地理实践力视域下前探·中建·后迁实验教学模式探究

张梦娇 仲俊涛 张富兄

摘  要  “前探·中建·后迁”是课前为学生提供基础原理，师生共同设计实验方案；课中指导学生操作实验、获取知识、情境迁移；课后布置案例、巩固知识的一种实验教学模式。以“热力环流”为例，运用“前探·中建·后迁”实验教学模式，设计教学实验，锻炼学生的动手能力，提高学生的逻辑思维能力及地理实践力，促进学科素养的发展。

关键词  实验教学；地理实践力；高中地理；热力环流

中图分类号：G633.55    文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2023）11-0137-04

1  地理实践力

地理是一门实践性很强的学科，学习地理不仅要让学生掌握相关知识原理，更要让学生在学习过程中能够运用所学的知识解决地理问题，学习对生活有用的地理。地理实践力是指人们在考察、实验和调查等地理实践活动中所具备的意志品质和行动能力[1]。其中，地理实验是一种直接有效的提高学生地理实践力的教学方法，且新课标中对部分教学内容都有设计地理实验的教学建议。然而目前在一线教学中存在对学生地理实践力重视程度不够、地理实践力培养与实际生活相脱节、相关实践教学活动设计不合理等问题，这些问题严重阻碍了学生地理实践力的提升[2]。读万卷书，行万里路。在教学过程中要引导学生充分发挥多感官作用，强调“做中学”，从学生自身感受出发，启发学生独立思考，实现知识的迁移，进而提高学生知识学习的深度和广度。

2  “前探·中建·后迁”实验教学模式概述

2.1  前探

前探即课堂探究过程[3]。首先，在课堂开始前的课间或学生的课余时间，教师引出本次实验的相关概念、原理，让学生提前熟悉相关知识点，从而能够在实验过程中及时梳理知识点，有针对性地提出问题。其次，教师提出实验主题，师生共同设计实验过程，预测实验结果。最后，教师根据不同学生的特点安排不同的任务，合理分工，以确保实验过程的可靠与安全。该过程是“前探·中建·后迁”实验教学模式的预热环节，是使实验发挥最大功能的前提条件，学生对学习内容和实验目的有初步了解，进而可以更好地投入学习中。

2.2  中建

中建即課堂建构原理[3]。教师通过问题情境等方式导入新课讲授，激发学生的学习兴趣，并引导学生通过教师提供的实验材料，按照教师的步骤，动手操作实验过程，认真观察、记录实验现象，同学之间相互配合，实现手、眼、脑等多感官并用，加深学生对实验过程的记忆与理解，探究实验现象背后的地理原理，并通过推理、论证等思维过程将知识迁移到现实问题情境中，以达到学以致用，从而使学生具备科学思维，提高学生地理实践力。该过程是“前探·中建·后迁”实验教学模式的关键环节，在此过程中教师要充分调动学生的积极性，在演示实验时配合讲解加深学生认知，鼓励学生在观察、体验中认真思考、探究实验现象及其背后的本质规律，在掌握地理知识原理的同时提高技能。

2.3  后迁

后迁即课后知识的迁移应用[3]。在实验演示及新课讲授结束后，向学生布置本次实验原理相关作业，即对学生稍有难度，但通过独立思考可以解决的问题。如以具体案例为导向，引导学生挖掘地理信息，运用所学的知识分析并解决问题，将知识迁移到具体情境中。该过程是“前探·中建·后迁”实验教学模式不可或缺的环节，也是检验教学效果的重要方式。通过相关案例分析、情境解读、实验设计等可以获知学生对新知识的理解程度，进而查缺补漏、丰富完善，提高学生地理实践力。

3  以“热力环流”实验教学为例

3.1  课标解读

课标（实验）对该部分内容的要求为“运用示意图等说明大气受热过程与热力环流原理，并解释相关现象”。课标指出了“大气受热过程”这一学习对象，“运用示意图”注重培养学生对知识从理解到应用的能力，并养成主动探究和学习的习惯。以人教版高中地理必修一第二单元“地球上的大气”第二节“大气受热过程和大气运动”为例，该节要求学生达到的学习水平是能够分析和理解热力环流以及热力环流形成原理及条件。

3.2  学情分析

授课对象为高一学生，学生都已具备相关的基础知识，比如气压、等压面基本概念，热胀冷缩原理及表现，气压与海拔的关系，太阳辐射的纬度分布规律等。且通过上一节大气的受热过程的学习，学生已经具备相关基本原理。在此基础上，加以真实案例呈现，让学生亲身体会到地理就在自己身边。安排学生亲自动手操作实验，既可以校正部分学生心态上的偏差，让学生体会到实验过程对认知生成和知识理解的巨大优势，又能更好地提升学生合作探究的习惯、交流能力及动手操作能力。

