淺論地理課堂教學中探究性實驗的有效性

摘 要：自然地理的綜合性、空間性、理論性強，教學難點多、難度大。實踐證明，有效設計探究性地理實驗，既可以突出模塊重點，淡化模塊難點，又可以改善學生的學習方式，培養學生的學科素養，提高教學效果。

關鍵詞：探究性實驗；地理教學；野外實習

地理學科是一門跨學科的綜合性學科，包含了自然地理與人文地理兩大塊知識，其中自然地理涉及到地球表層自然地理環境的組成、結構、功能、動態及空間分異等眾多的地理過程、現象、原理和規律，因其綜合性、空間性、理論性強，使其成為地理教學難點，成為教師和學生在教學和學習過程中的“攔路虎”。地理實驗作為一種形象、直觀的教學方法，可利用地理教具、多媒體設備等實驗手段，探究自然地理現象發生發展的過程，幫助學生認識地理原理，理解地理規律。自然地理教學中，設計探究性實驗教學可以淡化難點，提高課堂教學的效果。

一、探究性地理實驗的特點

傳統課堂就像是一個括號，左邊的括號是教師的課堂引入，右邊的括號是教師的課堂小結，課堂過程就是教師“填括號”。新課標倡導學生樂于探究，培養學生搜集和處理信息的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力。探究性實驗注重實驗過程的探究性、啟發性，實驗結論由學生經逐步探索自行得出。學生在實驗過程中能夠發現問題，并能夠對實驗中出現的現象和結果進行分析，從而對地理知識的概念、原理和規律有清楚的認識。

探究性地理實驗應具有情境性、趣味性、啟發性和可操作性，并注重問題的探究性。中學生實驗經驗、技能有限，實驗探究的能力、課堂探究活動的時間也有限，不可能讓學生把所有感興趣的、想知道的內容都進行探究。因此，需要把握實驗內容的開放程度，要有重點、有選擇、有典型、有代表，真正發揮探究性實驗在教學中的功效。

二、探究性地理實驗類型及在自然地理教學中的應用舉例

地理實驗可以對地理事物和現象進行模擬探究，既能夠驗證、鞏固課本理論知識，又能夠幫助學生探索發現新知識。如自然地理中的溫室效應、水循環、地質運動、外力作用、晝夜長短變化規律、正午太陽高度角變化規律等內容，都超出了學生感知的范圍，學習難度較大，但這些知識點都可以通過實驗模擬探究，降低難度。過去的教學強調的是“教師講、學生學”或“教師做、學生看”，導致學生的學習陷入被動，甚至出現教與學相脫節，導致學生依賴性強、動手能力差、空間想像力差，對問題的認識僅僅是結論的記憶，教學走向了應試教育和“以教師為中心”的誤區。課堂過程就是教師個人在“填括號”。為了轉變思想，形成以學生的學習為中心，培養學生的觀察、動手、思考、歸納等能力，注重其學習的過程評價，教師務必要正視地理的自然科學屬性，強化自然地理探究性實驗課程的建設，促進學生全面素質的發展。

1.利用課內演示實驗，激發學生興趣

課內演示實驗，即利用教具、地理器材，配合導講導問，使學生間接獲得地理事物感性知識的一種方法。演示實驗能使學生獲得生動而直觀的感性認識，把書本上的理論知識和實際事物聯系起來，以幫助學生形成正確、深刻的概念，因其能提供形象的感性經驗，較易引起學生的興趣，集中學生的注意，使學生學得的知識也較牢固。例如：在學習“全球氣壓帶、風帶的分布和移動”這一節，學生掌握熱力環流的原理是關鍵，傳統的授課方式方法就是教師在黑板上板圖。由于高一學生對溫壓關系原理知之甚少，教師靜態地板圖講解這一知識原理，學生理解起來費力，大多只能靠生硬記憶，過后極易遺忘，不利于知識的掌握，進而影響后面的氣壓帶、風帶的分布與季風環流等知識的學習。但如果運用地理實驗可將這一知識原理生動化、具體化，增加了知識的趣味性，有利于學生對知識的深化理解。

探究式實驗一：熱力環流模擬實驗（如圖1所示）。

實驗材料：1.5升透明礦泉水瓶1個，紅色蠟燭1支，打火機、剪刀。

實驗步驟：①在礦泉水瓶中部側壁按照蠟燭長短剪一圓孔。②將蠟燭粘置一平面上并點燃。③將透明礦泉水瓶罩在蠟燭上，孔正對燭焰。

實驗現象及結論：燭焰飄向背離圓孔一側，說明瓶內氣壓低，瓶外氣壓高，形成環流。實驗可進行開孔前后燭焰比較。

2.利用課內動手實驗，培養學生實踐操作能力

這是指課堂中，教師準備教具、實驗器材，指導部分上臺學生，通過合作、探究和動手操作獲得實驗結果或數據的教學方法。例如：在學習“外力作用與地表形態”一課時，為了強化學生的動手能力，在教師的指導下，可以設置如下實驗。

