在高中進行地理課堂實驗教學的探索

　　實驗教學是一種直觀、形象的教學方法，它通過實驗手段，高度濃縮地展示人們認識和發現某一知識、原理的過程，讓學生在較短的時間內獲取知識、鞏固知識或培養實際操作能力，并為掌握其它知識打下基礎。地理課堂實驗教學是指在理論課中的實驗環節，是地理課堂教學工作的重要組成部分。地理課堂實驗教學的基本任務是通過有計劃、有步驟的實驗演示或實驗過程的體會，通過教師或學生試驗—觀察—提問—探索，根據實驗的現象、數據或者結果探索實驗現象等產生的原因，分析并解釋地理問題，從而實現對學生進行觀察、操作、分析、歸納、綜合等地理技能和能力的培養；通過地理實驗，加強教學的直觀性、研究性，利于學生對抽象的地理原理、規律的理解，使學生在學習的過程中體會發現的樂趣。
　　
　　傳統地理教學中缺乏實驗教學所帶來的弊端
　　
　　受傳統教育觀念的影響，我國中學科學教育長期忽視實驗教學。多年來，由于中學地理屬于基礎教育中的“文科”類，因此就更加遠離實驗。回顧我國各個時期的地理教學大綱，很難找到地理實驗的具體要求，絕大多數學校也沒有地理實驗的場所和設備。
　　事實上，地理學科中對自然地理和人文地理現象的分析和規律的提煉，許多都是通過實驗驗證而得來的，在教學中，實驗恰恰是最直接的傳遞知識與規律的手段。傳統地理教學對實驗的忽視，直接的后果是相當一部分學生對地理學原理和現象的死記硬背，形成僵化的地理口訣和條目，從根本上喪失了地理學科思想的掌握。
　　 但是新課程改革促使這一局面得到扭轉。2003年教育部頒布的《普通高中課程方案（實驗）》將地理學科劃歸為“人文與社會”和“科學”兩個學習領域，這就為地理學科實施科學實驗提供了充分的依據。“科學”學習領域的其它學科，即物理、化學、生物在實驗教學方面已有很大突破，只有地理學科在此方面還很薄弱，還不能體現科學學科的教學特色。新課程力求改變以知識傳輸為主的教學方式，要求以創新精神和實踐能力為重點，建立新的教學方式。實驗教學因其實踐性、探究性強，是培養學生地理素養的良好途徑，必將成為地理新課程實施中的重要教學手段。
　　《普通高中地理課程標準（實驗）》在基本理念、課程目標、內容標準等方面對實驗教學首次提出了明確的要求。新課標在基本理念方面提出“倡導自主學習、合作學習和探究學習，開展地理觀測、地理考察、地理實驗、地理調查和地理專題研究等實踐活動”。新課標在課程目標的“知識與技能”方面要求“學會獨立或合作進行地理觀測、地理實驗、地理調查”。新課標的內容標準則在多處提出地理實驗的建議，如“利用身邊可以找到的材料(如透明塑料袋、塑料薄膜、玻璃瓶等)和溫度計，做一次模擬大氣溫室效應的小實驗。”由此可見，地理新課標將實驗教學提到了前所未有的高度，我們可以借助新課程改革的契機，推動地理實驗教學的發展。
　　
　　高中課程改革背景下地理學科實驗教學的探索
　　
　　雖然北京市在2007－2008年度才正式進入新課程改革，但“新”的嘗試已經在這幾年逐步進行。在過去的幾年教學中，我們嘗試過多次地理課堂演示實驗，事實證明，課堂實驗對于突破教學難點、 啟發學生的邏輯思維、培養學生的探究精神、提升學生對地理學科的“認知”水平有極大的作用。
　　以高中地理必修（一）第二章“地球上的大氣”為例，這一章的內容涉及很多原理和規律，對于學生理解掌握知識、運用知識帶來很大困難。如果我們能在教學中設計一些課堂實驗，讓自然的原理和規律直觀地展現在學生面前，則可以有效地解決教學的難點。比如第一節“冷熱不均引起的大氣運動”，標題展現的就是原理，在教學中我們設計了這樣一個演示實驗——
　　材料準備：
　　①一個透明的塑料糖盒，在糖盒上部側壁上用裁紙刀割出一個約一平方厘米的小洞；在盒底中心也割一個相同的小洞，在洞邊緣上粘貼一些彩色細絲線(將塑料編織繩撕成細絲最好)。
