实验教学法在高中地理教学中的应用

赵静

当前的高中地理教学主要包含了几个方面的内容，包括自然地理、人文地理和区域地理，不同的知识模块对学生的思维能力也有着不同的要求。地理学科本身具有综合性和开放性的特点，实践特征显著，因此通过实验教学法可以让学生强化知识获取的广度和深度，增进对知识的认识。本文也将围绕实验教学法在高中地理教学中的应用方式进行分析和讨论。地理实验教学能沟通理论教学和实践教学，一方面促进了理论和实践的深度结合，另一方面体现出了地理学科的应用价值。高中地理教学应该突出学生的自主性从而提升地理教学质量，增强学生的主体参与意识，强化学生对地理知识的迁移和应用。未来的地理学科将围绕学生的观测能力与考察能力等进行综合评价，开展具有开放性的实验教学本身也是重要的教学方法和教学途径。

一、实验教学法在高中地理教学中应用的基本原则

（一）科学性原则

地理实验本身需要通过一定的仪器和工具模拟地理现象和相关的演变过程，因此最基本的要求就是要保持科学性。科学的地理模拟实验应该具备几个不同的条件和要求，具体来说：首先是实验所呈现出的原理必须准确，并且模拟的地理现象能与真实的地理现象符合;其次是通过实验能让学生得出正确的结论;最后则是设计实验相关的仪器要科学合理，防止因外界因素干扰而失败。如果其中一项因素出现异常，则需要对内容进行调整和修改，在基本满足要求的设计思路下保障整个实验细节的准确性，这样才能保证实验教学的良好效果。

（二）可行性原则

可行性，顾名思义指的是地理实验教学法需要具备可操作性，教师可以让学生通过观察的方式获取实验材料完成实验过程。教师在开展实验教学法时必然会用到某些专业的材料和工具，甚至是通过计算机和地理信息技术软件等。由于很多学生对地理现象以及地理现象的形成过程、规律并不了解，且地理教学中能开展的各类实验也以人文实验为主，学生也无法通过肉眼直接观察到地理信息特征。因此，可行性的实验教学将成为学生获取知识的主要渠道。

（三）开放性原则

时代的发展让人们开始重新审视教育模式和学生之间的关系，特别是经济的发展和信息时代的来临，使世界范围内的各个国家开始对传统的、滞后的教育模式的改革措施进行分析，且改革的共同方向是关注实验教学以培养学生的动手、实践能力，是国际范围内地理教学改革的基本方向。传统的地理教育模式弊端不断出现，现代社会的开放性也让地理信息技术和地理观念的转变成为时代发展的必然趋势。教师要学会利用教材，开发实验，帮助学生完成知识的理解和掌握。在课程改革的背景要求下，地理实验教学法的开放性要求更加突出，不再单纯局限于教师一方开展实验演示内容，而是强调让学生主动参与其中，发掘并分析其中的有趣地理现象、地理问题，然后以现有的材料设备设计地理模拟实验，帮助学生发现问题、分析问题最后解决问题。例如，在学习有关自然资源的知识点时，学生可以围绕某一个地区的自然状态和资源特征进行角色模拟，通过计算机或其他手段关注人类的现实生活。教师也可以以社会资源为载体充分挖掘生活中的地理现象，从而对研究对象展开系统和连续性的实验过程，正确地掌握所要研究的内容，概括出地理知识和原理的认识过程，帮助学生巩固知识点。

二、实验教学法在高中地理教学环节的应用

近年来，广大教师一直都在不断进行课堂教学方法的探索与创新，实验教学法便是其中一种。经过实践探索，实验教学法在高中地理教学中的应用，实现了理论教学与实践活动的有效融合，使该学科的应用价值更加突出，这无疑使学生更好地认识到了地理学科的重要性，更加重视对这些学科的学习。现将实验教学在高中地理教学应用环节需要注意的问题进行如下阐述。

