新课程下提高地理实验教学有效性的探讨

浙江省温州中学 （325014） 雷鸣

新课程下提高地理实验教学有效性的探讨

浙江省温州中学 （325014） 雷鸣

一、地理实验教学的内涵

地理实验教学是指利用地理实验器材，创设特定的“实验环境”，采用演示手段，将跨越一定时空的地理过程（地理现象）变得可以接触与感知，从而获得和验证地理知识的一种教学方法。

地理实验教学以实验活动为主要展开形式，强调学生的亲身经历，要求学生积极参与到实验活动中去，在“做”“观察”“思考”“归纳”“推理”“探究”“体验”和“创作”等一系列的活动中发现问题、解决问题，体验和感受生活中的地理，增强实践能力和创新能力。地理实验教学在地理知识教育、技能教育、能力教育、情感态度和价值观教育等方面发挥着重要作用。

根据地理学科特点和高中地理教学内容，地理实验的空间不能仅仅局限于教室或实验室，需扩展到家庭、社会；地理实验的内容不能仅仅拘泥于教材，需与现实生活相结合；地理实验的形式不能仅仅满足于课堂的演示，还需延伸至野外观测、社会调查、地理小制作等。

二、新课程对地理实验教学的要求

达·芬奇有句名言：“实验是科学知识的来源，智慧是实验的女儿。”受传统教育观念的影响，我国中学地理教育长期忽视实验教学。多年来，由于高中地理属于基础教育中的“文科”类，因此地理教学就更加远离“实验”了。2003年教育部颁布的《普通高中课程方案（实验）》将地理学科划归为“人文与社会”和“科学”两个学习领域，这就为地理学科实施科学实验提供了充分的依据。“科学”学习领域的其它学科，即物理、化学、生物在实验教学方面已有很大突破，只有地理学科在此方面还很薄弱，还不能体现科学学科的教学特色。新课程力求改变以知识传输为主的教学方式，要求以创新精神和实践能力为重点，建立新的教学方式。实验教学因其实践性、探究性强，是培养学生地理素养的良好途径，必将成为地理新课程实施中的重要教学手段。

《普通高中地理课程标准（实验）》（以下简称新课标）在基本理念、课程目标、内容标准等方面对实验教学首次提出了明确的要求。新课标在基本理念方面提出“倡导自主学习、合作学习和探究学习，开展地理观测、地理考察、地理实验、地理调查和地理专题研究等实践活动” 。新课标在课程目标的“知识与技能”方面要求“学会独立或合作进行地理观测、地理实验、地理调查”。新课标的内容标准在“活动建议”中则多处提出开展地理实验的建议。例如，“有条件的学校，可对水井进行定点、定时观测，记录水位、水色等变化情况，并分析其变化规律和主要原因。”“针对本地经常发生的自然灾害，成立课外监测小组，制定计划，开展活动。”等等。毋庸置疑，开展地理实验教学是落实新课标基本理念，达到新课程目标的一种重要的教学方法。因此，高中新课程背景下的地理课必须重视地理实验教学。

三、提高地理实验教学有效性的基本策略

1．精选实验内容，彰显实验教学的价值

“重视对地理问题的探究”是新课程的基本理念之一，而实验教学是落实这一基本理念的重要载体，地理教师应树立重视地理实验的教学观念。实验内容是实施实验教学的客体，教学中要做到实验内容的精选，才能充分体现地理实验教学的应有价值。

精选实验内容一般要考虑以下几个方面：

（1）实验内容应具备实验特质。实验教学是中学地理教学中的一种教学方式，教师不能过分夸大实验的功能，为了实验而实验。有许多地理原理和规律并不能通过实验的手段得以再现，因此在地理实验内容的选择中要有针对性。不具备实验特质的实验在课堂教学实施中可能成为“魔术表演”，昙花一现，只见现象，得不出科学的实验结论，或只是“讲”实验，华而不实，最终不能彰显实验的应有价值，也无法促进学生能力的发展。同时，对容易理解的内容也应减少实验或不做实验，避免为追求实验形式，将简单的问题复杂化，影响教学效果。

