高中地理实验教学撷英

杨金国　徐从安

摘要：本文主要从高中地理实验的意义、实验的设计要求、实验课程资源开发的原则以及开发步骤等方面，深化探索高中实验教学的开展。

关键词：实验设计；实验课程资源开发；高中地理

？誗推广高中地理课内实验的意义

地理学科是一门兼有自然科学和社会科学的综合性学科。从自然科学发展历史看，自然科学历来注重实验，可以说没有实验就没有自然科学。从科学教育实践看，实验教学也是自然科学教育不可缺少的重要组成部分，它对学生了解科学发展、有效掌握科学知识，培养科学实验兴趣和能力，形成科学态度和科学行为方式，都具有不可替代的价值。地理实验能够激发学生地理学习兴趣，调动学习积极性和主动性，强化学生的环境意识；地理实验还可以形成学生的科学态度，合作意识和正确的审美观念，以及培养感受美、鉴赏美、创造美的能力。地理新教材相对于旧教材有其最大的亮点，即“活动探究”板块有很多内容需要地理实验，它要求学生不能单把目光局限在课本和课堂，而要转向大自然。“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，使学生真正从传统的教学模式中走出来，自己主动求索求知，发展学生的思维能力和创新能力，培养学生科学的研究意识和方法，提高学生综合地理素养，以适应当今社会发展变化对人才的需求。

？誗高中地理课内实验的设计要求

1.简易可操作性

实验设计应从实际出发，针对教学中的重难点和关键点，用简易而预期效果好的器材做实验，难度不宜过大，不能为了做实验而设计一些高难度的复杂实验，以免画蛇添足、弄巧成拙。地理实验教学一般没有现成的实验器材，大多需通过教师自己准备或发动学生搜集，因此实验力求简单。建议地理实验教学使用符合国家规定的实验器材和材料，既有利于安全，又可充分发挥实验的作用。

例如，讲授地球运动产生偏向力时，可设计如下演示实验，以证明地转偏向力的存在。将地球仪北极点向上，在球面上滴适量的墨滴，然后模拟地球自转方向进行旋转，让学生观察并描述墨滴流痕的偏转方向；再将虚拟南极点向上，重复以上步骤，但旋转方向与以上步骤相反。实验结论：通过本实验可证明地球表面的物体在做水平运动时，运动方向发生偏转，在北半球向右偏转，在南半球向左偏转。

2.鲜明针对性

实验是人们认识世界和改造世界的一种重要手段，也是进行直观教学提供感性认知，发展学生科学思维的基本途径。地理科学与物理、化学等自然科学相比具有自身特性，地理事物和规律更多无法通过实验手段再现，因而在地理教学过程中应针对性地选择那些通过地理实验能够更直观、更有效的理解和掌握的地理知识内容进行实验，多从生活和身边现象中提出有价值的问题进行观察研究。

例如，河流堆积地貌的形成。可用一杯颗粒不均的细沙、一本书、一张白纸等器材，先将白纸平铺在桌面上；将书本打开并倾斜放于桌面；再将细沙自书本的中缝从高处向下缓缓倾倒；观察在白纸上形成的堆积体的外形特点。可以观察到堆积地貌呈现扇形的特点，颗粒大的分布在最外缘。

3.启发性和探究性

地理实验设计应关注学生的学习过程和体验，并在实验过程与分析以及实验结论推论中注重启发学生观察与思考、分析与判断，将培养学生的动手能力落到实处。既要选择合适的实验器材和材料，又要考虑引导学生在实验中去发现问题、分析问题和解决问题，在探究的过程中获取知识、强化技能和培养能力，特别是学生创造力的培养。

例如，昼夜长短的变化。其目的是让学生观察昼夜长短和极昼极夜变化，以动态效果激发学生想象力。可以一张圆形硬纸，画上赤道、南北回归线、南北极圈，另一张黑卡纸剪成半圆形代表黑夜，覆盖在底盘，另剪一段细条、红卡纸与黑卡纸保持垂直，中间用一颗铁丁固定卡纸，铁丁固定在一底盘上。先由教师牵动细条、红卡纸，演示太阳直射点不断南北移动，导致晨昏圈摆动（太阳光线与晨昏线始终保持垂直关系），晨昏圈切割纬线，造成昼弧和夜弧长短发生变化；教师要重点演示春秋分日、夏至日和冬至日晨昏圈的位置关系；分四个节气段（如表1）演示；学生根据演示实验填表1，并得出结论。

1.理论教学与实验活动协调一致的原则

现代中学地理教育的主要目标是引导学生开阔国际视野，关注各种地理问题，弘扬科学和人文精神，培养创新意识和实践能力。注意用课堂阐明的地理理论，指导学生地理探索活动，引导学生转化学习地理动机。以学生亲历的实践知识，丰富和深化课堂地理学习内容，从而有力地促进课堂教学进行。如“正午太阳高度计算”是高中地理的一个难点，为加深学生对此内容理解，在学校校本选修课中设计“利用正午太阳光线测算某地纬度”的实验活动。在实验活动中，学生集思广益，用不同工具、在不同地点测得当地的正午太阳高度和纬度。通过此活动不仅可化解难点，学生也体会到真正的学有所用。

