高中地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的幾個(gè)問題

上海市繼光高級(jí)中學(xué)（200086） 潘紅星

由于受傳統(tǒng)教育觀念的影響，高中地理屬于基礎(chǔ)教育中的“文科”類，因此，我國中學(xué)地理長期忽視實(shí)驗(yàn)教學(xué)，重理論、輕實(shí)踐，重書本、忽視實(shí)驗(yàn)的教學(xué)現(xiàn)象普遍存在。新一輪課程改革明確提出了地理實(shí)驗(yàn)的要求：“重視對(duì)地理問題的探究。倡導(dǎo)自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)和探究學(xué)習(xí)，開展地理觀測(cè)、地理考察、地理實(shí)驗(yàn)、地理調(diào)查和地理專題研究等實(shí)踐活動(dòng)”。中學(xué)地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)迎來了發(fā)展的機(jī)遇，地理實(shí)驗(yàn)在中學(xué)地理教學(xué)中被逐漸重視起來。

一、高中地理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則

1、 趣味性原則

地理實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)以引趣、激趣為原則，以幫助學(xué)生更愉快、更有效地學(xué)習(xí)為目的。如，學(xué)習(xí)月相變化這部分內(nèi)容時(shí)，教師事先準(zhǔn)備好一個(gè)一半涂黑一半涂白的籃球代表月球，涂黑的半球表示月球背對(duì)太陽，涂白的半球代表月球面朝太陽。適當(dāng)改變學(xué)生的座位方式，讓學(xué)生手挽手，背對(duì)背圍成圈模擬地球，老師則托住“月球”繞著“地球”運(yùn)動(dòng)，讓一位學(xué)生站在一側(cè)代表太陽，在演示的過程中學(xué)生能直觀地觀察到在新月、上弦月、滿月、下弦月四個(gè)位置時(shí)月相的不同，并能較容易地辨別上、下弦月亮面的差別。經(jīng)過這樣的探究性學(xué)習(xí)過程，學(xué)生對(duì)月相變化這部分內(nèi)容印象深刻，不易混淆，且記憶長久。難怪學(xué)完這部分內(nèi)容后學(xué)生發(fā)出了這樣的感慨：地理原來可以在玩中學(xué)，在玩中增長知識(shí)，在玩中培養(yǎng)能力。

2、 就近性原則

地理實(shí)驗(yàn)無論是實(shí)驗(yàn)器材的準(zhǔn)備，還是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)操作等堅(jiān)持就近性原則，學(xué)生可以就地就近取材，實(shí)驗(yàn)原理沒有高深難懂之處，緊隨他們所學(xué)的內(nèi)容，貼近學(xué)生的生活實(shí)際。如，在學(xué)習(xí)熱力環(huán)流之前，筆者讓學(xué)生回家觀察：當(dāng)櫥房的門虛掩，爐上的水煮沸時(shí)，人站在櫥房和客廳之間，手里舉一支點(diǎn)燃的蠟燭，分兩種情況觀察，一種情況是將蠟燭舉過頭頂，還有一種情況是將蠟燭貼近地面，分別觀察燭火的飄向。這個(gè)實(shí)驗(yàn)不受家庭條件的限制，只要注意防火安全，每位同學(xué)都可以操作。

3、 科學(xué)性原則

地理實(shí)驗(yàn)所用的器材可以簡單，實(shí)驗(yàn)原理也并不復(fù)雜，但實(shí)驗(yàn)的過程要堅(jiān)持科學(xué)性原則，無論是實(shí)驗(yàn)知識(shí)還是設(shè)計(jì)原理務(wù)必保證正確科學(xué)。如，學(xué)習(xí)地球自轉(zhuǎn)產(chǎn)生地轉(zhuǎn)偏向力時(shí)，很多地理同行介紹過：觀察水斗水流向的實(shí)驗(yàn)。理論上來說北半球水斗中的水應(yīng)該是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)流向下水道。但是，筆者實(shí)際觀察下來不一定，受水斗底部的形態(tài)、水量的大小和倒入水斗時(shí)的用力方向等一系列因素的影響，其結(jié)果不一定相同。因此，在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時(shí)，筆者還是用傳統(tǒng)的地球儀實(shí)驗(yàn)代替了水斗實(shí)驗(yàn)。

4、 安全性原則

地理實(shí)驗(yàn)無論實(shí)驗(yàn)器材的選擇還是實(shí)驗(yàn)操作過程要確保學(xué)生安全。在實(shí)驗(yàn)器材的選擇上，教師要把好關(guān)；在實(shí)驗(yàn)過程的操作上，教師要事先嘗試，確保學(xué)生實(shí)驗(yàn)的安全。如，火山噴發(fā)的模擬實(shí)驗(yàn)從查閱的資料來看，有的教師用重鉻酸銨引燃的方法，從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來看可能更逼真。但考慮到該實(shí)驗(yàn)有一定的危險(xiǎn)性，且重鉻酸銨屬于危險(xiǎn)藥品，中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室不一定配備，因此，筆者還是用面粉、蕃茄醬的實(shí)驗(yàn)來替代。