3.3  核心素养目标

3.3.1  人地协调观

通过了解大气的运动，使学生建立正确的环境观念，认识事物之间具有联系，培养学生探索大气环境的兴趣。通过学习，学生可以提高理解事物的能力，可帮助学生理解事物是普遍联系的和辩证唯物主义以及人与自然相互作用。

3.3.2  区域认知

能够对特定区域环境的地理现象进行描述和解释，并理解其对人类生活及环境造成的影响，能够运用热力环流原理解决现实问题。

3.3.3  综合思维

能够结合物理气压、热胀冷缩等原理深入理解热力环流过程，独立总结绘制热力环流示意图；结合生活中的案例，学会分析并判断热力环流原理，能够将其他学科知识运用到地理问题上，综合分析解决实际问题。

3.3.4  地理实践力

在教师的指导下能够准确地完成实验，并通过观察实验现象总结热力环流的原理，能够描述该过程，并能够收集资料，与同学合作解析生活中的热岛效应、海陆风、山谷风等热力环流案例，绘制示意图。运用适当的手法和手段，表达、交流、总结和反思自己的学习体会和见解。

3.4  教学方法

本节课运用的教学方法是实验法、信息技术輔助教学、小组讨论法及讲解法。

3.5  教学环节

3.5.1  前探

在上节课的课间教师通过生活中随处可见但不易被关注的小事引导学生回忆气压、热胀冷缩等物理原理，做好实验铺垫，从而引出热力环流内容的讲授；启发学生根据实验器材设计实验过程，验证热力环流，初步拟定实验方案，教师点评方案并作出修正，最终确定实验步骤，安排分工，以保障实验的有序进行。

3.5.2  中建

以孔明灯帮助诸葛亮脱离困境为情境导入新课，引导学生思考孔明灯能够升空传达信息的原因。展示点燃孔明灯细节图片，学生认真观察图片，进而得出与孔明灯底部空气受热膨胀上升从而导致产生气压差有关，使学生对热力环流的原理有感官认识，通过教师提出的问题、提供的材料，层层递进，操作实验，观察有色烟雾的环流方向，绘制出简易示意图，从而分析热力环流的原因，对热力环流有更深层次的理性认识，能够提高学生的独立思考能力和动手能力。热力环流的教学目标和教学设计如下。

1）孔明脱困，导入新课。

材料一：诸葛亮被司马懿兵困平阳城，数次派人搬救兵，均被敌人截杀。无奈之下，诸葛亮就利用热气球的原理，做了一只灯笼，系上求救信息。灯笼放飞后，借助风力，飘向大本营。大本营接到求救信息，立刻出兵，解救诸葛亮脱离危险。

【教师】诸葛亮所做的热气球有什么玄机？为什么能脱离地面飞到大本营传递求救信息？

【学生】通过之前的复习及教师提示回答出是气球内空气受热膨胀。

【教师】要求学生预习教材29页到31页相关内容，并思考热力环流的形成原因；热力环流产生的现象；思考热力环流对人类的影响。

【设计意图】利用诸葛亮在敌方围困中通过孔明灯传递求救信息的案例，激发学生好奇心，调动学生的学习积极性，马上投入学习中来。在课堂开始让学生带着问题阅读课本预习本节课的学习内容，有利于提高学生独立思考的能力，并且促进学生把书本知识与生活中的地理知识结合起来。

2）操作实验，观察环流。

【教师】准备顶上有小孔的封闭长方体玻璃缸（长100 cm，宽30 cm，高40 cm）、一碗冰块、一碗热水、三支有色香、三个打火机、一卷双面胶一卷单面胶。

【学生】学生对各材料的作用进行熟悉。

【设计意图】让学生明白地理实验器材在生活中可以就地取材，也是对日常生活用品的多渠道应用。

【教师】展示热力环流实验目的，即通过实验演示热力环流的形成，掌握热力环流的基本原理；学生通过操作实验，将抽象原理转化为生活化知识；学生能运用热力环流原理来解释现实生活中热力环流现象。

【学生】学生认真观看教师PPT展示实验目的，做到“眼中有目的，心中有实验”。

【教师】将全班学生分成三个小组，每个小组给一个玻璃水缸，水缸两边分别放一碗冰块和一碗热水，在小孔上方点燃有色香，让学生观察水缸中烟雾的变化。

【学生】学生在水缸两边贴上冷和热的标签，观察玻璃水缸中烟雾的转动方向，学生贴上气流方向的标签。

【设计意图】学生参与演示热力环流实验，不断提高其探究能力和合作能力，学生按照步骤逐步亲自动手实施实验，在参与过程中体验知识生产过程，让他们“做中学、做中思、做中行”，为更好地运用热力环流原理打下基础。

【教师】点评学生合作成果，表扬表现好的个人及小组，鼓励和辅导理解有困难的学生，并引导学生分析烟雾在水缸中转动与热力环流的关系。

【学生】归纳热力环流示意简图，思考烟雾转动受到的动力是因为产生了风，并总结实验结论：玻璃缸两侧因为热水和冰块的作用，导致底部受热不均→空气热胀冷缩→空气垂直运动→同一水平面产生气压差→空气的水平运动。

