一、從一個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)起
2009年11月,筆者參加全省地理優(yōu)質(zhì)課評(píng)比觀摩活動(dòng),感觸良多。其中,一位教師展示地理必修一第二章第一節(jié)“冷熱不均引起的大氣運(yùn)動(dòng)”,為了描述清楚大氣的受熱過(guò)程,引導(dǎo)學(xué)生理解地面是大氣的直接熱源,該教師準(zhǔn)備了如下實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備:兩個(gè)帶瓶塞的大試管,一只試管底部放沙土(定為A),一只試管底部為空(定為B);兩只溫度計(jì);一座臺(tái)燈。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程:實(shí)驗(yàn)前學(xué)生觀察兩只溫度計(jì),溫度均為14℃。將兩只溫度計(jì)分別插入兩只大試管中,將兩只試管平放桌上。用一小臺(tái)燈對(duì)兩只試管加熱,十分鐘后讀取兩只溫度計(jì)溫度。A管中溫度計(jì)34℃,B管中溫度計(jì)24℃。
實(shí)驗(yàn)結(jié)論:①假設(shè)臺(tái)燈為太陽(yáng);②假設(shè)A管中沙土為地面;③假設(shè)管中空氣為大氣。授課教師最后得出結(jié)論:A管溫度計(jì)溫度高是由于沙土相當(dāng)于地球的地面,傳遞了更多的熱量給空氣。B管溫度計(jì)只能吸收臺(tái)燈釋放的太陽(yáng)輻射,溫度低。從而得出結(jié)論,地面是大氣的直接熱源。
問(wèn)題討論:實(shí)驗(yàn)之后,幾位教師深入探討,發(fā)現(xiàn)這一實(shí)驗(yàn)的幾個(gè)問(wèn)題以及設(shè)置上的錯(cuò)誤。①太陽(yáng)應(yīng)該是平行光線,不能用臺(tái)燈模擬。②實(shí)驗(yàn)操作有問(wèn)題,A管中溫度計(jì)接觸了沙土,沙土把熱量直接傳導(dǎo)給了溫度計(jì),改變了熱量傳遞的方式。③實(shí)驗(yàn)中,兩試管都放置于桌面上,桌面無(wú)形中充當(dāng)了地面,也釋放了地面輻射。④實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不能說(shuō)明問(wèn)題,如果說(shuō)B管溫度升高了10℃是由于直接吸收太陽(yáng)輻射。A管的溫度升高了20℃,是由于吸收地面釋放的地面輻射的10℃+直接吸收太陽(yáng)輻射的10℃。那么直接吸收太陽(yáng)輻射和吸收地面輻射均可讓溫度計(jì)溫度升高10℃。這樣如何說(shuō)明地面是大氣的直接熱源?所以這個(gè)實(shí)驗(yàn)有很多問(wèn)題。
實(shí)驗(yàn)修改:①改用平行光,最好是能釋放較高能量的光源,模擬短波輻射。②將兩試管吊于空中,不與地面和桌面接觸。③溫度計(jì)不能直接接觸沙土。④實(shí)驗(yàn)時(shí)間應(yīng)該更長(zhǎng)。
二、如何實(shí)施高中地理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)
《普通高中課程方案》將地理學(xué)科劃歸為“人文與社會(huì)”和“科學(xué)”兩個(gè)學(xué)習(xí)領(lǐng)域。地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)即學(xué)生在教師的指導(dǎo)下完成一系列的地理實(shí)驗(yàn),并得出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,從而完成既定的學(xué)習(xí)任務(wù)。與理、化、生等“科學(xué)”類學(xué)科一樣,地理實(shí)驗(yàn)具有很強(qiáng)的直觀性、實(shí)踐性和探究性,可以改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),在地理教學(xué)中的作用和地位日顯重要。但是,由于實(shí)驗(yàn)過(guò)程往往需要較長(zhǎng)時(shí)間,其中包括實(shí)驗(yàn)前期的準(zhǔn)備工作(實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)室的儀器配套設(shè)施等),實(shí)驗(yàn)中的演示、講解和操作過(guò)程,實(shí)驗(yàn)后期的反饋和評(píng)價(jià),因此教師只能將地理實(shí)驗(yàn)作為一種新課導(dǎo)入方式,或一節(jié)課中的插曲,這也是導(dǎo)致地理實(shí)驗(yàn)大多倉(cāng)促、短暫、淺嘗輒止的主要原因,同時(shí),高中地理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的起