲗?shí)驗(yàn)，只是由教師講解實(shí)驗(yàn)步驟，讓學(xué)生依靠想象力在紙上畫出實(shí)驗(yàn)演變過程。這樣降低了學(xué)生學(xué)習(xí)樂趣，同時(shí)嚴(yán)重挫傷了學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐的積極性[4]。

2.學(xué)生“看”實(shí)驗(yàn)

學(xué)生在高中地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中常常扮演的是旁觀者的角色，教師在講臺(tái)上演示實(shí)驗(yàn)、利用多媒體播放實(shí)驗(yàn)視頻、在黑板上畫出實(shí)驗(yàn)過程，而學(xué)生僅僅是在座位上觀看。這樣的教學(xué)方法雖然有提高教學(xué)效率的作用，但嚴(yán)重偏離前述新課標(biāo)對(duì)高中地理課程的要求?！坝^察的經(jīng)驗(yàn)”之獲得要求學(xué)生親身參與至實(shí)驗(yàn)的實(shí)踐操作中，而非觀察他人操作實(shí)驗(yàn)。

3.“標(biāo)準(zhǔn)化流水線”實(shí)驗(yàn)

讓學(xué)生動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)的作用有很多，如培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提高學(xué)生自主解決問題的能力等。但在現(xiàn)實(shí)教學(xué)過程中，實(shí)驗(yàn)往往被教師“標(biāo)準(zhǔn)化”，實(shí)驗(yàn)所用器材、步驟、現(xiàn)象均統(tǒng)一，學(xué)生只按照教師所說的步驟完成實(shí)驗(yàn)，就像工廠流水線工人工作一樣。在這個(gè)過程中學(xué)生不需要自主思考，完全沒有任何選擇余地地去照搬已有的實(shí)驗(yàn)。

三、實(shí)驗(yàn)法在高中地理地形地貌教學(xué)中的應(yīng)用

1.深入分析教材，做好教學(xué)準(zhǔn)備

開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)的前提是教師深入研究和分析教材內(nèi)容，在全面掌握教材知識(shí)點(diǎn)的基礎(chǔ)上形成實(shí)驗(yàn)的體系化與系統(tǒng)化方案。了解教材內(nèi)容的目的在于為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)，例如，有時(shí)候不同章節(jié)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠同時(shí)展開，讓學(xué)生在一個(gè)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中獲得多方面的知識(shí)，既能節(jié)約教學(xué)資源，又能讓學(xué)生將知識(shí)串聯(lián)起來，這就需要教師對(duì)教材內(nèi)容的精準(zhǔn)掌握。除此之外，教師還應(yīng)當(dāng)結(jié)合學(xué)生原有的知識(shí)儲(chǔ)備及認(rèn)知情況，立足教材內(nèi)容，設(shè)計(jì)適合于其認(rèn)識(shí)水平的實(shí)驗(yàn)方法，從而保證學(xué)生深入了解和掌握地理知識(shí)。

例如《地表形態(tài)的塑造》這一課，教材知識(shí)比較抽象，學(xué)習(xí)難度較大，如果學(xué)生只是聽教師進(jìn)行理論講解，無法在腦海中自主構(gòu)建出河流、風(fēng)化地貌演變的規(guī)律，因此教師可通過實(shí)驗(yàn)教學(xué)向?qū)W生展示河流、風(fēng)化等外力對(duì)地表形態(tài)的影響。在教學(xué)中，風(fēng)化的實(shí)驗(yàn)條件較難獲得，教師可通過向?qū)W生展示河流對(duì)地表形態(tài)的塑造作用，讓學(xué)生了解外力對(duì)地表形態(tài)的塑造。在學(xué)生已經(jīng)獲得“觀察的經(jīng)驗(yàn)”之基礎(chǔ)上，重點(diǎn)引導(dǎo)其“抽象的經(jīng)驗(yàn)”之獲得，即要求學(xué)生了解外力對(duì)地表形態(tài)塑造的作用機(jī)理是什么，何種外力、需要的時(shí)間等影響地表形態(tài)的外部因素。在此基礎(chǔ)上，教師再結(jié)合多媒體的展示以及課程內(nèi)容的講解，給學(xué)生教授風(fēng)化對(duì)于地表形態(tài)的塑造，可以較為高效地彌補(bǔ)學(xué)生想象力不足的問題，還可以提高學(xué)生的地理認(rèn)知能力及理解能力。

