中學地理水土流失實驗開展成果綜述

周維國

（華東師范大學 資源與環境科學學院, 上海 200241）

中學地理水土流失實驗開展成果綜述

周維國

（華東師范大學 資源與環境科學學院, 上海 200241）

分析了中學地理水土流失實驗開展方面的文獻，從水土流失實驗設計的內容、實驗設計的效果和實驗設計的實施等方面總結了既有研究的成果，同時發現既有研究的不足之處，即對開展實驗的科學原理研究不足，對水土流失實驗的定量研究較少，且較少關注實驗實施的效果。指出進行水土流失實驗乃至其他相關中學地理實驗應該注意的研究方向：加強對地理實驗背后原理依據的研究、盡快建立地理實驗的評價體系、關注實驗本身的科學性研究和加強對實驗平臺的研究等。

中學地理；水土流失實驗；綜述

水土流失這一名詞在中學地理課程中會經常涉及到，特別是講授黃河和黃土高原等相關內容時，這更是一個無法回避的概念。可是水土流失是一個比較復雜的過程，對于中學生來說，他們的認知還無法充分理解水土流失的原因、影響，所以該部分內容的講述就成了中學地理課堂中的一個難點內容。如何讓學生更好地理解水土流失的原理，分析導致水土流失的各種因素，感受水土流失帶來的影響，許多一線地理教師都進行了探討。地理教師在探索中發現，進行水土流失地理模擬實驗是攻克這一教學難點的好方法。

地理實驗的開展在中學地理教學中有其獨特的效果。地理新課程改革強調課堂教學中三維目標的達成。對教師而言，實驗教學是很好的讓學生體會地理過程，領悟地理學習方法，進行情感態度與價值觀教育的素材；對學生而言，實驗教學的新形式可以提高地理課堂的趣味性。所以，在中學地理教學中進行簡單的地理實驗還是比較受到教師和學生歡迎的。從水土流失這個實驗本身來說，實驗設計所用的材料比較簡單，實驗過程所需時間也較少，所以比較適合進行地理實驗教學的形式。基于這樣的基礎，中學地理水土流失實驗的開展相比其他地理實驗來說還是較多的，也有不少的文獻研究成果，現總結如下。

一、水土流失實驗研究成果綜述

近年來，關于水土流失地理實驗的文獻研究不僅數量增長比較迅速，文獻研究質量也有了很大提升。研究者從不同的角度對水土流失實驗進行了設計、分析，并且與現有的新課改理念相結合，研究成果十分豐碩。

從現有的研究成果來看，周軍[1]、孫成華[2]等較早就進行了實驗設計與研究，對以后研究的開展起到了重要的開創作用，他們通過模擬實驗觀察到的現象總結出地表植被覆蓋狀況是影響水土流失發生與否的重要因素。

從水土流失實驗設計的內容來說，郭振海[3]、劉立新[4]、殷放鳴[5]、張曉萍[6]等都利用常見的材料設計了水土流失的模擬實驗，實驗過程雖然比較簡單，但注意了對無關變量的控制，在這樣的思想指引下，探討了影響水土流失的某一個因素。例如，劉立新在控制其他無關變量如降雨強度、坡度、風力的前提下，探討了植被對保持水土、防止水土流失的作用。梁紅梅[7]、欒勝星[8]、李昂[9]、吳根才[10]、楊士軍[11]、沈學萍[12]等則通過實驗設計探討了植被覆蓋狀況、坡度、降水強度、土質、風力等不同因素對水土流失的影響，突破了之前的實驗設計研究只注重于一個因素研究的局限。

從水土流失實驗設計的效果來說，袁麗娜[13]分析了水土流失實驗對于實現學生知識與技能的掌握、過程與方法的理解、情感態度與價值觀的培養的重要意義，說明了水土流失實驗對于中學地理課堂教學的促進作用。張友良[14]則把模擬實驗的結果與現實情況進行對比分析，得出模擬實驗和現實狀況基本吻合的結論，并據此提出了水土流失的治理措施，明確了實驗理論研究的目的是為現實生活服務的。湯國榮[15][16]提出水土流失模擬實驗注重了學生對地理過程的學習，對教學目標的達成具有重要意義。

從水土流失實驗的實施情況來看，韋勇[17]在課堂上采用了分組實驗的形式，指導不同的小組探討水土流失的不同影響因素，然后各個小組間再進行交流討論，將合作式學習巧妙地運用于實驗課堂之中。欒勝星[18]先自己進行了植被覆蓋狀況對于水土流失影響的實驗，之后再讓學生自行設計影響水土流失狀況的其他實驗，驗證其他因素是否可以導致水土流失的發生，將探究式學習融入地理實驗之中。羅新宇[19]則在第一次課堂實驗中失敗，但在課后尋找到原因，并對實驗加以改進，在課堂上再次實驗且獲得了成功，而且據此對學生進行了情感態度與價值觀的教育。