（2）实验内容应符合学生实际。实验教学的主体是学生，这就要求教师充分考虑实验内容与学生已有经验、知识之间的关系，尽量选择贴近学生生活实际的内容。例如，教学“风力作用”时，有些教师利用电动吹风机和大小不一的砂粒进行模拟演示，通过观察得出：“风力越大，搬运作用越强”、“颗粒大的在下层，颗粒小的在上层”的实验结论。就高中生的生活经验而言，这个结论是一个已知的常识，教学中没有必要进行实验演示，否则会使教学过程变得累赘，既浪费时间，又缺失实验价值。

（3）实验内容应有利于教学重难点的突破。例如，在“大气受热过程”（湘教版）这部分内容中，“大气的保温作用”是教学的重点和难点。新课标的内容标准在“活动建议”中也提出地理实验的建议之一：“利用身边可以找到的材料（如透明塑料袋、塑料薄膜、玻璃瓶等）和温度计，做一次模拟大气温室效应的小实验”。如果根据新课标的“活动建议”设置一个实验应用到教学中，将有利于教学重点和难点的突破，会收到较好的教学效果。实验教学过程设计如下：

【实验器材】1个较大的白色矿泉水空瓶、2支温度计、2个玻璃盘、1把剪刀、1块手表、少许土壤。

【实验步骤】（学生在课外完成）

① 将少许土壤分别放入两个玻璃盘内，把两个温度计编号为A、B，并分别放在玻璃盘上。

② 用剪刀将白色矿泉水空瓶拦腰剪断，然后倒扣在放置着温度计A的玻璃盘上，制成模拟的微型温室（放置着温度计B的玻璃盘上没有任何遮盖物）。

③ 将两个装置放在室外的阳光下，并确保两支温度计接受同样的阳光照射。

④ 每隔1小时观察一次温度计，并做好温度记录。

⑤ 分析实验获得的数据，得出实验结论。

【实验应用】（在课堂内实施）

① 在教师组织、指导下，学生交流实验成果，并达成共识。

② 将实验结论迁移应用到“大气受热过程”教学中。

③ 举例并解释该实验模拟的原理在实际生产过程中的具体应用，如“大棚农业”。

（4）实验内容应围绕新课标的要求。高中科目多，学生学习非常紧张，应把有限的时间用在学习的“刀刃”上。超越新课标要求的学习，将有加重学生学习负担之嫌，一切游离在教学目标之外的实验教学也是徒劳的。例如，“地球的宇宙环境” （湘教版）这一节内容，新课标的要求是“描述地球所处的宇宙环境，运用资料说明地球是太阳系中一颗既普通又特殊的行星”。有些教师设置了“观察月相”的实验，这显然超出了新课标的要求。再说，在初中《科学》（浙江省初中课程）教学中大多学生做过该实验，因而学生兴趣不高，同时也弱化了实验的价值。

2．精心设计实验方案，提高实验教学的效益

实验方案是实施实验教学的载体，在一定程度上关系到实验能否正常开展，直接影响实验教学的效益。教师在设计实验方案时，一般需要考虑以下几个方面：

（1）加强实验目标定位。教师要研究所设计的实验与教学目标的关系，对实验目标作出正确的定位，并做到目标具体、可操作性强。如落实什么知识，培养何种能力或技能，学会何种方法，达到怎样的情感体验，达成怎样的地理观念等。

（2）选择恰当的实验类型。中学地理教育界对地理实验的分类方法很多。本文从所创设的“实验环境”与客观现实的地理环境之间的关系出发，将地理实验分为四种类型：模拟地理实验、模型地理实验、原型地理实验、虚拟地理实验。不同类型的实验，其功能和特点是有差异的，教师要针对教学内容，本着“没有最好，只有更好”的原则，恰当选择实验类型。

（3）优化实验操作各个环节。教师要研究实验操作各个环节的科学性和可行性，使实验的实施能揭示地理现象以及地理原理或规律，防止学生对知识的生成产生负迁移。同时要经教师的反复操作不断细化，达到学生易于操作为止。