（一）更新教学观念，突出实验功能

地理教学的观念更新是当前地理教学改进的主要方向之一，特别是在地理课程改革的背景下，要想推动实验教学法的改革，一定要做的就是更新教师的教学观念，不再单纯地通过知识讲授的方式进行内容学习，而是重视学生的主体地位，发挥学生的主体作用。教师自身要意识到模拟实验内容在教学环节的地位和功能，然后选择其中可操作性比较强的部分知识点突出原有的教育教学功能。近年来越来越多的教师开始关注地理实验，并且对某些课程内容进行实验性设计。例如，在必修一的教材中，虽然可以进行实验的内容比较少，但教师仍然可以以某些关键知识点为切入点设计实验。如《大气的水平運动》中，一直以来的教学难点就是学生对风原理的理解和掌握，而这一方面的相关知识可以直接在课堂内进行实验，所需的材料只有温度计和布条。教师可以先让学生测定教室内和教室外的温度并做好记录，然后将布条挂在窗户上，观察现象。由于教室内的温度会比教室外的温度更高，打开窗户之后室外的冷空气进入室内后，布条朝着室内的方向运动，让大气从高气压区朝着低气压区做水平运动最终形成了风。可以看到诸如此类的实验内容设计非常简单，但核心内容在于教师需要将实验过程作为基础教学组成部分，而不是单纯将其作为验证地理理论知识的方式。

（二）开展实验教学法，发挥学生主体性

新课程标准强调将学生作为教学主体，并且大多数教师应该承担起引导者和辅助者的角色，帮助学生完成实验过程，让学生真正成为实验开展的主要操作者。这样一来，学生不仅可以在课堂上开展实验，也可以在课堂之外开展相关的实验。实验教学法的核心在于引导学生观察生活和自然中的地理元素，然后将其与教材内的知识结合。地理实验教学应符合学生的认知特点，让学生能积极思考并且应用地理知识和地理技能解释生活中的常见问题。

例如，在学习经纬度的有关知识时，教师就可以让学生利用身边的一些简易工具进行经度计算。教师可以让学生在中午时间段将一根棍子插入土中或沙坑中，对棍子的影子位置做好标记，并且每隔5分钟进行一次观测，做好影子标记。之后将不同的标记连接起来可以组成一段弧线，选择弧线当中最近的点位，然后用尺子将该点位和棍子插在地上的点位连接，这一条直线就可以被视作经线。把影子最短时的时间和正午12时的差值进行计算之后，就可以推算出实验所在区域的大概经度。

从实验原理来看，由于每日的正午太阳高度最大且日影最短，中国处于北半球，影子为南北向投影，影子可以被视作经线。而经度每差1度，时间大约相差4分钟，北京的经度是120°E，按照正午地方时和北京时间的差异就可以推算出大致经度。可以看出，地理实验教学法不仅局限在课堂和教材内部，还存在于社会、自然中，如果能引导学生认真观察生活并强化自身体验，就能了解地理问题，再使用一些常见的地理资源和自然资源完成实验过程。

（三）地理资源的有效开发

地理资源包括可以利用的教材、设备以及仪器，实验仪器设备也是实验教学法开展时所需的物质条件。教育信息化前提下，需要应用现有的地理实验资源和教材内容的具体特征做好资源的开发和规划，让实验内容可以符合实际教学状况。考虑到地理课时要求与内容要求，教师应尽量避免模拟实验内容之间出现重复现象。

例如，在学习大气的相关知识时，会涉及季风、热力环流、海陆热力性质等，但这些知识点的实验内容存在交叉之处，都涉及地面热量不均和大气运动的相关内容。考虑到这一要求，教师可以将这些知识点串联起来，再设计一个综合性的模拟实验，就可以得到一个实验结论，且这一实验结论可以被应用于后续的知识点学习过程中。

举个例子，教师在烧杯中分别装入自来水和黏土，用温度计得到温度数据之后，利用酒精灯加热两个烧杯，5分钟之后记录温度数值，了解黏土和自来水温度的差异和产生差异的原因。这样一来，就可以让学生从实验现象和实验结果中总结知识点的客观规律。教师还可以将这一部分的知识和内容制作为微课等，在丰富实验资源的同时逐步建立资源素材库，从中获取那些可供借鉴和参考的模拟实验元素内容。地理学科具有综合性特征，在某些特殊情况下还可以利用其他学科的资源进行深度开发，提升实验教学的整体水平。

教师在平时的教学过程中还可以亲自动手制作一些器材，包括地理模型等，如可以使用泡沫塑料制作等高线模型，利用矿泉水瓶和沙子等制作流水和沉积物实验的基本器材。制作过程可以让学生参与其中，提升学生的学习积极性。

