指向地理实践力培养的模拟实验教学

刘淑英 杨雯惠

[摘   要]地理实践力指人们在考察、调查和实验等地理实践活动中所具备的意志品质和行动能力。地理课程具有很强的实践性，教师在教学中可以借助模拟实验，引领学生在真实的情境中，运用所学的地理知识和技能，演示、观察、感悟、理解地理环境和人地关系状况，更好地把某些地理原理、地理规律的成因揭示清楚，并且获得结论和验证，从而使抽象内容具体化、难点内容通俗化、复杂内容简单化。文章以“模拟土壤盐碱化的形成过程及治理”实验为例，探讨指向地理实践力培养的模拟实验教学。

[关键词]地理实践力;模拟实验;土壤盐碱化

[中图分类号]    G633.55            [文献标识码]    A          [文章编号]    1674-6058（2022）01-0088-03

地理实践力指人们在考察、调查和实验等地理实践活动中所具备的意志品质和行动能力。地理学是一门综合性学科，是研究地理环境以及人类活动与地理环境关系的科学，兼具自然科学和社会科学的双重性质。地理课程具有很强的实践性，尤其是高中地理自然科学部分，需要理性分析、推导验证、探究证实的内容比较多。在教学中，借助模拟实验，教师引领学生在真实的情境中，运用所学的地理知识和技能，演示、观察、感悟、理解地理环境和人地关系状况，即可直观形象地把某些复杂的地理事物和现象及其变化过程展现出来，把某些地理原理、地理规律的成因揭示清楚，并且获得结论和验证，从而使抽象内容具体化、难点内容通俗化、复杂内容简单化。下面以“模拟土壤盐碱化的形成过程及治理”实验为例，探讨指向地理实践力培养的模拟实验教学。

一、“模拟土壤盐碱化的形成过程及治理”实验设计

实验背景：土壤盐碱化是指可溶性盐分逐渐在土壤表层积累的一种现象或过程。土壤盐碱化其实是土壤中水盐运动的体现，与水循环过程密切相关，但学生在学完水循环的基本原理后却很难将两者联系起来，对土壤盐碱化的影响因素及形成机理也缺乏理性认识。为此，我们设计了两个模拟实验，将土壤盐碱化这一抽象概念可视化。

实验目的：用酱油代表盐度较高的地下水、粉笔代表土壤，模拟土壤中的水盐运动，探究土壤盐碱化的形成及治理。

【实验1    模拟土壤盐碱化的形成过程】

实验器材：几支白色长粉笔（5cm）和短粉笔（3cm）、酱油、器皿、一杯自来水（杯中提前浸泡一支长粉笔）。

实验过程：（见表1）

实验1结论：蒸发是水盐向地表迁移运动的重要驱动力。地下水埋藏深度及水质会直接影响土壤的含盐量。

【实验2    模拟土壤盐碱化的治理】

实验器材：塑料杯、疏松的干土、食盐、一瓶自来水、大头针、水槽。

实验过程：（见表2）

实验2结论：盐随水来，盐随水走，这是水盐运动的一般规律，也是治理土壤盐碱化的根本原理。

在完成实验1 “模拟土壤盐碱化的形成过程”和实验2 “模拟土壤盐碱化的治理”后，教师给出实验报告的撰写项目和内容，学生需要根据实验过程、实验现象及实验结论，完成如表3的实验报告。

二、模拟实验教学与学生地理实践力素养的培养

为了使学生理解并掌握“土壤盐碱化的形成过程及治理”这一抽象学习内容，我们将学生进行分组，让学生以小组为单位，实际操作模拟实验。学生经历了科学研究的基本流程，即提出假设—设计实验—操作实施—观察记录—分析结果—反复修正—得出结论，最后撰写实验报告并进行组间交流。在这一过程中，学生的动手操作能力、实验观察能力、实验分析能力等地理实践力素养得到了提升。

（一）通过地理模拟实验培养学生的动手操作能力

学生以小组为单位亲自动手操作实验，首先需要弄懂实验步骤，然后小组成员分工合作，有的学生负责操作，有的学生作为辅助。在实验过程中，学生需要动手操作，控制实验条件变量，这一方面培养了学生的动手操作能力和创新能力， 提高了学生的学习效率，另一方面也培养了学生的合作精神及严谨的科学态度和科学精神。如实验1“模拟土壤盐碱化的形成过程”的步骤一“在器皿中倒入适量酱油”，酱油的量，需要学生根据器皿的大小、深浅及粉笔的长短来确定。学生操作实验时，由于是初次操作加之粉笔比较细，将一支短粉笔直立于器皿中时可能会出现粉笔立不住的情况，尤其是步骤二中将两支长短不同的粉笔同时直立于器皿中的操作。步骤三，用小刀切开被酱油染黑的粉笔，学生需要格外小心，既要切开粉笔便于观察现象，又不能弄伤自己。实验2“模拟土壤盐碱化的治理”也是如此，需要学生按照步骤，循序渐进，有条不紊地进行操作。每一个学生都要经历实验过程，有时候可能需要重复几次，方能观察到准确的实验现象并得到预期的实验结论。

（二）通过地理模拟实验培养学生的实验观察能力

实验观察是与实验操作同时进行的。在明确实验內容和实验目的后，教师确定观察重点，学生明确重点观察的内容，有效地观察实验，抓住本质现象，才能为进一步解释现象产生的原因做好铺垫。

