淺談地理實驗教學的有效性

安徽省懷遠第一中學（233400） 孫尚樓

淺談地理實驗教學的有效性

安徽省懷遠第一中學（233400） 孫尚樓

隨著高中地理新課程改革的實施和深入推進，地理教師依據高中地理課程標準，利用地理實驗進行地理教學越來越受到重視。但是，地理實驗費時、費事、費錢、低效等現象，還一直困擾著地理教師，不少教師有“葉公好龍”的心態。作者結合多年的教學實踐和體會，談談在新課改背景下地理實驗教學的有效性的一些做法。

一、適時、適量、適度

地理實驗的有效教學要本著“適時、適量、適度”的原則。適時、適量、適度的將實驗教學引入課堂，對提高教學質量和激發學生學習興趣將有重要的意義。

1． 根據教材內容適時開展地理實驗。例如高一剛開始就要學習“行星地球”，這對于剛剛進入高中的學生來說，起點太高，難度頗大，遠離學生。因此，在學習高中地理必修Ι第一章“行星地球”內容時，適時開展地理實驗，不但有助于學生理解和掌握這部分知識，也為以后的學習打下扎實的基礎，而且對于培養學生興趣，提高學生學習地理的積極性將具有重要的意義。如在學習“月相知識”時正值9、10月份，此時秋高氣爽，多晴朗天氣，應實施開展實地月相觀察實驗。

2． 當學生思維出現障礙，根據“最近發展區”理論，適時運用地理實驗將抽象的。遠離學生實際的地理原理和地理現象直觀化、具體化，幫助學生克服思維障礙。例如：在學習地球自轉時，地球表面的物體在沿水平方向運動時，其運動方向發生一定的偏轉，在北半球向右偏轉，在南半球向左偏轉。教師準備好實驗工具傘、紅墨水。然后按以下步驟完成實驗：

（1）甲同學撐開傘，站在一個空曠的地方，抬頭仰視傘面內側(排除其它因素對實驗現象的影響)。

（2）甲同學順時針地轉動傘。乙從傘頂往下看則為逆時針轉動，所以模擬的是北半球的地球自轉。

（3）乙同學向轉動的傘面頂部滴紅墨水(模擬沿水平方向做運動的物體)。

（4）觀察紅墨水的流動過程，發現墨水向運動方向的右邊偏轉。

（5）甲同學逆時針轉動傘，乙同學在傘面上滴紅墨水，觀察到墨水向左偏轉(模擬南半球沿地表做水平運動物體的地轉偏向現象)。

3． 地理教學要適量運用地理實驗。人教版必修1地理教材中地理實驗安排較少，教師可以根據教學內容設計地理實驗活動，讓學生體驗地理知識的形成過程，有利于轉變教學方式和學習方法，有利于培養學生實踐能力、觀察能力、探究意識、科學素養。以人教版必修1地理教材為例，安排以下地理實驗活動。

觀測星空，天球儀的演示，利用活動星空圖觀測恒星、行星及認識星座，月球基地應該是什么樣子，太陽日與恒星日區別；利用三球儀演示地、月、日三球之間的關系，當地太陽能利用方式的調查，觀察月相及其變化，觀察地軸傾斜角度與地面太陽光線的關系；時區轉盤的制作與應用，演示太陽直射光線與晨昏圈的關系；制作晝夜長短變化轉盤，演示四季形成，演示太陽高度角，測量正午太陽高度角，經緯度的測量，驗證地球自轉的自轉偏向力，地震波的傳播；地球內部圈層，模擬溫室效應，模擬熱力環流，模擬風的形成，觀測氣壓，觀測風向、風力，演示三圈環流，海陸熱力差異演示，季風活動演示，演示冷鋒、暖鋒天氣，演示城市熱力環流，演示氣旋、反氣旋，演示高氣壓、低氣壓；演示水循環，觀測河流的流向、流速、流量，演示水壩選址及水能的形成，演示世界洋流；鑒別三大類型巖石，鑒別礦物，采集當地礦物，實地考察當地地貌，演示風化、搬運、侵蝕、沉積作用，演示褶皺和斷層，演示火山的形成，制作地貌模型；觀察土壤剖面，土壤系列實驗，植被觀察和標本制作，校園植被調查，植被在防止水土流失方面的作用，水土流失的實驗，沙塵暴形成實驗等。

