
達·芬奇說:“實驗是科學知識的來源,智慧是實驗的女兒”。有句古老的教育諺語說:“告訴我,我忘記了;演示給我看,我記住了;讓我參與,我理解了”。這些名言說明實驗的重要性。地理應該是貼進生活的,地理實驗更應該貼近學生的生活實際,地理實驗資源應從學生生活中來,到學生學習中去。可否設計一系列與學生實際生活關系密切、原料易得、操作簡便的地理實驗,尤其是從學生生活實際中挖掘地理實驗資源。這樣既能聯系學生生活實際,又能激發地理學習積極性和發展創造力。
一、從學生日常生活中挖掘地理實驗資源
從某種意義上講,學生的生活是地理教學的資源和起點,是教學活動的源頭和活水。地理教學要充分利用和挖掘學生寶貴的生活資源,并進行實驗開發,為地理教學增添“催化劑”,培養學生地理親近感。地理事物的成因與規律是很富有魅力和具有規律性的,因為是科學規律,往往不能在課堂中親歷其變化,但是可以從學生平時生活中挖掘地理實驗資源,通過一些生活小實驗驗證其原理的真實性與科學性。
例如,講到熱力環流時,可設計如下模擬實驗及問題:如一碗滾燙的熱面湯與冰棍形成熱力環流圖(圖1),運用板畫表示實驗過程,這樣不僅簡單直觀,讓人過目不忘,而且有助于學生關注生活中的地理現象,激發探究熱情。
又如,學習“影響氣候的因素”之一——洋流時,可利用學生生活中的例子進行如下地理實驗探究。一個杯子裝著1/4杯冷水,讓學生觀察能否看到水汽在蒸發?(不能),然后再往杯子里倒開水,請學生思考這一過程相當于是暖流,還是寒流?(暖流),隨著開水的不斷加入,水溫不斷升高,可看到杯子口產生什么現象?(水汽在蒸發)學生通過該實驗可說明暖流的性質是什么?氣溫較高(增溫),水汽較多(增濕)。然后由學生再去做如下實驗:一個杯子裝著1/4杯開水,讓學生觀察能否看到水汽在蒸發?(能),然后再往杯子里倒冷水,叫學生思考這一過程相當于是暖流,還是寒流?(寒流),隨著冷水的不斷加入,水溫不斷下降,可看到杯子口產生什么現象?(水汽在消失)學生通過該實驗可說明寒流的性質是什么?氣溫較低(降溫),水汽較少(減濕)。通過以上實驗,使學生得出:暖流經過的沿岸氣溫較高(增溫),水汽較多(增濕);寒流經過的沿岸氣溫較低(降溫),水汽較少(減濕)。
二、從學生親身體驗中挖掘地理實驗資源
最深奧的原理往往體現在最常見的生活現象中,牛頓從蘋果落地的現象中悟出萬有引力定律,對生活中一些現象的體驗、反思、驗證,可以幫助學生更好地發現、理解、領悟科學知識。在講解一些抽象、又遠離學生的地理原理時,可以用學生親身體驗的生動事例,結合地理實驗,用講解的方法在學生腦海再現地理實驗過程,幫助學生加深理解地理原理。例如,講解海陸熱力差異時,聯系在炎熱盛夏的中午,有的學生在高溫下熱的汗流浹背,此時到河里或游泳館游泳,體驗到水里溫度比岸上低,起到降溫解暑的作用。讓學生思考這是什么原因?在炎熱盛夏的傍晚或晚上,此時到河里或游泳館游泳,體驗到水里溫度比岸上高,上岸后體驗到岸上溫度較低,要趕快穿上衣裳。讓學生思考這是什么原因?從學生親身體驗中挖掘地理實驗資源,使學生在腦海里再現實驗過程,這樣可以增強趣味性,有利于幫助學生理解較難的抽象地理原理,同時可以節省時間,節約資金,增強教學效果。
三、從生活廢舊材料中挖掘地理實驗資源
地理實驗應盡量考慮就地取材,利用生活廢舊材料,節約開支,這樣不受條件限制,使學生人人可以參與。例如,講解等高線地形時,安排學生制作“等高線繪法示意圖”模型,利用廢舊包裝箱內用于防震的泡沫塑料板,要求厚度一樣,裁紙刀、幾根細鐵絲或竹簽。制作過程:取5—6層泡沫塑料板重疊在一起,用細鐵絲或竹簽插成一個整體,然后再用裁紙刀根據等高線地形起伏切削成山體的形狀,并完成山峰、山脊、山谷、鞍部、陡崖等形態。
又如,講到地球的形狀和經緯線時,利用廢舊的乒乓球制作地球儀模型,要求學生親自在乒乓球上畫出地球兩極、赤道、回歸線、極圈、經緯網等,還可以利用其演示地球的運動情況等。還可以利用廢舊的透明塑料袋、塑料薄膜、玻璃瓶材料,加上平時備有的溫度計,做一次模擬大氣溫室效應的實驗。
四、從相關學科中挖掘地理實驗資源
地理學科既包含自然地理,又包括人文地理,是多學科交叉的邊緣學科。地理學科許多知識與物理、化學、生物等學科知識密切相關,諸如地球運動、大氣運動、水體運動、地殼運動等都與物理知識有關。因此,地理知識的傳授及地理實驗可從物理、化學、生物等學科中挖掘實驗資源。這樣,既可以培養學生的學科綜合素質,又可以降低其學習地理的難度。
例如,講解“火山噴發”模擬實驗時,可以運用物理原理設計實驗。火山噴發的真正內因是壓力差,造成壓力差的原因是溫度差、熱脹冷縮原理。內部在高溫的情況下,巖漿和空氣不斷膨脹,內部的壓力在不斷增加,當火山口無法承受時,高壓氣體首先沖破火山口的巖石層,然后巖漿噴涌而出……可設計這樣一個模擬實驗:在一個燒瓶里裝一些紅色的水,用帶小吸管的橡皮塞封口,再用蠟油密封住吸管口;然后給燒瓶加熱,當溫度上升時,紅色的水和空氣不斷膨脹,里面的壓力不斷增強,最后沖破封口的蠟塊,噴出紅色的水,紅色的水猶如巖漿一樣噴發。
又如,解釋“水體富營養化”時,可運用化學、生物知識來做實驗驗證:通過對含磷洗衣粉、無磷洗衣粉、清水的溶液中,觀察“水葫蘆”的生長過程,以判斷磷對植物生長的影響,從而感性認識水體富營養化的過程。實驗步驟:選擇肥嫩適中的水葫蘆,準備有磷洗衣粉、無磷洗衣粉、清水;然后將重量完全相等的水葫蘆分別放入三個小盆中并向其倒入1 000毫升的含有磷洗衣粉的溶液、含無磷洗衣粉的溶液及清水,使水葫蘆的根部完全浸入溶液或清水中,在三盆水葫蘆的上面分別放上紗布,以防止水分過快的蒸發;接著將三盆浸入溶液或水中的水葫蘆并排放在窗臺前(室溫約15~25攝氏度),保證每天的光照時間;每天觀察有磷洗衣粉溶液、無磷洗衣粉溶液、清水三盆中水葫蘆的生長情況,并進行記錄,5天為一個周期。根據實驗結論,有磷洗衣粉溶液的水葫蘆的長勢明顯好于其它兩種溶液,并且水體的渾濁度也高,從而認識到含磷生活洗滌用品的排放會導致水體富營養