　　②一只蠟燭，火柴，酒精燈
　　③一塊炭塊
　　④一些沙子（隔熱用）
　　演示過程：將沙子鋪在講臺上，點燃酒精燈加熱炭塊，當炭塊燒紅時放在沙子上，然后迅速將糖盒倒扣，使燒紅的炭塊位于中心部位；點燃蠟燭，使燭火位于糖盒側壁的小洞附近。
　　演示效果：蠟燭火苗向小洞內飄動，粘貼在盒底的彩色絲線向上飄動。（如圖所示）
　　
　　（在演示前，根據不同班級學生的狀況進行不同層次的設問設計）
　　導師曾告訴我們一個古老的教育諺語：“告訴我，我忘記了；演示給我看，我記住了；讓我參與，我理解了”。實驗教學強調演示與參與，它能夠有力地改變被動接受式的學習方式，讓學生在實驗設計、實驗操作、實驗觀察記錄、實驗分析研究的過程中主動獲取知識、得出結論。在上述演示的基礎上，我們引導學生思考“如果沙子上放置的是冰塊，會出現什么樣的實驗效果？”“把兩種實驗現象綜合起來考慮，能否解釋蠟燭火苗和絲線的飄動原因？”……在課后作業環節中，我們布置了讓學生自己動手做演示的作業——“利用不同選材，設計一個熱力環流的實驗，并利用課本原理解釋實驗現象。”
　　經過這樣的實驗教學，配以恰當的設問引導，可以順利幫助學生理解“冷熱不均是大氣運動的根本原因”、“熱力環流的形成”、“水平方向上的氣壓差導致大氣的水平運動”等原理知識。通過階段測驗反饋，95％的學生能夠順利正確地畫出熱力環流圖，86％的學生能夠說出兩個以上的生活中利用熱力環流原理或熱力環流表現的例子。
　　
　　地理學科實驗教學實踐探索與反思
　　
　　在進行地理課堂實驗的探索中，積累經驗的同時也產生了許多反思：
　　首先，要確保實驗設計的科學性。地理實驗雖然是一種直觀、形象的教學方法，但與實際地理過程畢竟有很大差別，現實中，某一種自然現象的影響因素是多方面的，所以實驗的科學性的保證是個很大的問題。這就要求我們在實驗的設計過程中，力求從“小”處突破，能夠解決一個基本的原理，能夠說明一種現象產生的一種原因就可以，然后再做遷移和推理，與實際環境中的地理現實相結合。不要設計“大”實驗，如“三圈環流的形成”“洋流的分布規律”等。
　　其次，要準確把握地理實驗教學的目標。地理實驗的確能鍛煉和培養學生的想象能力和創新能力，培養學生的觀察能力、邏輯思維能力和歸納、分析能力，還能夠培養組織能力、實際操作能力、解決問題能力等，但我們不能為了實驗而實驗，將地理課改成實驗課。要明確實驗教學的最終目的是為完成地理學科教學的最終目標服務的。在《地理課程標準》中明確指出，高中地理課程的總體目標是“要求學生初步掌握地理基本知識和基本原理；獲得地理基本技能，發展地理思維能力，初步掌握學習和探究地理問題的基本方法和技術手段；增強愛國主義情感，樹立科學的人生觀、資源觀、環境觀和可持續發展觀念。”所以，地理實驗只是實現教學目標的手段之一，決不是教學的目的。我們要特別注意不要出現前幾年多媒體進入課堂時，“為了使用而使用”的現象。
　　最后，要創造性地實現地理實驗課程設計。地理實驗對于大多數學校和教師而言是個新鮮事物，要獲得學校和老師們對“地理實驗”的認可需要一個過程，也許在我們借用實驗場地、實驗材料、實驗設備，安排實驗時間等問題上會出現不如意的事情，但我們要努力克服，盡量爭取。比如，我們在設計實驗的時候最好注意所選擇的實驗材料的來源，最好是來自于我們的生活中常見的素材，如果等著學校“建地理實驗教室、配地理實驗員、購買高精度的實驗儀器”，那我們的課堂實驗就無法進行了，可能也未必是地理實驗教學的主流發展方向。
　　總之，地理課堂實驗利于改變教師的“教”法和學生的“學”法；利于教師發現學科的魅力，利于學生形成濃厚的科學興趣；利于師生共同形成和提升實事求是的科學態度、嚴謹細致的工作作風、堅韌不拔的意志，這些無疑是新課程改革鎖定的目標。■
　　□編輯 郭卿