實(shí)驗(yàn)教學(xué)在美國
——以地震單元為例

上海市海南中學(xué)（200080） 潘紅星

實(shí)驗(yàn)教學(xué)在美國
——以地震單元為例

上海市海南中學(xué)（200080） 潘紅星

地理包含自然科學(xué)內(nèi)容，所以，實(shí)驗(yàn)教學(xué)理應(yīng)是地理教學(xué)的一部分。然而在我國的中學(xué)階段地理長期以來屬于文科，實(shí)驗(yàn)教學(xué)長期遭到忽視。

去年9月24日，我作為上海—加州影子校長項(xiàng)目的一名學(xué)員來到加州進(jìn)行為期2個月的學(xué)習(xí)。我被安排到坦布爾高中（Temple City High School），我的主要工作是隨校長參加一些會議和活動，其余時間進(jìn)教室聽課，與學(xué)生和教師交流。也許是專業(yè)的本能，我最想聽的還是地理課。但是，美國沒有地理課。

一次偶然的機(jī)會，我踏進(jìn)了地球科學(xué)（Earth Science ）的課堂，我欣喜若狂：這不就是我們的自然地理課嗎？整個10月份他們教授的主要內(nèi)容是有關(guān)地震的知識，我總共聽了八節(jié)課，發(fā)覺他們的課堂一大特點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)多，其實(shí)驗(yàn)教學(xué)存在以下幾個特點(diǎn)。

一、實(shí)驗(yàn)有規(guī)范的操作步驟

以地震地點(diǎn)的確定實(shí)驗(yàn)為例，這個實(shí)驗(yàn)是在課堂上完成的，并且是個體實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)包含了實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)所需的材料、實(shí)驗(yàn)的技能、實(shí)驗(yàn)的步驟、實(shí)驗(yàn)的分析和結(jié)論、更多的探索幾部分，學(xué)生只要按實(shí)驗(yàn)步驟操作即可順利地完成實(shí)驗(yàn)。如書上有這樣的內(nèi)容：你怎樣才能確定地震地點(diǎn)呢？接著列出了實(shí)驗(yàn)所需的材料，有鉛筆、圓規(guī)、世界地圖等；實(shí)驗(yàn)所需的技能包含有測量、地圖的解讀和分析等。

實(shí)驗(yàn)的步驟分三步：

1．圖1、2、3是三幅分別在紐約、西雅圖、墨西哥城所記錄的同一次地震的地震波圖，利用三幅圖中P波和S波的時間差和圖4，計(jì)算出三個城市離震中的距離，并記錄在表1中；

2．在圖5地圖上確定紐約、西雅圖、墨西哥城三個城市的位置；

圖1

圖2

圖3

圖4

圖5

3．以三個城市為圓心，按圖上比例尺換算，以每個城市離震中的距離為半徑畫三個圓，三個圓的交點(diǎn)即震中。

實(shí)驗(yàn)的分析和結(jié)論：

1．利用圖4計(jì)算出三個城市離震中的距離有多遠(yuǎn)？

2．三個城市離震中的距離以公里為單位分別是多少？

3．震中的地理位置大致是多少？

4．紐約記錄到的P波是在UTC 9:01，請問地震是在UTC何時發(fā)生？請解釋原因。

表1 Data Table

更多的探索：利用英特網(wǎng)或圖書館資源，將最近10次地震的時間、地點(diǎn)和震級以表格的形式列出來，然后在班上作一個交流。

防震屋的制作，老師以課外作業(yè)的形式布置，并且要求是團(tuán)隊(duì)完成。在作業(yè)要求里老師注明：材料費(fèi)平攤，作業(yè)10月24日交，作業(yè)的分值是25分，房屋長和寬都是10英寸，高14英寸，如果是二層或三層樓的，長和寬的要求一致，另外每層層高10英寸，同時，還列出了所需的材料和不能使用的材料，由于防震屋要放在地震臺上測試，老師還特別要求學(xué)生制作的防震屋的底不能超過0．25英寸厚。

二、實(shí)驗(yàn)過程鼓勵學(xué)生創(chuàng)新

雖然對防震屋的制作教師規(guī)定了尺寸，也規(guī)定了必須是團(tuán)隊(duì)合作，實(shí)際學(xué)生制作的防震屋可謂是五花八門，從材料上看，有用餅干制作的，有用棉花糖制作的，有用冰棍棒制作的，有用牙簽制作的，有用硬紙板制作的，有用木頭制作的，有用廢舊材料制作的，也有用樂高積木搭成的；從層高來看，有一層的，有二層的；從建筑風(fēng)格看，有蒙古包式的，有歐式建筑，有干欄式建筑，有軍營式的；從顏色看，有原木色的，有彩色的，有迷彩色的。可以說是創(chuàng)意無限，精彩紛呈。一個年級將近五百位學(xué)生，一百多份作業(yè)，我觀察下來沒有一份是類同的。看到滿屋子的防震屋，我激動異常，在征得安東尼老師同意的條件下，我急忙掏出相機(jī)，把他們精彩的創(chuàng)作記錄下來。

圖6

當(dāng)安東尼把學(xué)生的作品放在地震臺上搖晃30秒鐘時，學(xué)生相當(dāng)緊張，有的甚至屏住呼吸。當(dāng)他們的作品經(jīng)受住考驗(yàn)時，他們歡呼雀躍。我試著問了幾個組的學(xué)生他們作品通過測試的感受時，他們的回答幾乎相同：很激動，很享受，很高興。

有些學(xué)生的防震屋是用食品做的，當(dāng)這些防震屋通過防震測試后，他們就快快樂樂地一起享受他們的美食，吃得津津有味。作業(yè)過后還能享受美食，可能那也是美國特色。無論從過程看，還是從結(jié)果看，學(xué)生一路收獲的是快樂。

三、實(shí)驗(yàn)評價聚焦實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)

還是以防震屋的制作為例，安東尼老師的評價緊緊圍繞制作要求，具體見下表：

表2

雖然制作材料允許學(xué)生多種選擇，制作的風(fēng)格由學(xué)生小組商量決定，但安東尼老師在評價學(xué)生的作業(yè)時還是有基本的要求，如尺寸、材料、美觀性、抗震程度等。可以說，他的這份評價表是緊扣當(dāng)初給學(xué)生的制作要求的。每份作業(yè)放到防震臺上測試前，他都請學(xué)生一一地用卷尺量他們制作的防震屋的尺寸，凡是按要求制作的得5分，不按要求制作的適當(dāng)扣分，評價的嚴(yán)謹(jǐn)性由此可見。

經(jīng)歷了地震單元的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，我的最大感受：美國學(xué)生的創(chuàng)新能力、動手能力就是在這樣一節(jié)節(jié)的課上，一次次的實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)鍛煉出來的。