探究式實驗二：外力作用與地貌實驗。

老師指導學生分組、動手實驗演示。

第一組同學演示實驗一：模擬流水作用。

實驗器材：玻璃缸（整理箱）、粗細不均的砂土、自來水。

實驗過程：在模擬土坡上，堆放5～15厘米粗細不均的砂土，再在坡面上方澆注水流，觀察發生的現象。

第二組同學演示實驗二：模擬風力作用。

實驗器材：兩只可樂瓶、大小不均的砂粒、電動吹風機（小氣筒）。

實驗過程：用可樂瓶制成的箱體，在風的入口附近堆放大小不均的砂粒，用電動吹風機（小氣筒）向里吹風，觀察發生的現象。

這種通過學生的觀察、動手操作、合作思考從而獲得結論過程的授課方式，使原來枯燥無味的地理知識變得生動有趣，學生易于接受和掌握，也能使學生注意力集中、思維活躍，使學生對地理產生濃厚興趣的同時，在動手動腦中體會到地理的魅力。

3.利用多媒體模擬實驗，淡化課堂教學難點

這是指授課教師利用計算機、投影儀等，運用課件來模擬演示地理現象、地理規律和地理原理等，使學生直觀獲得地理知識的一種方法。自然地理教學中有許多地理現象、過程、規律，超出了學生的感知范圍，是學生學習和教師教學的難點。由于受到時間、空間和實驗設備的限制，無法用真實的實驗進行模擬，可以采用多媒體技術在計算機上進行模擬演示，而且還可以自己控制實驗的速度，將實驗的過程定格，以便更清楚地觀察，從而使學生輕松地掌握這一知識難點。比如“宇宙中的地球”中晝夜長短的變化規律、太陽直射點的移動規律，“自然環境中的物質和能量交換”中大氣運動、水循環、洋流、地質構造等都可以利用計算機多媒體設計制作成動畫，進行課堂演示。如在學習“地球的運動”這一節時，關于地球如何自轉、公轉等難點知識，教師就可以運用多媒體技術，模擬出地球的動態位置，并演示晝夜半球的形成、晝夜半球的劃分界線等，教師再加以解釋，學生就能比較容易理解地球如何自轉、公轉的。（如圖2所示）

4.利用野外實踐性實驗，強化學生環保意識、團隊合作意識

地理課教學包括兩個方面，一是課堂教學，二是實踐教學，即開展野外實踐性教學。

野外實踐性教學指的是利用現實中存在的地理事物或地理過程，在教師指導下，應用一定的儀器或工具設備，利用課內外時間，通過實地操作，對地理事物親身感受來掌握地理知識。其開展的目的是促進理論聯系實際，在野外實習過程中印證所學理論，加深對地理基本知識和地理基本理論的理解，并將學過的知識和理論應用于實際。

野外實踐性教學要求學生腳踏實地地去直接接觸研究對象，親自到野外去觀察、去研究。野外實踐性教學是讓學生掌握地理調查與研究方法的重要教學環節，是地理學研究的重要方法，尤其是自然地理學的教學，一定要進行實地考察和研究。只有進行野外實習，到野外親自觀察，才能使課堂上所學到的知識和理論得到印證，從而加深對問題的理解和記憶，并提高學生的地理思維能力。

例如：為了加深學生對當地土壤類型、土壤（土地）利用、土壤環境及土壤（土地）對當地工農業發展的影響等方面知識的了解，教師可帶領學生進行實地考察，開展土壤地理野外實習。實習設計流程如下：

（1）土壤野外實習內容

①調查土壤所處的環境條件，認識各種成土因素對土壤所起的作用。②研究調查區土壤的類型及其各種形態特征。③調查分析土壤利用現狀及影響該地區土壤利用的因素。④綜合分析土壤與當地社會經濟發展之間的關系。

（2）實習準備

①實習地區的選擇與線路的確定，土壤實習地區要求土壤類型典型多樣，且與學生生活接近的地段。②土壤實習資料的準備包括：調查區的自然地理資料，即與實習區有關的氣候、地貌、水文、土壤、生物等方面的有關文字資料；社會經濟情況資料，比如人口、農業、總土地面積、林地、耕地、牧地及由于人類活動造成的土地問題等，社會經濟情況資料的搜集目的在于了解人類活動對土壤的影響。③物質準備：采土工具和用品、土壤野外速測儀器、藥品等。

（3）土壤地理野外實習總結

土壤地理野外調查實習結束后，隨即轉入室內資料整理與總結。室內資料整理的主要任務是檢查和整理野外調查、訪問的資料，選擇分析樣品和確定分析項目，編制各種圖件和編寫調查報告等。

這樣的野外實踐性教學活動可以很好地滲透環保理念，通過調查、訪問、觀察、分析、討論調查區土壤退化問題的根源、現狀，積極提出保護措施，增強學生的環保責任感。另外，野外實踐性教學的順利進行，很多環節需要學生分工合作完成，這既給學生創造了一次很好的自主學習機會，同時又使學生樹立了團隊合作觀念。學生在各個環節中都需要其他成員的協作才能完成，在合作中學會溝通，在集體的共同學習中進步和提高。

參考文獻：

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