初中地理可操作小實驗的意義和設(shè)計策略

作者簡介：沈莉（1981—），女，江蘇省南通市第一初級中學(xué)。

在傳統(tǒng)的地理教學(xué)中，教師往往以課本教學(xué)為主，側(cè)重于理論知識的灌輸和定期評測。這樣的教學(xué)方式具有枯燥性和單調(diào)性，難以幫助學(xué)生形成持久的學(xué)習(xí)動力。以可操作小實驗為載體的初中地理教學(xué)模式強(qiáng)調(diào)學(xué)生的主體性，要求教師通過開展極具啟發(fā)性的趣味實驗，讓學(xué)生在輕松愉快的氛圍中觀察地理現(xiàn)象、分析地理元素、內(nèi)化地理知識。這樣的教學(xué)方式可以加深學(xué)生對地理知識的理解與記憶，并提高學(xué)生的動手能力和科研素養(yǎng)[1]。

一、在初中地理教學(xué)中設(shè)計可操作小實驗的重要意義

（一）激發(fā)學(xué)習(xí)興趣

在初中地理課堂中，教師可通過開展可操作小實驗，將原本抽象的地理知識融入生動具體的趣味實驗，讓學(xué)生在觀察實驗現(xiàn)象、動手操作實驗中學(xué)習(xí)地理知識。這種教學(xué)方式具有直觀性和形象性，能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生在輕松愉快的氛圍中學(xué)習(xí)地理知識，感受地理魅力。

（二）強(qiáng)化實踐技能

以可操作小實驗為載體的初中地理課堂可以有效鍛煉學(xué)生的動手能力，強(qiáng)化學(xué)生的實踐技能。在實驗中，學(xué)生需要熟練掌握地理知識，學(xué)會在具體的實驗操作中運用理論知識，并獨立完成動手操作、觀察現(xiàn)象、分析原因等一系列實驗流程。開展以實踐為導(dǎo)向的地理教學(xué)活動，可以深化學(xué)生對地理知識的理解，提高學(xué)生解決地理實際問題的能力。

（三）實現(xiàn)個性教學(xué)

在可操作小實驗中，學(xué)生可根據(jù)自己的興趣、能力和學(xué)習(xí)水平參與某個實驗環(huán)節(jié)，并在適合自己的實驗活動中學(xué)習(xí)地理知識。教師也可根據(jù)學(xué)生的具體表現(xiàn)，靈活調(diào)整實驗內(nèi)容和難度，推動學(xué)生與實驗間的個性化匹配。這種以學(xué)生為中心的教學(xué)模式有助于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)特長和科研素養(yǎng)，有效提高地理課堂的教學(xué)效率，實現(xiàn)個性化教學(xué)的目標(biāo)[2]。

二、初中地理課堂可操作小實驗的設(shè)計策略

（一）結(jié)合生活實際，確定實驗主題

在初中地理課堂中，教師應(yīng)基于課本單元內(nèi)容，將與學(xué)生日常生活息息相關(guān)的地理現(xiàn)象作為切入點，合理設(shè)計實驗主題，從而有效激發(fā)學(xué)生的探索興趣，提高其課堂學(xué)習(xí)的效率。

以人教版初中地理七年級上冊第一章第三節(jié)“地球的運動”的教學(xué)為例。教師可設(shè)計一個以“觀察晝夜長短變化”為主題的可操作小實驗，引導(dǎo)學(xué)生通過觀察日常生活中最為常見的“天黑”和“天亮”現(xiàn)象，思考這一地理現(xiàn)象背后的宏觀原理。在實驗開始前，教師需充分準(zhǔn)備好實驗用品，如生活中常見的地球儀、手電筒以及量角尺等教學(xué)用具。在實驗中，教師需模擬宇宙環(huán)境，關(guān)閉教室窗簾和燈光，從而打造昏暗的實驗環(huán)境。同時，教師可將地球儀放置在講臺上，并將手電筒高舉于地球儀的側(cè)上方，模擬太陽與地球的位置關(guān)系。教師可指引學(xué)生輕輕撥動地球儀，使其球體圍繞著中心軸慢慢旋轉(zhuǎn)，模擬地球的自轉(zhuǎn)。教師可結(jié)合實驗現(xiàn)象，為學(xué)生講解地球自轉(zhuǎn)的相關(guān)知識，比如地球自轉(zhuǎn)的方向與周期、地球自轉(zhuǎn)與晝夜交替的關(guān)系等。借助可操作小實驗，學(xué)生可清晰地觀察地理現(xiàn)象，深刻理解地理現(xiàn)象蘊藏的原理。教師還可以邀請學(xué)生捧起地球儀，并以手電筒為中心進(jìn)行轉(zhuǎn)圈，模擬地球的公轉(zhuǎn)。通過實際操作，學(xué)生發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)厍騼x移動到不同的位置時，太陽直射點的位置會發(fā)生相應(yīng)的變化，這也會影響地球儀上不同區(qū)域晝夜長短的變化：當(dāng)太陽直射點位于赤道時，全球區(qū)域晝夜長短幾乎相等；當(dāng)直射點位于南/北半球時，對應(yīng)半球晝長夜短；當(dāng)直射點位于南/北極時，南/北極會出現(xiàn)極晝/夜的現(xiàn)象。教師可借助這些實驗現(xiàn)象，帶領(lǐng)學(xué)生深入探索地理學(xué)科的奧秘。這種教學(xué)方式可以幫助學(xué)生將抽象的地理知識與具體的現(xiàn)實生活相聯(lián)系，從而加深學(xué)生對地理知識的理解和記憶。

