新课改背景下初中地理实验教学探究

作者简介：韦祥军，1974年生，广西崇左人，本科，高级教师，主要研究方向为中学地理教学。

摘 要：初中地理实验教学具有落实课程基本理念、完善实验教学体系、培养学生综合能力、辅助常规课堂教学等现实意义。针对初中地理实验教学面临的困境，教师应依据新课程理念和具体学情，对地理实验进行筛选，从地理实验设计、编写地理实验报告册、实验操作指导、实验与课堂教学相结合等方面优化地理实验教学，以加深学生对教材内容的理解和记忆，促进学生地理核心素养的发展。

关键词：初中地理；核心素养；地理实验

中图分类号：G63 文献标识码：A 文章编号：0450-9889（2024）10-0121-04

《义务教育地理课程标准（2022年版）》（以下简称《2022年版地理课标》）提出，地理课程要培养的核心素养，主要包括人地协调观、综合思维、区域认知和地理实践力等。初中地理教学应注重理论知识与实践活动的协调配合。传统的知识讲授方式缺少对学生思维能力和操作能力的培养，不利于学生地理核心素养的形成和发展。《2022年版地理课标》要求，教师要根据学生的学习特点和实际情况，创造条件组织学生开展地理实践活动，如地理实验、社会调查和野外考察等，使学生有机会在真实环境中运用地理知识解释地理现象，激发学生学习地理的兴趣，引导学生从现实生活的经历和体验出发，树立人地协调观和可持续发展观，运用综合思维、区域认知等方法去分析和解决地理实践中遇到的问题，逐渐形成地理核心素养。地理实验是学习地理的一种重要方式，可以让学生在真实情境中观察和认识地理环境、体验和感悟人地关系，并在实验探究中培养合作能力、创新精神和科学态度。为落实地理学科核心素养的培养目标，在初中地理教学中，教师应立足学生立场、真实情境，以核心素养为导向进行地理实验教学设计，让学生按实验要求去观察、观测、操作、探究，加深对教材相关知识的理解和记忆，通过地理实验培养学生的意志品质和动手操作能力，提高地理核心素养。

一、初中地理实验教学的意义

（一）落实课程基本理念

《2022年版地理课标》课程基本理念是以提高学生地理核心素养为宗旨，引导学生学习对生活有用的地理、对终身发展有用的地理，为培养具有生态文明理念的时代新人打下基础。这就要求初中地理教师紧扣地理课标要求，构建开放的地理课程，不断提高实验设计能力和组织指导实验课程的能力，为初中学校下一步的地理实验室的创建及有关地理实验校本课程的开发提供宝贵的经验。

（二）完善实验教学体系

教师将地理实验作为校本课程进行开发研究，可以不断完善初中地理实验教学体系。教师根据初中地理学科的特点和地理实践力的培养要求，编写《中学地理实验报告册》，内容涉及实验的设计、实验过程的记录、实验结果的分析以及与实验相关的能力训练题，有理论、有实操、有习题，填补初中地理教学没有统一规范的实验报告册的空白。

（三）培养学生的综合能力

初中地理课程目标要求学生能够初步掌握地理实验、社会调查、野外考察等地理实践活动的基本方法，能够在校内、校外的真实环境下，运用所学地理知识和工具，通过地理实践活动解决实际地理问题。学生按地理实验报告单的要求进行实验操作，运用各种方法观察、收集、记录和处理地理信息，发现问题和解决问题，在实验过程中培养观察分析、分类比较、动手操作、归纳演绎等方面的能力，形成严谨、求真的科学态度。多方面能力的培养，有利于学生掌握地理课程重要的学习方法，形成和发展地理核心素养。

（四）辅助常规课堂教学

初中地理知识以识记为主，但自然地理知识部分内容较为抽象，如地球的运动、天气气候的相关知识等，仅凭机械的记忆和练习并不能很好地理解和掌握，多媒体视频和动画演示也有其局限性。教师通过实物多层面、多角度的模拟演示，或者指导学生亲自动手实验探究，让学生经历知识形成的过程，可加深其理解和记忆，有助于学生牢固掌握地理知识，帮助学生构建独特的地理空间思维，进而完善地理知识的结构体系［1］。