（四）课内外实验的有序配合

地理学科的课内实验和课外实验可以形成配合，打造更加高效的地理課堂。教师需要在有限的时间内突出地理实验的典型性特征，一方面涵盖重难点内容，另一方面对有关的知识做好总结和提炼。典型的地理实验可以让学生对地理现象以及地理现象的形成过程产生深刻印象，并且通过实验完成相关知识的迁移。必要时，教师还可以利用比较充足的课外实验开展实验。如学习水土流失的有关知识时，为了掌握不同影响因素对水土流失的影响，教师可以将学生划分为不同的小组，分别负责实验变量，改变植被率、坡度、水量等，之后得到不同的实验结果。

又如，在水土流失的有关实验中，可以让学生通过实验将抽象的理论形象化，以直观的方式进行呈现，强调学生的亲身经历和积极参与程度。水土流失本身作为区域综合治理知识的重要组成部分，学生需要通过实验了解地表植被降水强度、降水时间、土质状况等关键参数，准确理解水土流失的原因，并在此基础上强调人为原因是引起水土流失的典型因素，再通过实验判断如何正确治理水土流失。除了前文提到的实验内容之外，学生还可以改变降水状况，分析小雨和大雨状态下的地表特征与降水时间之间的差异，或是选择黄土和沙土作为研究依据。教师可以让学生分组之后按照预设方案开展对比实验，例如两组成员分别负责降水状况和水土流失的影响实验和土壤状况对水土流失的影响实验。这些实验结果可以记录下来并且制作为课件和学习资料，不仅可以完成知识的共享，也可以作为当前课堂的主要辅助资料。如果在课堂之内，教师可以营造地理情境，尝试让学生发挥自身的创造力与想象力提升自主学习能力。当然学生在实验过程下来中可能会产生一定的操作问题，如选择黄土和沙土作为对比实验依据时，会因为操作偏差导致结果产生误差，对此教师应充分考虑实验的可行性和典型性，让学生可以在课外完成一些前期准备工作，充分考虑无关变量的不利干扰，正确应对课堂新知识的形成。

（五）基于人文层面的地理实验

地理学科中有着深厚的人文理念，开展某些人文实验，可以帮助学生了解地理学科和人文环境之间的关联。在地理实验的必修二中，涉及很多人文地理实验，包括人口实验、产业实验、交通运输实验等。这些实验在开展过程中，可以帮助学生对所学知识产生更深层次的理解。

例如，在涉及人口部分的有关地理实验时，可以先让学生学习并掌握人口的有关知识，提前了解自己生活区域内的人口增长模式和年龄结构层次，并且自主收集人口数据资料，制作统计图，提高思维水平和数据分析能力。在收集完所有数据之后，可以根据人口增长的特点和环境影响之间的关联调查区域内城市的人文现状，包括城市住宅区位置布局、城市商业区、城市工业区、城市交通水准等，判断这些因素和人口数量之间存在怎样的关联。在整个调查实验阶段要关注调查效率的提升，确保实验工作的完整性，在各个小组展现自己的调查成果之后，可以围绕教师对调查结果展开的讨论确定有哪些需要改进的地方。如整个实验阶段，是否考虑到了市场条件、政策条件、历史因素等。在撰写实验报告时，应在班级内提前讨论交流调查结果，针对实验过程中的不足提出改进方案，加深学生对人文地理的理解，提升学生对地理研究的兴趣和主动性，树立正确的情感价值观。

三、结语

综上所述，实验教学法是高中地理教学中重要的教学手段和教学途径，在综合分析实验教学法的基本原则之后，可以根据原则要求确定开展实验的具体策略，突出知识的适用性和教学内容的生活化要求。综合来看，未来的教学需要以学生为主体，提供更加丰富和多样化的课堂教学形式，满足学生的心理认知规律，让学生能对实验探究过程产生浓厚兴趣，从探索过程中充分领悟知识以解决地理问题，提升个人素质和地理学科素养。

注：本文为甘肃省教育科学“十三五”规划2020年度一般课题“基于深度学习的高中地理‘水环境’主题教学研究”（课题编号：GS[2020]GHB2280）的研究成果。

（邱瑞玲）