在地理課堂中，選擇與學(xué)生生活密切相關(guān)的地理現(xiàn)象作為實驗主題是開展可操作小實驗設(shè)計的關(guān)鍵。教師可圍繞主題開展實驗，有效幫助學(xué)生理解深奧、抽象的地理知識，借助與生活貼近的實驗內(nèi)容加深學(xué)生對相關(guān)地理知識的記憶，提升教學(xué)效果。

（二）注重跨科融合，擴(kuò)展實驗視角

在設(shè)計地理課堂可操作小實驗教學(xué)時，教師應(yīng)注重跨學(xué)科的融合設(shè)計。通過在地理課堂實驗中融入科學(xué)、物理和數(shù)學(xué)等學(xué)科的元素，讓學(xué)生在動手實踐中從多角度、多層次全面理解地理現(xiàn)象，深入探究其蘊含的原理。這樣的教學(xué)設(shè)計不僅能拓寬學(xué)生的知識視野，還能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識，提高知識遷移能力，有效提高教學(xué)質(zhì)量[3]

以人教版初中地理八年級上冊第三章第三節(jié)“水資源”的教學(xué)為例。該節(jié)課要求學(xué)生掌握地球水資源的分布、利用、循環(huán)和保護(hù)等相關(guān)知識。為了拓寬學(xué)生的學(xué)習(xí)視野，教師設(shè)計“模擬水資源的保護(hù)”這一項融合物理知識和化學(xué)知識的實驗。教師需要提前準(zhǔn)備好實驗用具，如清水、泥水和油污等水體，紗布、活性炭、沙子等過濾材料，pH試紙、濁度計等測試工具。教師需要向?qū)W生介紹本節(jié)小實驗課的主題，即利用上述實驗器具模擬真實的水資源污染和凈化的過程，并觀察和對比不同凈化方法的效果。在保證學(xué)生能夠充分認(rèn)識各項實驗器具的具體作用并正確進(jìn)行實驗操作的前提下，教師可引導(dǎo)學(xué)生開展科學(xué)實驗。首先，教師需要引導(dǎo)學(xué)生模擬水資源的污染過程。例如，學(xué)生在清水中加入適量的泥土或者油污，通過觀察發(fā)現(xiàn)清水由此變得渾濁，并通過試紙檢測發(fā)現(xiàn)pH值也發(fā)生了變化，該過程能夠使學(xué)生直觀了解水質(zhì)污染的過程，并深化對水資源污染問題的認(rèn)識。其次，教師可指導(dǎo)學(xué)生利用過濾裝置進(jìn)行水資源的凈化實驗，第一步需要使用沙子進(jìn)行初步過濾，主要除去水中較大的懸浮物，學(xué)生會發(fā)現(xiàn)過濾后水中漂浮的物質(zhì)明顯減少；第二步則使用紗布進(jìn)行進(jìn)一步過濾，此時水中已無明顯的漂浮物，但水質(zhì)仍較為渾濁，且水面仍存在部分油污；第三步則使用活性炭進(jìn)行最終過濾，最后得到過濾水，其水質(zhì)清澈且無肉眼可見的漂浮物，pH值也較為正常。在實驗過程中，教師可引入物理和化學(xué)知識來解釋水資源凈化的原理，比如沙子和紗布的過濾作用主要是基于物體結(jié)構(gòu)對懸浮物的攔截作用；而活性炭則是利用其多孔結(jié)構(gòu)對污染物起到吸附作用。教師還可以引導(dǎo)學(xué)生探討不同凈化方式的優(yōu)缺點，并探討其在實際應(yīng)用過程中可能遇到的挑戰(zhàn)及解決辦法。如此一來，學(xué)生能夠在實踐中逐漸掌握利用和保護(hù)水資源的知識，增強(qiáng)水資源保護(hù)意識。