2.演示模擬實(shí)驗(yàn)，加深學(xué)習(xí)印象

模擬實(shí)驗(yàn)與直接觀察相對(duì)應(yīng)，對(duì)于一些難以直接觀察、需要在課堂中開展實(shí)驗(yàn)的教學(xué)內(nèi)容，可采用模擬實(shí)驗(yàn)的方法。模擬實(shí)驗(yàn)主要通過專業(yè)的模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)工具，再現(xiàn)自然地理現(xiàn)象演變過程，是激發(fā)學(xué)生積極性、提升課堂教學(xué)質(zhì)量的一種有效手段。

對(duì)于一些實(shí)驗(yàn)器材較容易獲得的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，教師可以先進(jìn)行實(shí)驗(yàn)演示，講解注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡龋M(jìn)而讓學(xué)生自行開展模擬實(shí)驗(yàn)，并引導(dǎo)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)原理。例如，在教學(xué)《河流地貌的發(fā)育》這一課時(shí)，多數(shù)情況下教師無法帶領(lǐng)學(xué)生直接觀察河流地貌的真實(shí)形態(tài)，因此可以借助沙盤、礦泉水、石頭等，模擬還原河流地貌的發(fā)育過程。在此實(shí)驗(yàn)中，礦泉水充當(dāng)河流，沙盤則展示原本的地貌，教師需要引導(dǎo)學(xué)生理解河流的沖擊對(duì)于地貌發(fā)育的影響。通過幾種簡(jiǎn)單的教學(xué)器材，不僅可以給學(xué)生造成強(qiáng)烈的視覺沖擊，調(diào)動(dòng)其學(xué)習(xí)熱情，還可以營(yíng)造活躍的教學(xué)氛圍。最后是學(xué)生自主開展實(shí)驗(yàn)，教師應(yīng)當(dāng)“預(yù)留”一些內(nèi)容讓其自行觀察，譬如不同階段流水侵蝕造成的地貌變化，促使學(xué)生更好地掌握河流地貌的成因及特點(diǎn)。當(dāng)然，在開展模擬演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要讓學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)分析的主體，讓他們自主發(fā)表意見，從而調(diào)動(dòng)他們的學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性，讓他們更加深入地理解地理知識(shí)。

3.學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，操作實(shí)驗(yàn)流程

在高中地理教學(xué)中，對(duì)于一些過程較長(zhǎng)、反映內(nèi)容較多的實(shí)驗(yàn)，教師可采用分組實(shí)驗(yàn)的方式開展，讓學(xué)生在分組實(shí)驗(yàn)的過程中學(xué)會(huì)與他人合作，進(jìn)而加深對(duì)地理知識(shí)的理解。但需要注意的是，各個(gè)小組進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)難度應(yīng)相當(dāng)，并且要注意各個(gè)小組實(shí)驗(yàn)與其他小組實(shí)驗(yàn)的互補(bǔ)性，如此才能發(fā)揮分組的作用，從而讓學(xué)生獲得良好的學(xué)習(xí)效果。

