地理實(shí)驗(yàn)在熱力環(huán)流教學(xué)中的運(yùn)用

郭子學(xué) 楊 敏

（重慶市第四十九中學(xué)校 重慶 400800）

一、學(xué)情分析

本次地理實(shí)驗(yàn)課選的班級(jí)是高2019級(jí)12、13班，這兩個(gè)班級(jí)為該年級(jí)的文科普通班，學(xué)生的基礎(chǔ)知識(shí)薄弱，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)課、動(dòng)手課的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性還是較強(qiáng)。

二、地理實(shí)驗(yàn)入課堂的必要性

由于地理教學(xué)手段的有限性，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)地理的興趣和積極性在大幅度降低。2012年前計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)的動(dòng)畫和圖片還能吸引學(xué)生的目光和注意力，而2012年后，智能手機(jī)的普及，各類學(xué)習(xí)網(wǎng)站、學(xué)習(xí)APP的下載，我們教師能在網(wǎng)絡(luò)上收集的資料學(xué)生都能找到，可能學(xué)生找到的比老師還全面、細(xì)致。所以，教師必須要用地理實(shí)驗(yàn)來吸引學(xué)生，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手、動(dòng)腦的能力。

此外，隨著新高考的改革，地理試題變得越來越靈活多變，反映了新課改對(duì)學(xué)生能力的要求逐漸提高。從這個(gè)方面考慮，對(duì)于地理中學(xué)生難以理解的問題，要通過一定的方法幫助學(xué)生去理解，從而真正掌握學(xué)習(xí)要點(diǎn)。

三、熱力環(huán)流的知識(shí)梳理

（一）熱力環(huán)流的概念

熱力環(huán)流是大氣運(yùn)動(dòng)最簡(jiǎn)單的形式，由于地面的冷熱不均而形成的空氣環(huán)流。

（二）熱力環(huán)流的形成過程

其形成過程為：受熱地區(qū)大氣膨脹上升，近地面形成低氣壓，而高空形成高氣壓；受冷地區(qū)相反，從而在近地面和高空的水平面上形成了氣壓差，促使大氣的水平運(yùn)動(dòng)，形成高低空的熱力環(huán)流。熱的地方空氣受熱膨脹上升，冷處收縮下沉。于是上空相同高度處，熱地方單位面積空氣柱重量（即氣壓）大，冷地方高空氣壓小，高空形成熱－冷的氣流。熱處氣流流失后，整個(gè)空氣柱減輕，地面形成低壓，冷處則形成高壓，近地面形成冷－熱的氣流。加上上升、下沉氣流，構(gòu)成了熱力環(huán)流。

四、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

（一）實(shí)驗(yàn)器材

（二）實(shí)驗(yàn)前的安全要求

1.準(zhǔn)備好500ml的冷水，放入500ml量杯中。

2.用電水壺加熱500ml的水，放入500ml量杯中。

3.倒水時(shí)要注意，水不要濺入眼睛里或身上以免燙傷。

五、直觀形象的實(shí)驗(yàn)過程

受時(shí)間和空間上的限制，中學(xué)地理教學(xué)不可能把所有或大部分自然過程直接引入地理實(shí)驗(yàn)，只能用一些材料進(jìn)行代替，設(shè)置類似的條件或環(huán)境，模擬地理演變過程。

具體操作步驟：

1.學(xué)生先往其中一個(gè)粗水管中滴入3滴紅色食用色素，另一個(gè)粗水管中滴入3滴藍(lán)色食用色素。

2.在關(guān)閉水閥狀態(tài)下，用手持量杯向2個(gè)粗水管分別注入等量的常溫水，直至沒過最低水溫線。

通過以上兩個(gè)步驟，學(xué)生可以觀察到無論是紅色還是藍(lán)色水管里都沒有發(fā)生任何變化。為什么？因?yàn)檫@時(shí)冷熱是均勻的，前面正好講到了的，這樣學(xué)生很容易就理解了。

3.將熱力環(huán)流探究裝置2個(gè)粗水管分別倒入兩個(gè)不同溫度液體的燒杯里，藍(lán)色液體粗水管放入冷水杯里，紅色液體粗水管放入熱水杯里。

4.用豎顯溫度計(jì)探頭可以探測(cè)出量杯中的溫度，讀出溫差。

通過步驟3，4我們可以得出，水此時(shí)受熱不均勻。藍(lán)色量杯溫度低，紅色量杯溫度高，如我們前面講解熱力環(huán)流，熱力環(huán)流形成的根本原因就是大氣冷熱不均而形成的空氣環(huán)流。

5.然后雙手握住兩個(gè)細(xì)管，同時(shí)向下旋轉(zhuǎn)細(xì)管180°，打開水閥。

這時(shí)就可以發(fā)現(xiàn)細(xì)管中紅色色素的水在上方，藍(lán)色色素的水在下方。通過以上實(shí)驗(yàn)這就說明熱脹冷縮的原理，正如熱力環(huán)流，受熱地區(qū)大氣膨脹上升，近地面形成低氣壓，而高空形成高氣壓；受冷地區(qū)相反，從而在近地面和高空的水平面上形成了氣壓差，促使大氣的水平運(yùn)動(dòng)，形成高低空的熱力環(huán)流。熱的地方空氣受熱膨脹上升，冷處收縮下沉。于是上空相同高度處，熱地方單位面積空氣柱重量（即氣壓）大，冷地方高空氣壓小，高空形成熱－冷的氣流。熱處氣流流失后，整個(gè)空氣柱減輕，地面形成低壓，冷處則形成高壓，近地面形成冷－熱的氣流。加上上升、下沉氣流，構(gòu)成了熱力環(huán)流。

六、課后反思與總結(jié)

（一）不足之處

首先，學(xué)生初次接觸到地理實(shí)驗(yàn)，有一定的興趣和好奇心，在拿到實(shí)驗(yàn)器材時(shí)，沒有先看實(shí)驗(yàn)說明，而在那里自己亂操作，最終造成實(shí)驗(yàn)效果不明顯。

其次，學(xué)生在自我討論和打鬧，特別是在實(shí)驗(yàn)過程中，燒了開水的，有一定的安全隱患。

第三，在實(shí)驗(yàn)中教材知識(shí)與實(shí)驗(yàn)不能很好的結(jié)合起來，造成實(shí)驗(yàn)的目的沒有達(dá)到預(yù)期的效果。

（二）小結(jié)

在做實(shí)驗(yàn)時(shí)教師對(duì)學(xué)生的管控也是教學(xué)的重要要求。地理實(shí)驗(yàn)雖然不像物理及化學(xué)學(xué)科對(duì)實(shí)驗(yàn)有較高的要求，但是在地理教學(xué)過程中融入實(shí)驗(yàn)，可以更加輕松地突破難點(diǎn)，掌握重點(diǎn)，大大提高了課堂學(xué)習(xí)效率。同時(shí)，將地理實(shí)驗(yàn)融入課堂，還可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，體現(xiàn)學(xué)生的主體性，鼓勵(lì)學(xué)生探究地理知識(shí)，發(fā)揮學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的能動(dòng)性，開拓學(xué)生潛在的實(shí)踐能力和創(chuàng)新意識(shí)。可見，將地理實(shí)驗(yàn)帶入到教學(xué)課堂中，益處頗多。