5、 主體性原則

地理實(shí)驗(yàn)關(guān)注學(xué)生的知識(shí)起點(diǎn)，設(shè)計(jì)貼近學(xué)生的能力要求，堅(jiān)持以學(xué)生為主體，鼓勵(lì)學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，從中培養(yǎng)和鍛煉學(xué)生的能力。剛開始開展地理實(shí)驗(yàn)時(shí)，可能教師要考慮得多一些，在師生共同討論和操作的過程中完成實(shí)驗(yàn)。隨著時(shí)間的推移，教師可以適當(dāng)?shù)胤攀肿寣W(xué)生自己去設(shè)計(jì)、準(zhǔn)備并操作實(shí)驗(yàn)，體現(xiàn)學(xué)生的主體性，教師則在一旁指導(dǎo)。

6、 體驗(yàn)性原則

地理實(shí)驗(yàn)關(guān)注學(xué)生的創(chuàng)造性能力的培養(yǎng)，要以學(xué)生親身體驗(yàn)知識(shí)的形成過程為主，通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生地理學(xué)習(xí)的興趣，發(fā)展學(xué)生地理學(xué)習(xí)的能力。

二、高中地理實(shí)驗(yàn)實(shí)施的局限條件

高中地理實(shí)驗(yàn)在教學(xué)中日益受到重視毋庸置疑，但在實(shí)施過程中其實(shí)驗(yàn)局限條件也不容忽視。

1. 就實(shí)驗(yàn)環(huán)境看缺少專用實(shí)驗(yàn)室

依據(jù)筆者的觀察，目前具備專地理專用教室的學(xué)校不多，屬鳳毛麟角，具備地理實(shí)驗(yàn)室的學(xué)校更是很難看到。中學(xué)普遍缺少專用的地理實(shí)驗(yàn)室，這在一定程度上制約了地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的開展。

2．就實(shí)驗(yàn)內(nèi)容看相對(duì)集中于《高中地理》上冊(cè)（高中地理《必修一》）

高中地理的實(shí)驗(yàn)相對(duì)集中于《高中地理》上冊(cè)，如在第一篇宇宙與地球，可以進(jìn)行太陽黑子的觀察、月相的觀察、月球同步自轉(zhuǎn)的模擬實(shí)驗(yàn)、地轉(zhuǎn)偏向力的實(shí)驗(yàn)、太陽高度的測(cè)量等；在第二篇巖石與地貌，可以進(jìn)行三類巖石特征的模擬實(shí)驗(yàn)、火山噴發(fā)的模擬實(shí)驗(yàn)、影響地震烈度因素的實(shí)驗(yàn)、地震中逃生的實(shí)驗(yàn)等；在第三篇大氣與天氣、氣候，可以進(jìn)行熱力環(huán)流實(shí)驗(yàn)、物候觀察實(shí)驗(yàn)、鋒面的模擬實(shí)驗(yàn)等；在第四篇水環(huán)境，可以進(jìn)行風(fēng)海流、密度流的模擬實(shí)驗(yàn)、洋流分布規(guī)律的模擬實(shí)驗(yàn)等。《高中地理》下冊(cè)內(nèi)容相對(duì)來說難于開展實(shí)驗(yàn)。

3、就實(shí)驗(yàn)過程看不能過于復(fù)雜

學(xué)習(xí)月球?qū)ｎ}“由于月球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)方向相同，周期相同，地球上總是看到相同的半個(gè)月面”這部分內(nèi)容時(shí)，學(xué)生理解起來很困難。為此，筆者在課上加入了一個(gè)人體演示實(shí)驗(yàn)，一名學(xué)生模擬地球，老師模擬月球，在A位置時(shí)，教師面朝地球；教師邊自轉(zhuǎn)邊公轉(zhuǎn)，在B位置時(shí)，老師自轉(zhuǎn)了90°，也公轉(zhuǎn)了90°，此時(shí)，教師依然面朝地球；同理，在C和D位置，教師始終是面朝地球。具體如下圖所示：

通過上述演示實(shí)驗(yàn)，學(xué)生對(duì)“為什么地球上總是看到相同的半個(gè)月面”的成因印象深刻。

但在觀察實(shí)驗(yàn)的過程中，也有學(xué)生提出：“模擬地球的同學(xué)為什么不能模擬地球的自轉(zhuǎn)？在教師由A位置到B位置的轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，月球自轉(zhuǎn)并公轉(zhuǎn)了90°，地球大約自轉(zhuǎn)了7圈左右。”同學(xué)的質(zhì)疑很有道理，這樣更接近月球和地球的真實(shí)運(yùn)動(dòng)情況，但在實(shí)驗(yàn)的過程中如果把地球的自轉(zhuǎn)疊加進(jìn)去，反而干擾了對(duì)月球同步自轉(zhuǎn)的觀察，“為什么地球上總是看到相同的半個(gè)月面”的教學(xué)難點(diǎn)反而沒有突破。因此，地理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和過程依據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模袝r(shí)不能過于復(fù)雜。