二、初中地理实验教学面临的困境

（一）教师教学理念陈旧，不重视实验教学

教师的教学理念是决定地理实验教学质量的基础。在目前的初中地理教学中，部分教师教学理念陈旧，不重视实验教学。一些教师为了节省课堂时间，以口述实验为主而不做演示实验，导致学生对地理现象的认识仅凭想象获得。另有一些教师只是简单地播放实验视频或进行动画演示等，学生被动接受知识，影响了地理思维的形成。新课程改革的推行，给教师组织教学活动指引了方向。教师应认真研读和分析新课程教学理念，认识开展地理实验教学的目的及其对学生提高学习积极性、发展地理核心素养的重要作用，树立以生为本的教学理念，善于结合教材内容开发实验教学资源，有效发展学生的地理思维。

（二）地理实验局限性较大，阻碍实验教学开展

初中地理实验存在各种局限性，如实验设备、实验场地、实验时间等。部分实验学生不能全员参与，教师只能选择学生代表，组织学习兴趣小组来完成，不能达到将实验探究活动与课堂教学的深度融合，不能实现用实验辅助课堂教学、加深学生对教材内容理解的目的，导致学生地理实践力的实操训练大打折扣。但是，核心素养的培养不是一朝一夕之事，教师可以采用学生分组轮流参与的方式，由参与实验活动的学生在课堂上进行分享，学生课后再进行实践操作。

（三）学校缺乏地理实验设备，实验效果不明显

大部分初中学校没有专门的地理实验室，缺乏专业的实验器材和专项经费等，教师只能选取简单而易于操作、不需要专门实验场所的实验进行教学［2］。一些实验器材可来源于生活中的材料，或者教师购买类似的实验器材。但是操作下来教师发现，没有专门的实验场所和专业的实验器材，有些地理实验无法完成或实验效果不明显。对此，教师可以采用实操与多媒体视频、动画演示相结合进行实验教学，也是符合《2022年版地理课标》对虚拟实验的要求。同时，教师要引导学生对实验失败的原因进行分析，对实验器材进行改造、对实验方法进行优化，以培养学生的创新精神。

三、初中地理实验教学策略

（一）深刻领会课标要求，设计切实可行的地理实验

初中地理实验活动开展的前提条件是设计切实可行的实验。教师的首要任务是深刻领会《2022年版地理课标》的要求，使学生能够初步掌握地理实验、社会调查、野外考察等地理实践活动的基本方法，能够在校内、校外的真实环境下，运用所学知识和地理工具，通过地理实践活动解决实际地理问题。在深刻理解地理课标的基础上，教师还应遵循以下地理实验设计基本要求：一是要根据学生的认知水平、接受能力，设计不会干扰正确概念形成的地理实验，防止学生对地理现象和地理过程理解不到位而造成对知识学习的负迁移；二是结合地理课程内容，设计具有可操作性、启发性、实验效果显著的实验，学生在教师的指导下能够自主动手操作，通过实验探究加深对地理知识的理解；三是地理实验所需要的材料是简单、易得的，市场上可以购买而价格不是很高，甚至有些可以是利用日常生活中产生的废旧物品，这样既不会造成学校和学生太大的经济负担，也能让地理实验教学真正落到实处。

实验是人们认识世界和改造世界的一种重要手段，是为进行直观教学提供感性认识的一种学习方式。地理实验教学不能拘泥于教材内容，而应立足教材，深入挖掘生活中与地理知识相关的教学资源，让学生在实验操作中加强与实际生活的密切联系，发展科学思维，培养创造能力［3］。教师根据地理课程目标要求和实验设计基本要求，借鉴教材、网络上已有的一些地理实验，舍弃或改进效果不明显的实验，同时创新其他地理实验，形成初中地理实验单（如下页表1）。

表1 初中地理实验单（部分）

[序号 实验名称 培养目标 1 制作地球仪，演示地球的自转 动手自制教具的能力和演示、模拟实验的能力 2 演示昼半球、夜半球和昼夜交替现象 3 制作等高线模型，探究等高线的疏密和坡度的关系 4 主要地形类型沙盘的制作 5 太阳光照的直射与斜射 操作演示地理实验的能力 6 太阳高度与影子长短的关系 7 植被覆盖率对水土流失的影响 8 海陆热力性质差异的测定 9 风力侵蚀和风力沉积的作用 10 影响水力发电的因素 ]