3．重视实验动态生成，实现精彩与创新共舞

动态生成是新课程倡导的教学理念之一。课堂动态生成是指在课堂教学过程中师生之间的交流、生生之间的合作与交流时，即时出现的超出教师预设方案的新问题、新情况，是课堂教学过程中的一种重要教学资源，它的价值体现与教师的处理方式密切相关。

地理实验实施过程是一个复杂的动态变化过程，教师要以极大的热情关注学生在实验活动过程中的表现和反馈，善于捕捉随时可能出现的有价值的动态生成性资源，及时进行课堂“现场设计”，将动态生成的资源巧妙运用于教学活动之中，使课堂生成意外的精彩。例如，在演示“地表水平运动物体方向的偏转”实验时，有学生提出：“将水流方向改为从雨伞的边缘一侧流向雨伞顶部怎么样？把雨伞翻过来，水流在雨伞内侧流动怎么样？若模拟赤道上的水平运动物体的偏转该怎样演示？”等问题。此时，教师可以及时调整教学预设，引导鼓励学生针对以上问题继续实验，深入探究，并在班级上交流实验成果，这样既满足学生的求知欲望，提高学习地理的兴趣，又能培养学生的创新思维能力。

4．强化实验结论迁移，提升学生解决地理问题的能力

实验结论的迁移是地理实验教学的关键。地理实验教学的目的是通过实验演示地理过程和现象，揭示地理原理和规律，从而提升学生解决地理问题的能力。因此，在地理实验教学的实施过程中要强化这一教学环节。由于不同类型的实验，其“实验环境”的特征存在差异，教学中实施实验迁移的着力点应有所不同。

（1）模拟地理实验的“实验环境”是一个具有特定自然地理环境特征的模拟环境；虚拟地理实验的“实验环境”是用计算机软件对客观地理环境进行虚拟重构而成的。因此，在这两种“实验环境”下得出的实验结论，都应着重实现还原迁移，从而使学生真正掌握解决实际地理问题的能力。例如，在模拟实验“地表水平运动物体方向的偏转”的教学中，引导学生用实验结论解决实际问题：①长江下游南岸的河水为何一般比北岸深？②请你推测：若干年后，位于长江口的崇明岛可能会与哪岸（南岸或北岸）连接起来？③请你举实例说明水平运动物体的偏向现象。

（2）模型地理实验的“实验环境”是利用实物或标本构建而成的微型现实地理环境——模型。因此在这种“实验环境”下得出的实验结论，应着重进行类比迁移，实现触类旁通。例如，探究自然地理环境要素相互作用的“土壤侵蚀”模拟实验，实验演示完成之后，教师可以进一步引导学生合作探究“山麓洪积扇的形成”。

（3）原型地理实验的“实验环境”是现实地理环境中某一代表性的区域。因此在这种“实验环境”下得出的实验结论，应着重进行应用迁移，从而达到举一反三的效果。例如，“冷锋影响下的天气特征”原型实验教学中，进行实验迁移时，可以采用小组合作形式讨论系列问题：①学生结合生活体验，描述冷锋影响下的天气特征；②探究暖锋影响下的天气特征；③比较冷锋和暖锋影响下的天气特征异同点。

5．完善实验过程评价，促进实验教学的增值

新课程下的评价，注重评价的发展性、多元化，以及过程性与终结性相结合的原则。评价活动要与实际教学过程结合，追求地理教学的思维能力培养，注重教学过程中的多元评价。通过对评价资料的分析，发现问题，修正教学，促进教学质量的提高，实现有效教学。因此，完善地理教学评价是实现有效教学的保证。在地理实验教学中，教师要高度重视评价，特别是要注重对学生的学习过程的评价，而且不断完善实验过程的评价方式（如建立地理实验实施过程中学生活动质量评价标准，见下表），提高评价的有效性，促进实验教学的增值。

地理实验实施过程中学生活动质量评价表