在跨學(xué)科可操作小實驗中，學(xué)生能夠從多學(xué)科角度觀察地理現(xiàn)象，分析產(chǎn)生原理。這樣的學(xué)習(xí)過程能夠使學(xué)生全面理解地理知識、拓寬地理學(xué)習(xí)視野，促進(jìn)學(xué)生的創(chuàng)新思維和跨學(xué)科綜合素養(yǎng)的發(fā)展[4]。

（三）融入信息技術(shù)，豐富實驗形式

在設(shè)計初中課堂可操作小實驗時，教師可借助虛擬現(xiàn)實、地理信息系統(tǒng)（GIS）等信息技術(shù)手段，設(shè)計數(shù)字化、信息化的地理實驗，讓學(xué)生在虛擬現(xiàn)實的環(huán)境中觀察地質(zhì)現(xiàn)象，深入探究地理原理。這樣的實驗設(shè)計能夠豐富實驗形式，增強(qiáng)實驗的趣味性和時效性。

以人教版初中地理七年級上冊第三章第三節(jié)“海陸的變遷”的教學(xué)為例。該節(jié)課主要介紹地殼運動、板塊構(gòu)造、海平面變化等海陸變遷的地理過程，學(xué)生往往難以通過閱讀教材或習(xí)題訓(xùn)練真正地理解與掌握該部分知識。對此，教師可融入信息技術(shù)，設(shè)計可操作小實驗“模擬海陸變遷過程”。具體而言，教師可在計算機(jī)教室實施地理課程教學(xué)，并提前在電腦上安裝好所需軟件，如地理信息系統(tǒng)（GIS）軟件等，這一軟件可以將相關(guān)地理數(shù)據(jù)整合到地圖中，以便開展可視化操作。針對該軟件的使用，教師需要發(fā)揮講解和引導(dǎo)作用，幫助學(xué)生迅速熟悉軟件的基本功能和操作流程，并利用GIS軟件繪制地球表面的初始狀態(tài)，清晰繪制各大洲、大洋的形狀并將其放置在正確的位置。地殼的抬升和沉降、板塊的碰撞和分離、海平面的上升和下降等自然現(xiàn)象均需要耗費相當(dāng)漫長的時間來完成，而數(shù)據(jù)軟件的合理使用能夠?qū)⑦@些過程在短時間內(nèi)呈現(xiàn)出來。學(xué)生需將不同階段各個大洋和大陸所處位置及各自的大小和形狀的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)導(dǎo)入軟件，在軟件的演示頁面通過簡單地點擊相關(guān)控制按鈕，清晰地觀察到各大陸板塊的運動以及海平面的升降現(xiàn)象。學(xué)生還可以自定義觀察的角度或時段，以多層次、分階段地觀察海陸變遷的歷程。如此一來，學(xué)生通過直觀地觀察海陸變遷的具體過程，進(jìn)一步加深對大陸變遷理論知識的理解和記憶，感知海陸變遷的復(fù)雜性和動態(tài)性。

在初中地理可操作小實驗課堂中融入信息技術(shù)，是創(chuàng)新教學(xué)方式、豐富課堂形式的有效手段，有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，加深其對地理知識的理解。通過信息技術(shù)手段的合理使用，學(xué)生能夠在虛擬環(huán)境中直接觀察地質(zhì)現(xiàn)象，在深刻感受信息技術(shù)為學(xué)習(xí)和生活帶來便利的同時，領(lǐng)會地理學(xué)科的魅力。

（四）主動評價反饋，促進(jìn)實驗改進(jìn)

評價反饋機(jī)制的設(shè)計是保證基于可操作小實驗的初中地理課堂教學(xué)模式可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。通過實施主動評價反饋機(jī)制，教師能夠及時了解學(xué)生在實驗過程中的優(yōu)秀表現(xiàn)及不足之處，并有針對性地調(diào)整實驗方案，優(yōu)化教學(xué)設(shè)計，促進(jìn)實驗的持續(xù)改進(jìn)，從而不斷提升實驗的成效，形成良好的教學(xué)循環(huán)。

