高中地理模拟实验的开发步骤及原则

王丽端

摘要：地理科学是研究地理环境的科学，是一门实践性很强的学科，地理环境就是地理“实验室”。但受到种种因素的限制，我们的课堂很难让学生身临其境去观察某些复杂的自然现象，从而探索其自然规律，因此，通过模型来模拟研究对象进行实验，可以在一定程度上模仿某一事物的发生或再现过程，从而让学生通过实验来认识自然现象、自然性质、自然规律。我国当前对于模拟实验的研究主要是以理论为主，而对于具体的地理实验教学设计和实施方案研究则较少，因此，探讨高中地理模拟实验的开发步骤十分必要，并希望借此开发出更多更优秀的模拟实验课例，来为高中地理实验教学工作添彩润色。

关键词：模拟实验；开发步骤；原则

根据地理实验开发所依据的理论，结合对前人地理实验项目分析和笔者自身参与开发的地理实验项目的经验总结，笔者认为一般地理实验项目开发步骤为：

一、确定地理实验内容和主题

确定地理实验主题指的是如何确定地理实验题目，解决的是做什么地理实验的问题。一般来说，可以根据地理课程标准的内容标准和教材的教学内容、学生的学习情况综合考虑。

就高中教学而言，必修一主要涉及自然地理的内容，包括地理学科的基础知识原理和规律，这部分内容大多比较抽象，是高中自然地理中的重点及难点，需要学生拥有较强的空间思维能力，这部分内容也是学生进行区域特征及成因分析的基本方法和技能，对高三文科生理解、分析高考题至关重要。而必修一的内容学生在升入高中的第一学期就要进行学习，高一新生受年龄和认识水平影响，学生的空间思维能力和分析推理事物的能力较弱，同时，学生在初中阶段对自然地理部分知识只进行了简单的学习，地理基础较薄弱，因此，学习起来存在着一定的困难。根据地理必修一的教材内容和学生的实际状况，笔者认为必修一（高中自然地理）部分采用模拟实验更为必要。经过笔者和课题组成员的共同研究，已经确定的模拟实验的主题主要有太阳直射点的回归运动，昼夜交替，昼夜长短变化，热力环流，锋面的形成，洋流的形成，山地的形成，河流地貌的发育，地转偏向力，通过教具制作和课堂中模拟实验的实施，这些模拟实验已基本成熟。

二、确定实验目标

确定实验目标是指通过模拟实验的开发使学生预期达到的各种目标，解决的是为什么做地理实验的问题。地理实验教学具有综合性、开放性和实践性，学生通过地理模拟实验，不仅能获得地理知识，学会地理思维和方法，还能发展各种地理能力，形成正确的情感、态度和价值观，因此，地理模拟实验目标的确定应该是三维目标相结合。在知识目标的确定上，应该强调感受、体验、理解和应用；在技能目标上，强调动手操作能力、观察、推理能力；在过程与方法目标上，强调在教师的引导下，以学生的自主学习和合作探究过程为主。同时注重地理观察法、问卷调查法、收集资料法、演示法等方法；在情感、态度、价值观目标上，应该强调在“体验”中学习，不仅要学习地理理论知识，还要学习地理科学思想与方法，培养地理实验观念，逐步确立地理实验的思想

三、准备地理实验器材

在地理实验器材的选择上，应该把握好一点：所选取的材料要经济、简单、环保、易得到。地理实验的很多材料是可以替代的，而且与生活息息相关，都是生活中经常应用、可见到的东西。比如课题组在开发山地的形成模型中，选用了多层厚度约2.5厘米的海绵，将其剖面涂上不同颜色来代表不同岩层；在开发河流地貌的发育实验时，选用了小石子、粗砂、细砂、黏土来代表山谷中的沉积物；在模拟太阳直射点的回归运动实验时，采用了铁丝作为太阳的直射光线；在模拟热力环流时，运用到了冰块、热水袋、纸箱、卫生香、打火机等器材；在开发地砖偏向力的实验时，用到了墨水、雨伞。这些材料经济实用，安全环保，将其合理科学运用，简单明了的模拟出了课本中较复杂的地理现象，从而诠释了地理原理。