【设计意图】培养学生交流素养，提高合作与动手能力，使学生进一步理解理论与实际操作的差异。

3）知识巩固，绘图讲解。

【教师】学完热力环流的原理，思考课堂导入中的诸葛亮脱离困境所使用的孔明灯具体原理，并尝试独立绘制热力环流示意图。

【学生】根据所做实验，绘制热力环流示意图。

【教师】引导学生趁热打铁，在已有知识理论的基础上，绘制海陆风与山谷风的简图。

【设计意图】通过本节课的实验，学生理解了热力环流的过程，回答了在课堂开始前老师提出的问题，使本节课的结构更加完整，有始有终。并尝试将知识迁移到其他情境中，解释常见的地理现象。

【教师】让学生去黑板上画出热力环流、山谷风、海陆风的简图，并做好标注。

【学生】根据实验及老师讲解，画出示意图。

【设计意图】学生通过亲手操作，增强了理论和实际结合的能力，除了提高实践能力以外，还致力于激发学生对地理原理学习的兴趣，为以后更好地开展地理实践活动打下基础。

4）总结概括，迁移生活。

【教师】运用PPT动画演示在受热均匀、受热不均匀情况下等压面的分布情况，并指导学生自行绘制热力环流示意图，能够判断出受冷、受热的近地面与高空气压高低情况，结合“凸高低凹”等口诀帮助学生快速准确记忆判断方法。

【创设新情境】小明一家住在市区，八月份暑假期间，酷暑难耐，小明一家决定搬到郊区奶奶家避暑，因为奶奶家温度比家里温度低4 ℃左右。请同学们分小组讨论产生这种现象的原因。

【学生】学生阅读课本资料、小组之间交换意见，交流想法，得出市区温度高是因为市区建筑、柏油路比郊区多，使得市区升温快，郊区植被更多，因此，同一时间市区比郊区温度高，受热不均，形成气压差，因此，在市区和郊区之间产生热力环流，及城市热岛效应。

【教师】既然在市区和郊区之间会形成热力環流，也就会有风产生，那么工厂应该布局在市区与郊区之间还是郊区的外围才能最大限度地减轻大气污染物对城区的影响？

【学生】画图思考，得出工厂必须建设在城市风下沉风向之外，也就是郊区的外围。

【设计意图】在学生实验的基础上，总结热力环流模式图，进一步拓展教学内容，举一反三，以城市热岛效应为例，为学生创设情境，认识城市热岛效应的形成原理、影响与利用等。锻炼学生获取有效信息的能力和解决问题的能力，引导学生学会学习，提升其实践素养。

3.5.3  后迁

李商隐的诗《夜雨寄北》：“君问归期未有期，巴山夜雨涨秋池。何当共剪西窗烛，却话巴山夜雨时。”该诗涉及地理知识，巴山位于四川与陕西交界处，是四川盆地的边缘。课后利用假山模拟巴山夜雨产生的过程，并能够利用本节课所学的知识，分析巴山有夜雨的原因。

4  结束语

本文以“热力环流”为例运用“前探·中建·后迁”实验教学模式设计教学实验培养学生的地理实践力，“热力环流”是高中地理的重点内容，涉及第一节“大气的受热过程”中的太阳辐射，且为之后大气的水平运动与全球性的大气运动奠定基础，起着承上启下的作用。然而学生在本节之前对热力环流了解甚少，且热力环流看不见摸不着，学生理解起来较为困难，所设计的实验是人教版必修一课本32页的“活动”，在前探、中建、后迁不同环节分别对应不同的教学情境，实现“学、问、思、行”的统一，帮助学生在热力环流原理的基础之上，独立学习热力环流的不同形式，以此培养学生地理实践力，提高学生自学能力、迁移应用能力。

地理实践力的培养不是通过一节课、一个实验就能得到显著提升的，在教学中，教师应运用多种方式途径，开发多种资源，开展各类地理实践活动，以此来锻炼学生观察、动手能力，并潜移默化地帮助学生树立批判性思维，手眼脑充分利用，促进对知识的理解与应用。同时，教师也应提高创新教学的意识与能力，开发信息化教学资源，灵活运用不同教学方式，不拘泥于教材中传统的实验，提出创造性的想法，引导学生观察生活中的地理现象，解释相关的原理。教师要不断改进教学方式，培养学生学以致用的意识与能力。

5  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）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2] 孙竞航，刘恭祥.高中生地理实践力培养存在的主要问题及建议[J].中学地理教学参考，2016（21）：22-23.

[3] 彭思源.“前探·中建·后迁”高中地理实验教学模式实践：以“地面性质对下渗的影响”实验为例[J].地理教学，2021（12）：22-24，47.