以人教版初中地理八年級上冊第二章第二節(jié)“氣候”的教學(xué)為例。該節(jié)課要求學(xué)生掌握氣候類型、氣候特點、氣候影響因素及氣候變化等內(nèi)容。為了幫助學(xué)生深入理解這些復(fù)雜的氣候現(xiàn)象，教師設(shè)計可操作小實驗“模擬氣候變化”，并引入主動評價反饋機(jī)制。具體而言，教師將學(xué)生分為若干組，每組選擇一個氣候類型進(jìn)行模擬實驗，學(xué)生需要根據(jù)所選氣候類型的特點，調(diào)整對應(yīng)氣候箱內(nèi)的溫度、濕度和光照強(qiáng)度等參數(shù)，并利用溫度計、濕度計、光照強(qiáng)度計等觀察記錄氣候箱內(nèi)的變化。為了實施主動反饋機(jī)制，教師可在實驗環(huán)節(jié)中設(shè)置若干個評價節(jié)點，學(xué)生在實驗的過程中需要時刻回憶反思自身對于地理知識的使用、實驗器具的操作等方面的表現(xiàn)，觀察小組內(nèi)其他成員的表現(xiàn)，并在每個節(jié)點進(jìn)行自我評價和同伴評價。例如，有的小組選擇模擬溫帶季風(fēng)氣候，由于溫帶季風(fēng)氣候與溫帶大陸性氣候的氣候特點較為相似，該組學(xué)生將溫帶季風(fēng)氣候“夏季高溫多雨，冬季寒冷干燥”的特點記成“冬冷夏熱，降水稀少”，導(dǎo)致氣候箱內(nèi)的濕度數(shù)據(jù)不達(dá)標(biāo)。該組學(xué)生通過逆向推理發(fā)現(xiàn)這一錯誤，并在自我評價環(huán)節(jié)進(jìn)行深刻反思。此外，教師可引導(dǎo)學(xué)生對其他小組在氣候特征理解情況、實驗操作規(guī)范性等方面進(jìn)行互評，從而使各小組及時發(fā)現(xiàn)自身的問題，推動實驗過程的持續(xù)優(yōu)化。需要注意的是，教師應(yīng)充分發(fā)揮引導(dǎo)的作用，及時解決學(xué)生在實驗中遇到的困難，在學(xué)生的實驗結(jié)果與課本理論存在偏差時，帶領(lǐng)學(xué)生回顧實驗過程，尋找學(xué)生實驗操作的問題并及時糾正。

在初中地理課堂中實施主動評價反饋機(jī)制是推動可操作小實驗持續(xù)改進(jìn)和優(yōu)化的重要策略。在“實驗操作一評價反饋一優(yōu)化實驗”的良性循環(huán)中，教師能夠從宏觀上把握學(xué)生地理知識的學(xué)習(xí)情況，并及時調(diào)整實驗方案，根據(jù)不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和實驗困惑，指導(dǎo)學(xué)生開展個性化實驗，從而提升教學(xué)效果。

結(jié)語

基于可操作小實驗的初中地理課堂借助一系列生動有趣又具有啟發(fā)性的小實驗，將抽象的地理知識具象化，讓學(xué)生在動手操作、觀察記錄、分析總結(jié)的過程中深入剖析地理現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，深刻記憶地理知識、熟練運用地理技能，提升學(xué)生的觀察分析能力、解決問題能力、團(tuán)結(jié)合作意識等綜合素養(yǎng)。這樣的教學(xué)策略能為學(xué)生的全面發(fā)展打下堅實的基礎(chǔ)，是提升地理課堂質(zhì)量的創(chuàng)新實踐。

【參考文獻(xiàn)】

[1]吳昊杰，胡晨萱，陳永金，等.探究與實驗交互的混合教學(xué)模式設(shè)計：以初中地理（湘教版）“認(rèn)識地球”為例[J].科學(xué)咨詢，2024（16）：201-204

[2」劉雪俠.初中地理課堂“可操作小實驗”的實踐意義與有效設(shè)計［J」.中學(xué)地理教學(xué)參考，2024（13）：61-64.

[3］張延榮．“雙減”背景下初中地理的核心素養(yǎng)及實踐力培養(yǎng)路徑分析［J］.甘肅教育研究，2024（17）：55-57.

[4」吳鵬.實施地理實驗教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生地理實踐力：以“探究海陸熱力性質(zhì)差異”實驗教學(xué)為例［J].華夏教師，2024（22）：85-87.