2.探究性与可行性紧密结合的原则

苏霍姆林斯基说过：“在人的心灵深处，总有一种根深蒂固的需要，这就是希望自己是一个发现者、研究者、探究者。”地理实验课程资源的设计应突出“为学生创造条件，培养学生的独立性和自主性，引导学生质疑、调查、探究，使地理学习成为在教师指导下主动的、有个性的、合作的探究过程。”实验设计强调“小”（活动时间短）、“实”（可行有实效）、“动”（DIY）、“新”（新颖时代性）、“趣”（科学的理趣），重在启发学生思维，鼓励他们努力探索相关问题各要素内在联系与逻辑魅力。在此基础上，兼顾到量力而行。如“模拟火山喷发”实验设计时，最初选用的化学药品反应比较剧烈，存在一定的安全隐患，考虑到学生的安全，最后选取了反应稍弱的化学药品替代。

3.学科间相互融合的原则

地理学科的综合性与区域性特点，决定了地理实验的设计要兼顾诸学科的关系。在设计某一实验时，一方面注意揭示地理环境各要素间的内在联系、相互依存的辩证关系，另外还要运用其它学科的知识，使其有机融合、相互渗透。此类实验内容有利于培养学生多角度、全方位解决问题的能力。

高中地理实验课程资源开发的步骤

根据地理实验课程资源开发的原则，笔者认为地理实验课的开发可以按照以下步骤进行。

1.地理实验主题的确定

（1）根据课程标准确定。课程标准在教学过程中处于核心地位，《普通高中地理课程标准（实验）》中，内容标准由标准和活动建议组成，其中对地理实验提出了一些要求，如“西北地区荒漠化形成的自然原因”，根据课标要求，以西北地区为例，分析荒漠化发生的原因，而学生对西北地区环境没有直观的认识，可以用地理实验模拟形式探讨荒漠化发生的自然原因。

（2）根据教材内容确定。教材是课程实施的重要资源，需要根据教材内容特点确定实验主题。人教版必修一“大规模的海水运动”中，对盛行风作用下形成的洋流，通过模拟实验的形成，会让学生更直观有效地认识在盛行风作用下海水的运动状况，所以根据教材内容也是确定地理实验主题的重要依据。

（3）根据学习状况确定。学生的年龄特点、心理能力、思维能力、已有的知识水平都会影响他们对实验的操作能力、对问题的探究和解决能力，所以需要根据学生特点确定主题。

（4）根据乡土地理环境确定。地理实验中的观测类、考察类离不开本地的地理环境，可以选择乡土案例作为地理实验的主题，既可以使地理学科知识与实际生活相联系，也可以将地理实验建立在学生能够切实体验和感悟的基础上，使地理实验项目的开发具有明显的地域性特征。

2.选择地理实验器材

确定地理实验主题后，选择实验器材甚为重要。选择器材要尽可能与生活密切联系，是平时在生活中能够较易找到的，以提高实验实施的可能性。地理实验器材可以分为三类：一类是生活中容易找到的：如测量正午太阳高度角时需要使用的竹竿或标杆、皮尺，甚至是一支铅笔等；一类是专业观测仪器：如观测太阳黑子、卫星时需要使用的天文望远镜等；第三类是一些化学药品：如模拟火山喷发所使用的铝箔、重铬酸铵粉等。

3.设计地理实验方案

地理实验设计成功与否取决于通过实验教学是否达到事先预定的教学目标。地理实验方案是整个地理实验实施的总体设计，一般需要满足以下要求：实验目的明确，科学性强；实验现象明显；突出原理、操作简单；形式多样，适合探究。在实验方案中应包括：实验目标、实验器材、实验时间与地点等选择、实验步骤、实验中需要的数据、资料表、实验中的注意事项等。同样一个地理实验主题，可以设计出多个地理实验方案。如“无锡正午太阳高度角的测定”，由于器材、思路的差异，会有多种方案，但是其中蕴含的地理原理相同。地理实验方案设计是一个集思广益、合作探究的过程，不妨与他人合作，综合多个实验方案后加以改进，选择最简便、最适合的实验方案。

4.进行地理实验操作

在指导学生进行地理实验操作时，首先要注意学生安全问题，如一些化学药品的使用；野外考察时的交通、人身安全等。其次要及时地利用各种问题引导学生进行观察和思考；再次对于学生实验中出现突发现象或者实验效果与预期不符时，应及时引导学生分析问题产生原因，如何修改实验方案以解决问题，这样即使实验不成功，也能培养学生的学习毅力、创新思维与创新能力。

5.评价地理实验方案

实验结束后，可对实验操作过程中存在的优点与不足、问题与结果进行反思，分析其中的原因，与教学目标达成度加以对比，也要对实验的科学性、可行性、器材选择和实验功能等多个方面进行评估，为实验方案的改进提出更多建议。针对地理实验方案评价环节中出现的问题与不足，找出原因，思考对策，对实验方案进行改进和完善。一个地理实验项目的开发需要不断地反思、调整与完善，不可能一蹴而就。

（江苏省无锡市第一中学 徐从安）