4、就實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象看有些難于觀察

學(xué)完火山這部分內(nèi)容后，為加深學(xué)生對(duì)火山結(jié)構(gòu)和火山噴出物組成的理解，筆者曾開展了一次“模擬火山噴發(fā)”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程如下：第一步師生一起來到化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，拿出了從家里帶來的面粉，和上水做成中空的圓錐形，放入蒸發(fā)皿中，四周和蒸發(fā)皿粘合在一起；第二步拿出從食堂要來的蕃茄醬，兌上水稀釋后倒入火山通道中，以倒?jié)M不溢出為標(biāo)準(zhǔn)；第三步把蒸發(fā)皿放在酒精燈上加熱，當(dāng)加熱到沸騰時(shí)可觀察到紅色的蕃茄醬從火山錐的頂部沸騰出，以此來模擬火山的噴發(fā)。通過這一實(shí)驗(yàn)，學(xué)生知道火山的結(jié)構(gòu)分為火山口、火山通道、火山錐。但是對(duì)于火山的噴出物有熔巖、氣體和火山灰難于全部觀察到。在實(shí)驗(yàn)的過程中水蒸氣可以模擬火山噴發(fā)的氣體，沸騰的蕃茄醬可以模擬火山噴發(fā)的熔巖，但對(duì)于火山噴發(fā)的火山灰及火山噴發(fā)的強(qiáng)度與熔巖的性質(zhì)和它所含的氣體量有關(guān)等難于模擬。

熱力環(huán)流是最基本的大氣運(yùn)動(dòng)方式。熱力環(huán)流的學(xué)習(xí)可以幫助學(xué)生理解海陸風(fēng)的成因、山谷風(fēng)的成因、城郊熱力環(huán)流的成因，也是學(xué)習(xí)三圈環(huán)流和季風(fēng)環(huán)流的基礎(chǔ)。在進(jìn)行熱力環(huán)流的實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們準(zhǔn)備了一只透明的塑料整理箱、冰塊、蚊香、打火機(jī)，把冰塊放在一側(cè)，點(diǎn)燃蚊香放在另一側(cè)，將透明的塑料整理箱罩在上面，觀察煙的飄向。不斷地變換蚊香的位置，觀察煙的飄向。實(shí)驗(yàn)結(jié)果是無論怎樣變換位置，我們都能觀察到點(diǎn)燃的蚊香煙上飄，箱內(nèi)上部的煙飄向冰塊一側(cè)。但是實(shí)驗(yàn)過程沒能觀察到箱內(nèi)下部的煙飄向蚊香一側(cè)，形成典型的環(huán)流。

5、就實(shí)驗(yàn)結(jié)果看存在一定誤差

如學(xué)完地球公轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)這部分內(nèi)容后，為了加深同學(xué)們對(duì)正午太陽高度定義及其年變化規(guī)律的理解，筆者帶學(xué)生開展了太陽高度角的測(cè)量實(shí)驗(yàn)。選擇天氣晴朗的上午第五節(jié)課，學(xué)生們從體育組借來卷尺、直桿，從數(shù)學(xué)組借來三角板，事先通過電臺(tái)校正手表時(shí)間。實(shí)驗(yàn)的原理學(xué)生很好理解，主要運(yùn)用數(shù)學(xué)三角知識(shí)。一般從11：40分開始每兩分鐘測(cè)量一次，并記錄測(cè)量結(jié)果，一方面利用測(cè)量結(jié)果驗(yàn)證是否在北京時(shí)間11：56分（即上海地方時(shí)12：00）時(shí)太陽高度角達(dá)到一天中的最大值，另一方面利用冬至日前后一段時(shí)間或春、秋分日前后一段時(shí)間的測(cè)量，體驗(yàn)上海正午太陽高度的年變化規(guī)律。但實(shí)驗(yàn)的結(jié)果誤差較大。學(xué)生在小結(jié)中這樣寫道：要使測(cè)量精確，所選的測(cè)量桿要細(xì)長筆直，桿要固定在地面上，所選的地點(diǎn)要確保桿影觀察清晰，用卷尺讀數(shù)時(shí)要耐心細(xì)致等。

紙上得來終覺淺，絕知此事須躬行。由于有些地理實(shí)驗(yàn)理論上可行，實(shí)際操作未必能行，因此，學(xué)生實(shí)驗(yàn)之前教師先要嘗試，確保學(xué)生實(shí)驗(yàn)的成功；地理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象未必全部能觀察到，因此，對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象局限教師要跟學(xué)生解釋清楚，確保學(xué)生掌握知識(shí)的全面科學(xué)；地理實(shí)驗(yàn)的結(jié)果未必精確，因此，教師要引導(dǎo)學(xué)生探討改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的方法，或?qū)ふ姨娲鷮?shí)驗(yàn)。