例如，在教學(xué)《河流地貌的發(fā)育》時(shí)，教師首先可以通過多媒體向?qū)W生展示一些河灘的照片，讓學(xué)生通過觀察發(fā)現(xiàn)河灘上層是一層一層的細(xì)沙顆粒，從上層往下看則會(huì)發(fā)現(xiàn)細(xì)沙顆粒越來越大，有的已經(jīng)形成較大的卵石形狀。接著向?qū)W生提出問題：“這種現(xiàn)象是由什么原因造成的？流水侵蝕導(dǎo)致河流發(fā)生哪些變化（如深度、寬度等）？”讓學(xué)生帶著問題去開展實(shí)驗(yàn)，在實(shí)驗(yàn)當(dāng)中解答問題。在分組時(shí)，可根據(jù)班級(jí)學(xué)生數(shù)量，將學(xué)生分成若干小組，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。有的組將碎石、沙粒及黏土混合后，靜置到河谷模具中，然后用自來水沖擊河谷，獲得實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。有的組則是將所有實(shí)驗(yàn)道具混合放入塑料瓶中，加入礦泉水大力搖晃塑料瓶，以此獲得河灘分層現(xiàn)象。教師讓學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，通過討論、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并獲得實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，充分激活學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手實(shí)踐能力，同時(shí)也充分體現(xiàn)了學(xué)生的主體地位。

4.因地制宜選擇實(shí)驗(yàn)器材，體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)科學(xué)性

高中地理實(shí)驗(yàn)開發(fā)需要多元化，多元化可以是實(shí)驗(yàn)方式的多樣化，也可以是實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目器材選擇的多樣化。以地形圖的地貌判讀實(shí)驗(yàn)為例，其最主要的目的是讓學(xué)生學(xué)會(huì)地形圖的判讀方法，可以根據(jù)地圖讀出 圖面上的地勢(shì)、地表的各種形態(tài)等特征，并在此基礎(chǔ)上分析各種地貌形態(tài)對(duì)應(yīng)的地形等高線圖式。在實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生可以充分發(fā)揮自己的想象力，自行尋找生活中可以利用的所有材料[5]。若學(xué)生在準(zhǔn)備材料過程中存在各種問題，教師不必急于糾正學(xué)生，可以逐步引導(dǎo)學(xué)生自主解決問題，充分發(fā)揮學(xué)生的自主性，讓學(xué)生因地制宜地開發(fā)地理實(shí)驗(yàn)資源。

在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)首先需要確保實(shí)驗(yàn)可以反映出本節(jié)課的主要內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)材料合適、場(chǎng)地適合、實(shí)驗(yàn)步驟嚴(yán)謹(jǐn);其次需要充分考慮實(shí)驗(yàn)條件，實(shí)驗(yàn)教學(xué)所需的前期工作較多，但不宜占用課堂上的太多時(shí)間;此外，地理實(shí)驗(yàn)“宜精不宜多”，要選擇經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)用在教學(xué)關(guān)鍵步驟。

5.明確實(shí)驗(yàn)教學(xué)主體，促進(jìn)全員參與

高中地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)有助于改變純理論教學(xué)的模式，改變以教師為主體的教學(xué)方式，讓學(xué)生在課堂上不僅需要聽教師講課、在座位上記課堂筆記，還需要自主發(fā)現(xiàn)問題、樂于自主去分析和解決問題。教師要讓學(xué)生主動(dòng)參與到課堂教學(xué)中，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)需要設(shè)計(jì)一些趣味性比較強(qiáng)、能夠激發(fā)學(xué)生興趣的實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生全員參與。

綜上，在高中地理課程中開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要采用科學(xué)的教學(xué)方法，合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，因地制宜地選擇實(shí)驗(yàn)方法與實(shí)驗(yàn)器材，同時(shí)讓學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的主體，這樣才能發(fā)揮地理實(shí)驗(yàn)幫助學(xué)生理解課堂內(nèi)容、建構(gòu)地理知識(shí)體系之作用。

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[3]戴爾.試聽教學(xué)法之理論[M].杜維濤，譯.上海：中華書局.1949.

[4]陳健.高中地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與地理實(shí)驗(yàn)技能的培養(yǎng)[J].中學(xué)地理教學(xué)參考，2013（5）：32-34.

[5]曲忠厚.高中地理新課標(biāo)教材中的“案例”分析與運(yùn)用：以人教版高中地理實(shí)驗(yàn)教科書（必修）為例[J].課程·教材·教法，2009（1）：68-71.

（責(zé)任編輯 周侯辰）