让地理核心素养在实验中自然生成——以“热力环流”的教学为例

●南京市雨花台中学 吕 璐

“热力环流”是人教版普通高中课程标准实验教科书地理必修1中的内容。这节课的内容要求为：运用示意图等，说明热力环流的原理，并解释相关现象。示意图是静态的，如何让课堂讲授变得生动起来呢？热力环流现象虽来源于生活，但是空气的流动是看不见也摸不着的。如何让学生直观地体验热力环流现象呢？笔者认为，利用实验，不仅可以让学生在真实的情境中观察和感悟地理现象，从而实现课程的内容要求，还可以让学生在地理实践活动中掌握自主、合作、探究的学习方式，培养学生的地理实践力素养。

一、利用课中实验，观察和感悟热力环流现象，实现课程要求

实验是地理课程重要的学习方法，它能帮助我们更好地掌握热力环流原理。

关于热力环流，教材中的实验是先将一盆热水和一盆冰块分别放置在玻璃缸的两端，再用平整的胶合板或塑料薄膜将玻璃缸上部开口处盖严，然后在胶合板或塑料薄膜的一侧(装冰块的盆上方)开一个小洞，最后，将一束香点燃，放进小洞内。请同学们自己观察烟雾在玻璃缸内是如何飘动的，并绘制出实验示意图。

学生观察实验所得：烟雾首先下沉，然后由冰块所在一侧向热水一侧飘动，并在热水上方继续向上流动，最后，在玻璃缸顶部由热水所在一侧向冰块所在的一侧流动，从而在玻璃缸中形成顺时针流动。

这个实验有一个极大的好处，就是烟雾是可以被看见的，而不像现实生活中的一些热力环流现象，如海陆风、城市与郊区之间的热力环流，还有山谷风，都是看不见的。所以，这个实验不仅活跃了课堂气氛，还让原本静止的示意图动了起来。学生通过直接观察和体验，理解了气温与垂直气流运动的关系，也真正理解了空气受热膨胀上升、冷却收缩下沉的道理，从而掌握了热力环流原理。

二、利用课后实验，探索热力环流在生活中的应用，培养地理实践力素养

普通高中地理课程标准指出，地理课程的基本理念之一是创新培养地理学科核心素养的方式。该理念认为，根据学生地理学科核心素养形成过程的特点，科学设计地理教学过程，引导学生通过自主、合作、探究等学习方式，在自然、社会等真实情境中开展丰富多样的地理实践活动。

在讲授完热力环流原理后，笔者给学生介绍了一个生活小窍门，并提出疑问。切洋葱的时候，洋葱中的“大蒜素”会散发出来，刺激人的眼睛，产生流泪现象。有人说，在案板旁边点燃几根蜡烛，再切洋葱就不会流泪了。那么，“点蜡烛切洋葱不易流泪”这样的生活小窍门是真的吗？

于是，笔者安排学生在课后分小组进行对比实验——切洋葱不点蜡烛VS切洋葱点蜡烛的不同感受，并且对实验过程进行记录，观察现象得出实验报告，最后画出实验原理示意图。

以下为一组同学的实验报告。

1.实验准备。

洋葱2个，蜡烛1支，菜刀1把，砧板1块，火柴1盒。

2.实验步骤。

(1)直接切洋葱。把洋葱放在砧板上，切片。观察(感受)口鼻和眼睛状况。

(2)完成后，洗脸，洗净菜刀和砧板，休息半小时。

(3)点蜡烛切洋葱。点燃蜡烛放到砧板前方，把洋葱切片。观察(感受)口鼻和眼睛状况。

3.实验结果。

(1)直接切洋葱。鼻子闻到刺激性气味，眼睛受到刺激，流眼泪。

(2)点蜡烛切洋葱。鼻子也能闻到刺激性气味，但不强烈，眼睛有微微的刺激感觉，但不至于流眼泪。

4.实验分析。

(1)直接切洋葱。洋葱细胞被切破，刺激性液体挥发。这样，鼻子就能闻到，眼睛会被刺激流泪。

(2)点蜡烛切洋葱。洋葱细胞被切破，刺激性液体挥发，但蜡烛点燃后上方空气变热变轻，空气会往上方移动，洋葱所在一侧温度较低，刺激性气体不会向上挥发，所以人体感觉不是很强烈。

通过此次实验，学生更深刻地理解了热力环流原理，成功地寻找到生活小窍门所蕴含的地理知识，解释了生活中的地理现象。同时，也让学生感受到地理知识是来源于生活，且运用于生活的。

两个实验激发了学生学习地理的动力，在实验的过程中也锻炼了学生的动手能力以及绘制实验原理示意图的能力。

注：本文系南京市“十三五”规划课题《开发本土学习资源聚焦高中地理实践力的校本研究》(课题编号L/2016/293)的研究成果。