高中地理實驗教學擷英

楊金國　徐從安

摘要：本文主要從高中地理實驗的意義、實驗的設計要求、實驗課程資源開發的原則以及開發步驟等方面，深化探索高中實驗教學的開展。

關鍵詞：實驗設計；實驗課程資源開發；高中地理

？誗推廣高中地理課內實驗的意義

地理學科是一門兼有自然科學和社會科學的綜合性學科。從自然科學發展歷史看，自然科學歷來注重實驗，可以說沒有實驗就沒有自然科學。從科學教育實踐看，實驗教學也是自然科學教育不可缺少的重要組成部分，它對學生了解科學發展、有效掌握科學知識，培養科學實驗興趣和能力，形成科學態度和科學行為方式，都具有不可替代的價值。地理實驗能夠激發學生地理學習興趣，調動學習積極性和主動性，強化學生的環境意識；地理實驗還可以形成學生的科學態度，合作意識和正確的審美觀念，以及培養感受美、鑒賞美、創造美的能力。地理新教材相對于舊教材有其最大的亮點，即“活動探究”板塊有很多內容需要地理實驗，它要求學生不能單把目光局限在課本和課堂，而要轉向大自然。“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行”，使學生真正從傳統的教學模式中走出來，自己主動求索求知，發展學生的思維能力和創新能力，培養學生科學的研究意識和方法，提高學生綜合地理素養，以適應當今社會發展變化對人才的需求。

？誗高中地理課內實驗的設計要求

1.簡易可操作性

實驗設計應從實際出發，針對教學中的重難點和關鍵點，用簡易而預期效果好的器材做實驗，難度不宜過大，不能為了做實驗而設計一些高難度的復雜實驗，以免畫蛇添足、弄巧成拙。地理實驗教學一般沒有現成的實驗器材，大多需通過教師自己準備或發動學生搜集，因此實驗力求簡單。建議地理實驗教學使用符合國家規定的實驗器材和材料，既有利于安全，又可充分發揮實驗的作用。

例如，講授地球運動產生偏向力時，可設計如下演示實驗，以證明地轉偏向力的存在。將地球儀北極點向上，在球面上滴適量的墨滴，然后模擬地球自轉方向進行旋轉，讓學生觀察并描述墨滴流痕的偏轉方向；再將虛擬南極點向上，重復以上步驟，但旋轉方向與以上步驟相反。實驗結論：通過本實驗可證明地球表面的物體在做水平運動時，運動方向發生偏轉，在北半球向右偏轉，在南半球向左偏轉。

2.鮮明針對性

實驗是人們認識世界和改造世界的一種重要手段，也是進行直觀教學提供感性認知，發展學生科學思維的基本途徑。地理科學與物理、化學等自然科學相比具有自身特性，地理事物和規律更多無法通過實驗手段再現，因而在地理教學過程中應針對性地選擇那些通過地理實驗能夠更直觀、更有效的理解和掌握的地理知識內容進行實驗，多從生活和身邊現象中提出有價值的問題進行觀察研究。

例如，河流堆積地貌的形成。可用一杯顆粒不均的細沙、一本書、一張白紙等器材，先將白紙平鋪在桌面上；將書本打開并傾斜放于桌面；再將細沙自書本的中縫從高處向下緩緩傾倒；觀察在白紙上形成的堆積體的外形特點。可以觀察到堆積地貌呈現扇形的特點，顆粒大的分布在最外緣。

3.啟發性和探究性

地理實驗設計應關注學生的學習過程和體驗，并在實驗過程與分析以及實驗結論推論中注重啟發學生觀察與思考、分析與判斷，將培養學生的動手能力落到實處。既要選擇合適的實驗器材和材料，又要考慮引導學生在實驗中去發現問題、分析問題和解決問題，在探究的過程中獲取知識、強化技能和培養能力，特別是學生創造力的培養。

例如，晝夜長短的變化。其目的是讓學生觀察晝夜長短和極晝極夜變化，以動態效果激發學生想象力。可以一張圓形硬紙，畫上赤道、南北回歸線、南北極圈，另一張黑卡紙剪成半圓形代表黑夜，覆蓋在底盤，另剪一段細條、紅卡紙與黑卡紙保持垂直，中間用一顆鐵丁固定卡紙，鐵丁固定在一底盤上。先由教師牽動細條、紅卡紙，演示太陽直射點不斷南北移動，導致晨昏圈擺動（太陽光線與晨昏線始終保持垂直關系），晨昏圈切割緯線，造成晝弧和夜弧長短發生變化；教師要重點演示春秋分日、夏至日和冬至日晨昏圈的位置關系；分四個節氣段（如表1）演示；學生根據演示實驗填表1，并得出結論。

1.理論教學與實驗活動協調一致的原則

現代中學地理教育的主要目標是引導學生開闊國際視野，關注各種地理問題，弘揚科學和人文精神，培養創新意識和實踐能力。注意用課堂闡明的地理理論，指導學生地理探索活動，引導學生轉化學習地理動機。以學生親歷的實踐知識，豐富和深化課堂地理學習內容，從而有力地促進課堂教學進行。如“正午太陽高度計算”是高中地理的一個難點，為加深學生對此內容理解，在學校校本選修課中設計“利用正午太陽光線測算某地緯度”的實驗活動。在實驗活動中，學生集思廣益，用不同工具、在不同地點測得當地的正午太陽高度和緯度。通過此活動不僅可化解難點，學生也體會到真正的學有所用。