以上实验设计主要分成两类，第一类（1—4号）是先由学生自己制作简易教具，再进行实验，旨在引导学生深刻认识地理工具，同时提高使用地理工具分析地理事物和地理现象的能力；第二类（5—10号）是直接购买现成的物品替代实验器材，或是教师制作好教具由学生动手操作演示。第一类实验的演示效果会受学生自制教具好坏的影响，但因教具制作并不是特别难，所以教师只需在实验演示前帮助学生修正教具以使其达到演示要求即可。第二类是用其他物品替代实验器材或是教师制作好教具，而且每一项实验均经过教师的实操验证其效果，所以实验成败的因素应与器材无关，关键在于学生的操作演示。初中地理实验教学重点是让学生在教师的引导下正确操作实验工具、观察和分析现象、得出实验结论，从而提高学生对地理知识的理解和掌握。

（二）紧扣核心素养要求，编写地理实验报告册

实验报告册是与教材相配套的一套专门指导学生进行实验操作、实验练习的教学资料，对培养学生的实验技能、提高学生的操作能力具有重要的实用价值。初中地理学科一直没有统一规范的实验报告册，为了更好地进行地理实验教学，将地理实践力核心素养的培养落到实处，笔者编写了《中学地理实验报告册》，使实验内容编排及实验要求更符合学生实际的认知结构。

笔者以“海陆热力性质差异的测定”实验为例，说明实验报告的编写。“海陆分布与气候”属于湘教版地理七年级上册教学内容，为了让学生理解“纬度相同的地方，在夏季，海洋上气温低些，陆地上气温高些；在冬季，陆地上气温低些，海洋上气温高些”这一结论，教材安排了“探究海陆温度变化的差异”活动，简单列出了材料、工具和实践过程（如图1）。

[【材料及工具】清水、干沙土，型号相同的烧杯2个、温度计2支。

【实践过程】

第一步：一个烧杯盛入3/4杯清水，另一个烧杯放入等量的干沙土，在两个烧杯中各插入一支温度计。把两个烧杯同时置于太阳光下照射2小时，读出两支温度计的数值。

第二步：把两个烧杯同时移入室内，2小时后再读出温度计的数值，看一看哪一个烧杯中温度计的数值变化大。 ]

图1 湘教版教材安排的“探究海陆温度变化的差异”活动

笔者在对实践过程进行实际操作后，对活动内容进行了改进优化。第一，将材料中的干沙土换成干细沙，效果更显著；第二，将装有两种物质的烧杯在太阳光下照射后，将放置在室内型号相同的两支温度计插入烧杯中测量温度，这样会更准确；第三，将在太阳光下照射和在室内静置的时间各改为10分钟，因为10分钟已达实验效果，2小时的实验时间太长，会受到一些不确定因素的干扰。为了让学生更明确实验过程和实验要求，笔者参考了物理、化学等学科的实验报告册，依据初中地理学科的特点，将活动内容转化成实验报告册，包括实验名称、实验器材（物品）、实验步骤、实验现象、实验结论及其他说明等（如表2）。

表2 初中地理实验报告册样例

[实验名称 海陆热力性质差异的测定 实验器材 水、干细沙，型号相同的烧杯2个、温度计2支 实验步骤 1.将一个烧杯中装半杯水，另一个烧杯中装等量的干细沙

2.将两个烧杯放到太阳光下照射10分钟

3.将两支温度计分别插入水和干细沙中测量温度

4.将两个烧杯放回室内，静置10分钟

5.将两支温度计分别插入水和干细沙中测量温度 实验现象 阳光下：水温     ，干细沙温

室内：水温     ，干细沙温      实验结论 成功 在接受同等太阳辐射的情况下，水温上升    ，比干细沙的温度   ；在室内静置一段时间后，水温下降    ，比干细沙的温度

水的比热容大，升温   ，降温   ；干细沙的比热容小，升温   ，降温    失败 原因：

其他说明

]

因实验报告册的使用对象是初中生，所以实验器材和实验步骤必须表述准确、详细。实验现象和实验结论采用填空的形式让学生完成。若实验失败了，还要求学生“复盘”实验过程，填写失败原因。在“其他说明”一栏里，学生可针对地理实验的实际情况做一些必要的说明，如实验受到天气的影响、修改了哪种实验器材、是否优化了实验操作方法或步骤等。