此外，江西的葉國仁[20]和吉林的欒勝星[21]還將水土流失的實驗與鄉土地理教學結合起來，利用學校所在地的特殊土壤進行實驗設計，分別分析了江西當地紅壤坡面的水土流失狀況和吉林當地山地土壤的水土流失狀況，前者還探討了工程措施對于紅壤水土流失的防治效果，后者則總結了進行低成本地理實驗的基本途徑。陸敏[22]將水土流失的實驗活動設計成為中英雙語教案，除了進行地理知識學習外，還進行了英語語言的學習。王葦[23]則將水土流失的實驗設計成為題目，讓學生自行設計實驗證明植被對保持水土的作用。

二、水土流失實驗研究成果的反思

雖然對水土流失實驗的研究不少，但是我們總結現有成果可以發現，現有的研究還存在一些問題，值得我們回顧、反思、總結。

1.開展實驗的科學原理研究不足

現有的研究成果主要關注于實驗本身，實驗的設計大都大同小異，對于實驗背后的原理卻關注較少。水土流失的整個過程非常復雜，能否利用生活中一些簡單的事物進行模擬，其科學性如何判斷，尚不得而知，就如湯國榮[24][25]提到的，這種演示實驗與實際的自然環境有著明顯的差異，實驗結果的失真性很大，不足以說明相關的地理原理。在與水土流失實驗相關的文獻中，只有徐憲立等[26]對植被與水土流失關系進行了科學的論述，總結了前人研究的成果，也為中學地理課堂的水土流失實驗提供了科學依據。此外，沒有研究文獻關注實驗背后的科學原理問題。

2.水土流失實驗的定量研究較少

實驗追求的是科學化和定量化的研究，是為了給尚存疑問的問題提供強有力的證據，而用事實數據證明則是最直接的方式。由于地理實驗只能是進行小范圍內的模擬實驗，學生們看到的實驗效果是比較模糊的，而定量化的數據則可以為學生提供更加直觀的感受。但是在現有的文獻中研究者沒有對水土流失的過程及結果進行定量化的研究，只是通過定性的描述討論了影響水土流失的因素及結果。我們的教育研究本身就缺少扎實的實證研究，而最應該進行定量研究的地理實驗也缺少了實證的思想，這是值得我們反思的。

3.較少關注實驗實施的效果

研究者關注水土流失實驗的過程設計，但實驗取得的實際效果研究者較少論述，即使有涉及效果的研究，也是以籠統的定性描述為主。例如，降低了教學難度，提高了學生的綜合能力，培養了學生的科學素養等，而少見詳細的有針對性的評價，更沒有定量化的評價。究其原因，可以追溯到地理課程的教學評價問題，地理教學評價尚未建立起系統嚴格的標準，作為其分支的地理課堂實驗教學評價就更少有研究者關注了。但是，沒有令人信服的教學效果，也就無法真正在中學地理教學中進行大范圍的推廣，而只能是一線教師自己進行教學創新的嘗試了。

三、以水土流失實驗為代表的中學地理實驗研究的幾點建議

總結反思了現有的以水土流失實驗為代表的研究成果和不足，筆者認為我們關于中學地理實驗的研究應該注意從以下幾點中尋找突破口。

1.加強地理實驗依據的研究

由于地理空間的復雜性和模擬實驗簡單化之間的矛盾，地理實驗能否在狹小的空間中進行科學的操作有很大的疑問，我們需要加強對地理實驗科學性的研究，尋找地理實驗背后的原理。例如，水土流失的地理實驗，我們可以在詳細掌握水土流失原理的基礎上，理清其發生原因和過程，了解水土流失發生的空間和時間限制條件，在自己設計的地理實驗中盡可能模擬其真實過程，真正發揮地理實驗在地理教學中的優勢，讓學生更加直觀地體會水土流失的自然過程。如果教師本身對于地理實驗背后的原理也了解較少，這樣的過程也可以促進教師的專業發展，達到教學相長的目的。

2.關注實驗本身的科學性

地理實驗一個很重要的作用是對學生進行情感、態度價值觀的教育，而培養學生科學的實驗精神對學生價值觀的形成有重要作用。地理實驗雖然不和物理、化學實驗一樣追求完全的數據指標，但是地理實驗本身的科學性也主要是靠數據體現出來的。教師可以在開展地理實驗時盡量加入定量的指標和思想，引導學生進行初步的科學探究。例如，在水土流失的地理實驗里，教師可以引導學生利用天平、量角器、彈簧秤等簡易工具稱取泥土的重量，測量進行實驗的土層的坡度等，在實驗后對數據進行前后的對比，讓學生發現其前后的不同之處。從地理實驗教學的小方面來說，這樣既可以讓學生理解水土流失的過程。又加強了動手能力的鍛煉，還可以進行價值觀的培養，真可謂一舉多得。從地理教學這個大的方面來說，我們需要扎實的實證性研究，借助實證研究，進行“科學發現”的產出，也能夠使地理課程與教學研究具備“科學研究”的特征。[27]