2.探究性與可行性緊密結合的原則

蘇霍姆林斯基說過：“在人的心靈深處，總有一種根深蒂固的需要，這就是希望自己是一個發現者、研究者、探究者。”地理實驗課程資源的設計應突出“為學生創造條件，培養學生的獨立性和自主性，引導學生質疑、調查、探究，使地理學習成為在教師指導下主動的、有個性的、合作的探究過程。”實驗設計強調“小”（活動時間短）、“實”（可行有實效）、“動”（DIY）、“新”（新穎時代性）、“趣”（科學的理趣），重在啟發學生思維，鼓勵他們努力探索相關問題各要素內在聯系與邏輯魅力。在此基礎上，兼顧到量力而行。如“模擬火山噴發”實驗設計時，最初選用的化學藥品反應比較劇烈，存在一定的安全隱患，考慮到學生的安全，最后選取了反應稍弱的化學藥品替代。

3.學科間相互融合的原則

地理學科的綜合性與區域性特點，決定了地理實驗的設計要兼顧諸學科的關系。在設計某一實驗時，一方面注意揭示地理環境各要素間的內在聯系、相互依存的辯證關系，另外還要運用其它學科的知識，使其有機融合、相互滲透。此類實驗內容有利于培養學生多角度、全方位解決問題的能力。

高中地理實驗課程資源開發的步驟

根據地理實驗課程資源開發的原則，筆者認為地理實驗課的開發可以按照以下步驟進行。

1.地理實驗主題的確定

（1）根據課程標準確定。課程標準在教學過程中處于核心地位，《普通高中地理課程標準（實驗）》中，內容標準由標準和活動建議組成，其中對地理實驗提出了一些要求，如“西北地區荒漠化形成的自然原因”，根據課標要求，以西北地區為例，分析荒漠化發生的原因，而學生對西北地區環境沒有直觀的認識，可以用地理實驗模擬形式探討荒漠化發生的自然原因。

（2）根據教材內容確定。教材是課程實施的重要資源，需要根據教材內容特點確定實驗主題。人教版必修一“大規模的海水運動”中，對盛行風作用下形成的洋流，通過模擬實驗的形成，會讓學生更直觀有效地認識在盛行風作用下海水的運動狀況，所以根據教材內容也是確定地理實驗主題的重要依據。

（3）根據學習狀況確定。學生的年齡特點、心理能力、思維能力、已有的知識水平都會影響他們對實驗的操作能力、對問題的探究和解決能力，所以需要根據學生特點確定主題。

（4）根據鄉土地理環境確定。地理實驗中的觀測類、考察類離不開本地的地理環境，可以選擇鄉土案例作為地理實驗的主題，既可以使地理學科知識與實際生活相聯系，也可以將地理實驗建立在學生能夠切實體驗和感悟的基礎上，使地理實驗項目的開發具有明顯的地域性特征。

2.選擇地理實驗器材

確定地理實驗主題后，選擇實驗器材甚為重要。選擇器材要盡可能與生活密切聯系，是平時在生活中能夠較易找到的，以提高實驗實施的可能性。地理實驗器材可以分為三類：一類是生活中容易找到的：如測量正午太陽高度角時需要使用的竹竿或標桿、皮尺，甚至是一支鉛筆等；一類是專業觀測儀器：如觀測太陽黑子、衛星時需要使用的天文望遠鏡等；第三類是一些化學藥品：如模擬火山噴發所使用的鋁箔、重鉻酸銨粉等。

3.設計地理實驗方案

地理實驗設計成功與否取決于通過實驗教學是否達到事先預定的教學目標。地理實驗方案是整個地理實驗實施的總體設計，一般需要滿足以下要求：實驗目的明確，科學性強；實驗現象明顯；突出原理、操作簡單；形式多樣，適合探究。在實驗方案中應包括：實驗目標、實驗器材、實驗時間與地點等選擇、實驗步驟、實驗中需要的數據、資料表、實驗中的注意事項等。同樣一個地理實驗主題，可以設計出多個地理實驗方案。如“無錫正午太陽高度角的測定”，由于器材、思路的差異，會有多種方案，但是其中蘊含的地理原理相同。地理實驗方案設計是一個集思廣益、合作探究的過程，不妨與他人合作，綜合多個實驗方案后加以改進，選擇最簡便、最適合的實驗方案。

4.進行地理實驗操作

在指導學生進行地理實驗操作時，首先要注意學生安全問題，如一些化學藥品的使用；野外考察時的交通、人身安全等。其次要及時地利用各種問題引導學生進行觀察和思考；再次對于學生實驗中出現突發現象或者實驗效果與預期不符時，應及時引導學生分析問題產生原因，如何修改實驗方案以解決問題，這樣即使實驗不成功，也能培養學生的學習毅力、創新思維與創新能力。

5.評價地理實驗方案

實驗結束后，可對實驗操作過程中存在的優點與不足、問題與結果進行反思，分析其中的原因，與教學目標達成度加以對比，也要對實驗的科學性、可行性、器材選擇和實驗功能等多個方面進行評估，為實驗方案的改進提出更多建議。針對地理實驗方案評價環節中出現的問題與不足，找出原因，思考對策，對實驗方案進行改進和完善。一個地理實驗項目的開發需要不斷地反思、調整與完善，不可能一蹴而就。

（江蘇省無錫市第一中學 徐從安）