（三）培养动手操作能力，做好实验过程指导

在地理实验教学中，教师一方面要充当实验教学的组织者和引导者，指导学生自主设计和操作实验；另一方面要积极调动学生的创新思维，启发学生改进和创新实验。为了增强学生的团队合作精神和实验活动参与度，教师通常安排5—6名学生为一个实验小组，也可以视实验的具体情况进行调整。学生先通过教师现场讲解和小组讨论，明确实验要求、方法和步骤，然后才开始动手操作；操作过程中，组员要分工协作，严格遵循实验步骤进行，如实填写实验报告册。教师要关注每个小组的操作，对不规范或有错误行为的要及时给予纠正。同时，教师通过手机录像记录学生实验过程，对于效果特别明显或失败的实验，可通过录像回放查找原因。教师鼓励学生进行实验创新，指导学生按自己的想法改进实验，再将改进后的实验演示一遍，与原实验设计进行对比，找出相同与不同、优势与不足，培养学生的创新精神和动手操作能力。

例如，在“海陆热力性质差异的测定”实验中，教师指导学生将温度计从中间直立插入水或干细沙的中部，温度计不能与烧杯直接接触。学生手持温度计顶端，保持直立插入状态，视线与温度计中液柱的表面处于同一水平时才读出数，测得干细沙的温度明显高于水的温度，记录下相关读数。学生将温度计取出，把两个烧杯放到室内静置10分钟后，再次按同样的要求分别测量水和干细沙的温度，两者的温度均有所下降，干细沙的温度下降得更多，证明本次实验成功。最后，教师引导学生思考：“还可以用什么物质来替代沙子和水呢？”学生通过讨论，认为海洋的主体就是水，水是不能替代的，沙子可用小碎石或土壤来替代。接着，学生用小碎石和土壤再次进行实验，发现同样存在温差，但是效果不如干细沙明显。

（四）用好实验素材，使地理实验与课堂教学相结合

长期以来，大部分初中学校没有专门的地理实验场所，缺乏专业的实验设备。教师在初中地理教学中只是注重知识的灌输，忽视地理实验教学，没有充分发挥生活中的实验教学资源在地理课堂教学中的作用［4］。地理实验教学强调演示与参与，能够有效改变学生被动接受知识的学习方式，让学生在实验设计、实验操作、实验观察、实验分析的过程中主动认识地理事物的特征、规律、成因和原理。教师所选取或设计的地理实验应紧扣《2022年版地理课标》要求，将实验的过程和结果与课堂教学相结合。课堂上，教师可以将课程教学内容通过实验操作进行教授，也可以选取实验小组代表对实验的过程和结果进行分享。学生通过实验探究活动，对教材的结论或地理现象会有更深入的理解，这远比教师纯粹的讲解或视频、动画的演示效果更好。

例如，在“主要地形类型”一课教学中，教师安排学生参与“主要地形类型沙盘的制作”实验，让学生用湿润的沙子堆出高原、山地、丘陵、盆地和平原。当学生能准确地将这些地形制作出来时，说明学生已经掌握这些地形类型的特征。学生通过制作沙盘，加深了对主要地形类型的认识。教师使用一定的设备和材料，模拟地理现象的发生、发展过程，或是制成地理模型，让学生通过实验操作和观察，激发学习、探究和创造兴趣，也能加深学生对地理知识的理解和掌握。

总之，初中地理实验教学的实施，符合学生地理核心素养的培养目标。地理实验生动、有趣、直观，不但可以加深学生对教材内容的理解和记忆，还可以培养学生多方面的能力。因课堂教学时间的限制，教师不可能将所有的地理实验在课堂上进行演示操作。教师可以将一些相对容易操作的实验作为课后作业，让学生利用课余时间自主完成，以此来替代纸质作业练习，减轻学生手写作业的负担，将“双减”落到实处。学生将自己的实验操作、实验观察、实验结论运用于生活和学习中，有助于地理核心素养的发展。

参考文献

［1］唐祥蓉.地理课堂中的实验教学方式研究［J］.科学咨询（教育科研），2016（9）：97-98.

［2］曹生平，古新.浅析地理实验教学中存在的问题：以甘南地区为例［J］.学周刊，2017（7）：77-78.

［3］陈炳飞.地理实验教学的生成策略［J］.教学与管理，2016（28）：64-66.

［4］张海，马建宁，牛科强.我国地理实验教学研究综述［J］.地理教学，2015（8）：16-20.

（责编 韦榕峰）