3.盡快建立地理實驗的評價體系

現有的文獻研究成果都認為水土流失實驗乃至中學階段地理實驗的開展可以促進中學地理教學的改革，對教師和學生都有很多好處，但我們需要更加有說服力的證據去證明地理實驗在中學地理課堂中有實際的效果。這需要我們地理實驗的研究者注意對地理實驗評價體系的研究，構建比較科學合理的評價指標，以顯示地理實驗在中學地理課堂中的巨大優勢。例如，可以利用里克特量表法研究學生對于地理課堂的興趣有沒有提高，利用測試結果推斷學生對知識的掌握情況是否牢固等。這樣可以說明我們地理實驗的開展是否真的有效，對中學地理實驗的推廣也大有益處。同時，地理實驗評價系統的建立可以作為地理教學評價的一個子系統，對于構建科學合理的地理教學評價系統也很有幫助。

4.加強實驗平臺的研究

現有研究都是以模擬現實的研究為主，利用實物等模擬現實中的事物和過程，這樣的設計雖然具有客觀性，不過需要較長時間的實驗準備，這對地理教師和學生的實驗操作來說也有一定難度。在信息化非常發達的今天，我們可以考慮更換地理實驗的平臺。例如，利用計算機技術等虛擬現實中的地理實驗，解決當前地理實驗在中學課堂中難以開展的問題，這樣的虛擬環境還可以讓學生自主的構建自己想進行的地理實驗，通過這樣的平臺學生一方面了解了地理實驗的真實過程，又鍛煉了自己的想象力，還進行了自主的探究學習。同時，地理課堂教學平臺的研究也剛剛興起，電子書包、電子教材等的研究是研究者關注的熱點問題。加強對實驗平臺的研究也可以是我們關注的另一個研究方向。

[1] 周軍.利用水土流失實驗突破教學重、難點[J].中學地理教學參考,2001,(11):32.

[2] 孫成華,孫智果,劉建武,趙泓泉.測試植被與水土流失的關系的實驗[J].生物學通報,2000,(2):37.

[3] 郭振海.水土流失小實驗[J].小學生之友(閱讀寫作版),2003,(6):20.

[4] 劉立新.水土流失對比實驗演示裝置的制作與使用[J].中國現代教育裝備,2013,(6):27-28.

[5] 殷放鳴.“水土流失”模擬實驗創新[J].探秘(科學課),2012,(7):60.

[6] 張曉萍.水土流失小實驗[J].第二課堂(小學),2006,(Z2):10-11.

[7] 梁紅梅,王洪玉,孫婧,郭恒源.“植被變化影響自然地理環境”實驗設計[J].中學地理教學參考:2012,(9):44-45.

[8][18][21] 欒勝星.低成本實驗在普高地理教學中的開發和利用[J].地理教育,2011,(9):6-7.

[9] 李昂.水土流失實驗教學法探究[J].中小學實驗與裝備,2009,(2):10-11.

[10] 吳根才.地理實驗教學開發設計[M].北京:原子能出版社,2009.

[11] 楊士軍.高中地理活動創新設計[M].上海:復旦大學出版社,2008.

[12] 沈學萍,尹中峰,許太州,葉成福.水土流失影響因子合作探究實驗活動[J].地理教學,2012,(20):57-58.

[13] 袁麗娜.“水土流失”的實驗教學及其有效性分析[J].新課程(教育學術),2011,(7):93-94.

[14] 張友良.新課程理念下中學地理模擬實驗功能的探索——以“黃土高原”為例[J].地理教學,2011,(16):39+50.

[15][24] 湯國榮.追尋注重“過程”的高中地理教學[J].地理教學,2012,(16):19-25.

[16][25] 湯國榮.關于活動式地理課堂的思考與實踐[J].中學地理教學參考,2012,(10):18-20.

[17] 韋勇,梁玉萍.水土流失影響因素探究實踐活動教學設計[J].地理教學,2010,(10):47-49+14.

[19] 羅新宇.實驗使“水土流失”更加直觀[J].地理教學,2006,(8):24-25.

[20] 葉國仁,湯愛蘭.“紅壤坡面侵蝕與水土流失防治”的實驗與探索[J].地理教學,2010,(6):24-25.

[22] 陸敏.“水土流失”實驗活動的雙語教學設計[J].地理教學,2005,(4):26-27.

[23] 王葦.地理實驗專題復習[J].中學地理教學參考,2008,(Z1):54-55.

[26] 徐憲立,馬克明,傅伯杰,劉憲春,黃勇,祁建.植被與水土流失關系研究進展[J].生態學報,2006,(9):3137-3143.

[27] 袁孝亭.基于地理思想方法的地理課程與教學研究[J].課程?教材?教法,2010,(7):82-87.

（責任編校：繆鑫）