“模拟土壤盐碱化的形成过程及治理”实验观察重点如下：

实验1的观察重点：（1）将两支长短不同的粉笔同时直立于器皿中，观察两支粉笔被酱油浸润程度的差异。（2）将一支干粉笔和一支用自来水浸泡过的湿粉笔同时直立于器皿中，几分钟后用小刀横向切开粉笔，观察两支粉笔被酱油浸润程度的差异。

实验2的观察重点：（1）缓慢、均匀地将水倒入装土的塑料杯中，观察水杯土层上食盐的变化和去处。（2）用大头针在塑料杯侧面靠近底部的位置戳几个小孔，蘸取从塑料杯中流出的少量液体品尝;观察水杯中水的去处，品尝并感知持续向杯中注入水后流出液体盐度的差异。

除了让学生着重观察以上方面，教师还要引导学生观察是否会出现与预期不同的现象。学生做好观察记录，记录好重点观察的实验现象、与预期不同的实验现象有哪些，思考出现与预期不同的实验现象的原因是实验操作产生误差还是另有结论。

在实验现象出现时，学生需要集中注意力去观察，这有助于培养学生的观察能力。教师在学生观察实验的同时要关注学生的观察态度、观察热情、观察质量、参与活动的表现。学生将观察到的现象用地理学科术语表述出来，与小组成员分享并达成共识，为实验报告的撰写做好铺垫。

（三）通过地理模拟实验培养学生的实验分析能力

在实验过程中，学生带着问题观察实验，用心分析实验现象及其产生原因，教师在关注学生实验观察的同时，引导学生准确描述实验现象，学会发现问题、质疑问题、探究问题、解决问题、自主认知。例如，教师针对实验1的步骤三设置如下问题：你观察到了什么现象？为什么会这样？如何用这种现象来解释土壤盐碱化的形成机理？

根据模拟实验揭示的地理原理，教师设置一些任務，让学生进行实验分析。

实验1的任务设置：（1）结合实验描述土壤中的水和盐如何运动。（2）对比地下水埋藏深浅对表层土壤盐分的影响、土壤干湿状况对表层土壤盐分的影响。（3）推断干旱时节，蒸发旺盛，表层土壤的水和盐如何变化。（4）归纳土壤盐碱化的自然原因有哪些。（5）举例说明哪些不合理的人类活动会加剧土壤盐碱化。

实验2的任务设置：（1）结合实验描述土壤中的水和盐如何变化。（2）比较实验l和实验2两次实验中水盐运动有何不同。（3）分析地形对土壤盐碱化有何影响。（4）举例说明土壤盐碱化的治理措施。（5）联系实际，说明如何运用水循环原理治理土壤盐碱化。

通过模拟实验和实验分析，学生能够深刻理解盐随水来、盐随水走是水盐运动的一般规律，同时明白：气候干旱、蒸发旺盛、地下水位较高、地势低洼、排水不畅、地下水矿化度较高都是土壤盐碱化的重要原因，而不合理的人类活动，比如大水漫灌，也会导致地下水位短期内升高，引发次生盐碱化;人们可以通过铺设隔离层，控制水盐上移或调节径流，进行洗盐排盐，充分运用水盐运移规律进行土壤盐碱化的治理。

模拟实验的操作和问题的提出及分析解决，使学生在真实情境中有机会生成新的问题、提出假设，在解决真实问题的过程中获取丰富的知识，从而提升实验分析能力并在实验分析的过程中形成更强的问题分析能力。

（四）通过地理模拟实验培养学生开展科学实验所需的品质和能力

地理模拟实验作为一种学习方式，具有一定的科学依据，是一种科学实验。开展地理模拟实验活动，教师会将教学重点放在引导学生探究上，而不只是传授知识，学生亦非被动地接受知识，而是主动参与。模拟实验是利用活动情境进行地理教学，让学生在做实验的过程中理解地理概念、规律和原理。学生在地理模拟实验中有较强的参与感，教师给学生提供自主完成知识发现、认识、探究、归纳的机会，使教学方式得到优化。在实验操作过程中，为了得到科学的实验结果，学生需要不断地观察、记录、分析和综合，这样就接受了开展科学实验的训练。在教师的指导下，学生完成实验并总结成果，学会自我探索， 掌握求知的科学方法。学生只有认真、严谨地按照科学的步骤去完成实验，才能使实验成功，才能得到正确的结果。地理模拟实验能够培养学生认真、严谨的科学态度，培养学生求真求实的科学精神。

此外，地理模拟实验重在参与和实践，从实验过程的设计、操作、观察、记录到实验结果的总结、实验报告的填写和成果的交流，学生都参与其中。实验现象出现时，学生需要集中注意力去观察，这有助于培养学生的观察能力;根据实验现象归纳地理原理和规律，需要进行分析、判断，这有助于进一步培养学生的分析能力和逻辑思维能力;小组合作完成实验探究，小组成员有不同的分工，成员之间需要密切配合，以保证实验顺利实施，这有助于培养学生的合作精神;实验结束后需要总结实验成果、撰写实验报告，这有助于提高学生的归纳总结能力和实验技能水平;实验结果汇报交流有助于培养学生的表达能力和逻辑思维能力。

综上所述，在高中地理教学中，教师针对学习内容，设计并引领学生进行地理模拟实验，能够为学生营造一种良好的地理学习氛围，帮助学生理解知识、提高实践能力，久而久之，学生就会在已有的地理知识、地理经验和地理情感的基础上形成稳定的地理品格与地理能力。

[   参   考   文   献   ]

[1]  中华人民共和国教育部.普通高中地理课程标准（2017年版）[M].北京：人民教育出版社，2018.

[2]  张朝兴.“土壤盐碱化”的实验解析[J].学科教育，2007（8）：67.