4． 地理教學要適度運用地理實驗。地理實驗教學須把握好深度和難度。如果深度和難度過大、過量，甚至脫離學生實際，將無助于學生對地理原理和地理現象的理解及運用，為實驗而實驗，這樣就會使地理實驗教學僵化、矮化。地理實驗教學要依據課程標準，針對教學內容，設計符合學生認知水平，操作性強，趣味性濃的地理實驗，防止地理實驗將簡單內容復雜化和復雜問題理想化。因為實驗不是教學的最終目的，地理實驗的目的是讓學生通過實驗去掌握地理知識和地理規律。

在地理實驗教學過程中，應有針對性地選擇那些教學中的重點和難點，尤其是自然地理方面的抽象內容，如地球運動、大氣運動、地殼變動等。這些自然現象和過程，都是不便和不能觀察到的，只有通過實驗教學，才能為學生更好的認識和理解。要立足本校實際情況和鄉土地理，如周邊環境、學校實施，充分利用這些資源，同時要針對學生的特點，精心選擇、修改和編制實驗，使每個學生都能在實驗過程中有所收獲，開發符合本校實情的地理實驗。

二、省事、省錢、省時

地理實驗的有效教學應省事，講究簡易性。《高中地理新課程標準》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。”實驗的設計要從實際出發，提倡用簡易而效能好的器材做實驗，難度不宜過大。這樣適宜在各個學校開展，不會受學校的條件的限制。如：

“用雨傘來證明地轉偏向力的存在、通過人影的變化來計算太陽高度角”等，實驗器材簡單隨手可得，又能了解學生的觀測、調查和實驗的能力。比較容易組織的實驗。

地理實驗的有效教學應省錢，講究節約性。盡量考慮到就地取材，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。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。

地理實驗的有效教學應省時，講究時效性。地理教學內容多，難度大，時間緊，不可能有較多的時間做地理實驗。一般來說一節課實驗不要超過兩個，時間不要超過5分鐘。否則會占用大量教學時間，影響教學進度，分散學生課堂注意力。如在講到“褶皺山和斷層山”時，教師指導學生利用生活中廢舊的竹片做褶皺山和斷層山形成過程模擬實驗。請學生找一塊廢舊的4cm×30cm竹片，用竹片模仿水平巖層，指導學生做以下模擬實驗：兩手握住竹片兩端加力，竹片產生變形形成類似地質構造中的“褶皺”，繼續用力，先慢后快，竹片折斷，竹片產生變形形成類似地質構造中的“斷層”，竹片折斷瞬間兩手虎口有震感，形成類似地震產生的“地震波”。通過這一模擬實驗，把大尺度的時間變化和大尺度的地質變化“濃縮”在幾分鐘和小小的竹片上完成，使學生直觀的感受和深刻理解到由于內力作用形成的水平擠壓、張力、褶皺、斷層、地震波等地質現象。這一實驗僅需一分鐘左右，占用時間很少，而且教學效果明顯。

三、聯系生活、聯系實際、聯系相關學科

1． 地理實驗的有效教學要聯系學生生活。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聯系學生生活，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，很具有規律性的。因為是科學規律，我們往往不能在課堂中親歷其變化，但是我們可以通過聯系學生生活，通過一些學生生活小實驗來驗證其原理的真實性與科學性。例如：在學習“影響氣候的因素”之一——洋流時，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，叫學生思考這一過程相當于暖流，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）。

2． 地理實驗的有效教學要聯系學生實際。最深奧的原理往往體現在最常見的生活實際中，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。在講解一些抽象的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：在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，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？在學生親身體驗中，使學生在腦海里再現地理實驗，這樣既可以增強趣味性，有利幫助學生理解較難的抽象地理原理；又可以節省時間，節約資金，增強教學效果。

3． 地理實驗的有效教學要聯系相關學科。地理學科既有自然地理，又有人文地理，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。例如：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要聯系物理、化學、生物等學科中知識。這樣，既可以培養學生學科綜合素質，又可以降低學生學習地理的難度。例如：在講解“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。我設計了這樣一個模擬實驗：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，當溫度上升的時候，紅色的水和空氣的不斷膨脹，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。