四、制定地理模拟实验开发方案

地理实验方案是对地理实验的总体设计，在设计的过程中要突出原理，操作简便，同时要求实验现象要明显，适合探究。例如在设计山地的形成模型时，利用多层海绵来模拟岩层，通过对海绵施加水平方向上的挤压力，发现海绵有向上隆起的部分，也有向下弯曲的部分，以此来模拟岩层在强大的水平挤压力的作用下，出现的向上隆起的部分（背斜）和向下弯曲的部分（向斜）的地质构造现象；通过加大挤压力，发现海绵隆起的顶部出现缺口，说明背斜顶部受张力岩层易破碎的现象；将海绵隆起的部分中部用课本遮挡，根据岩层下老上新的原理，就可引导学生得出背斜中间新，两翼老的判断方法。此种设计科学性较强，同时可见度大，操作简便，能够较透彻的诠释背斜和向斜的形成原理和判断方法，因此比较实用。与此同时，地理实验方案的设计如同一题多解一样，具有多样性，在开发的过程中要集思广益，合作探究，从多种方案中选取最恰当的方案。

五、进行实验开发，制作教具

依据制定好的地理模拟实验开发方案，借助选取的实验材料来进行教具制作。

在教具制作的过程中，尽可能使复杂的问题清晰化，使教具能够替代课本中的静态图或单一的文字而更直观、形象的将书中的原理展现出来。如在制作太阳直射点的回归运动教具时，学生对黄道平面的空间感知能力较弱，则采用了硬纸板将黄道平面和赤道平面分别在地球仪表面表示出来，这样黄赤交角就清晰地出现在了学生面前。在模拟褶皱山的形成过程中，将海绵涂上不同的颜色加以区分，代表不同年龄的岩石，那么在岩层新老关系的判断上就能根据不同颜色岩层从中心（外围）到外围（中心）出现的次序来判断是背斜还是向斜。总之，在制作教具时要使教具能够更形象、动态地展示书本中静态的、抽象的图片或文字。

六、进行模拟实验操作

按照设计好的地理实验方案进行操作。注意在课堂中操作实验时，教师要提前设计好各种问题来引导学生观察和思考，尤其是对于难点内容要放慢演示过程，使学生深入观察反复思考，必要时需要多次重复实验关键环节，让学生从演示过程中自己得出结论，最后教师针对性的进行点拨。总之，通过对地理模拟实验的观察，要使学生对地理中的抽象问题由感性认识上升到理性认识。

七、评价模拟实验方案

模拟实验操作完成后，要对实验过程和结果进行及时反思，对实验方案的科学性、功能性、可操作性及问题的设计、实验进行的逻辑性进行评估，找出其优点与不足，分析原因，同时对实验班的学生和学科组内其他同行进行问卷调查，为下一步改进提出实质性建议。

八、修改地理模拟实验方案

地理实验方案的设计是个动态的过程，只有实施过后才能更有效地发现其中存在的问题。要想设计出一份优质的模拟实验活动，就要对地理实验方案的设计过程进行不断的调整，根据上步地理实验方案的评估结果和建议对地理实验方案不断进行修改和完善。

总之，高中地理模拟实验的开发是一个逻辑性强，严密的过程，从实验主题的确定到实验教具的制作再到实验过程的实施，直至最终的实验评价及修改每个环节都需要反复推敲、推理和验证才能得以实现。这就需要在开发地理模拟实验时遵循一定的原则：科学性，典型性，可接受性，可操作性，活动性和探究性，使开发出来的模拟实验有理有据，有代表性，同时简便易操作，使学生在模拟实验的课堂上更容易接受抽象的地理知识，同时锻炼学生的动手能力、观察能力和合作探究能力，培养他们的地理实验观念和地理素养。

参考文献：

[1]张瑞英.高中地理实验内容及其教学设计.【D】.内蒙古师范大学.2007.

[2]姚睿.基于体验学习的高中自然地理实验教学研究.【D】.云南师范大学.2015.

[3]顾娟：地理实验教学初探；中小学实验与装备；2006年6期

基金项目：2015年度河南省基础教育教学研究项目《高中地理教学模拟实验的行动研究》 JCJYC151212002