“熱力環流”的實驗教學嘗試與思考

林小紅（廈門市翔安第一中學, 福建 廈門 361101）

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“熱力環流”的實驗教學嘗試與思考

林小紅
（廈門市翔安第一中學, 福建 廈門 361101）

一、“熱力環流”一節實驗教學嘗試

1.用地理實驗設疑導入新課，激發學生學習的內在動機

有效的課堂導入能夠在最短時間內吸引學生的注意，激發學生學習新知的強烈欲望，從而在不知不覺中轉化成學習的內在動機。本節課的新課導入嘗試以地理實驗為誘因，吸引學生積極參與到課堂教學中來。“熱力環流”這節課的實驗導入，分為課前地理觀測和課堂分析評價兩部分。

(1)實驗設計

課前學習階段：利用本校位于海邊的位置優勢，在上課的前一個周末，學生到海邊感受“海陸風”，并把自己認為最能體現出“風向”記錄下來，準備課堂分享；同時，教師也到廈門島東部方向的會展中心和南部的廈大白城等空曠海邊拍下“老師長發飄動的方向”等微視頻。

課堂學習階段：以漫畫“海邊老師長發飄動的方向”為教學背景設問：“你們覺得長發會飄向哪個方向？”此時，學生踴躍發表自己的觀點，甚至出現正方反方的辯論趨勢；教師順勢導入微視頻，學生帶著自己的觀點觀看視頻后，教師再拋出問題“為什么長發的飄動方向是這樣的？”讓學生帶著問題學習本節課知識。

(2)設計意圖及效果

以學生感受過的生活中地理現象，特別是任課教師親自上鏡的案例視頻導入，迅速拉近課堂教學和學生生活經驗的距離，把學生分散的注意力吸引過來，從而激發學生的學習熱情；播放視頻前設計讓學生有矛盾沖突的問題，再播放視頻滿足學生的求知欲，再繼續設疑，讓學生帶著疑問去探索，激活學生的學習需要，從而有學習期待，帶著學習動機進入新課的海洋。

2.以地理實驗剖析教學重點，為學生創設自主探究的學習環境

學生是個學習者，也是個主動的探究者，課堂演示實驗能讓學生在參與課堂教學中主動獲取知識，得出結論，高效地掌握課堂教學重點，提升課堂教學的時效性。下面嘗試以學生做實驗、觀實驗、析實驗為教學主線，剖析“熱力環流形成過程”這一教學重點，具體過程如下。

(1) 實驗導學過程

課前實驗準備：

①分組：10個小組，每小組5人，確定組長，組長負責實驗材料學習和實驗時組內分工。

②實驗材料：裝棉被的透明塑料箱（規格62× 25×53cm；拉鏈用透明膠密封，背面固定上62×53cm的黑色卡紙，在右上角留一小洞，拉鏈右下角為活動口），一支蠟燭，一盆冰塊，一束香，火柴，透明膠。

實驗過程：

①將一支蠟燭和一盆冰塊分別放置在塑料箱兩端（冰塊放在留有一小洞的下方），用透明膠把箱子的拉鏈密封；

②點燃一束香，放進小洞內；

③觀察香煙的運動方向，并將其畫在導學案的相應位置上。

實驗結論分析：

①師生互動：在實驗過程中觀察和督促各小組的實驗進程，并提供咨詢；實驗完成后，實驗成功的小組選派代表分享其實驗心得，并簡述空氣流動過程及原因；實驗失敗的小組也選派代表交流心得，并提出優化方案；教師適當引導，并投影課前拍攝的“熱力環流實驗”微視頻。

②結論呈現（板圖并解析）：香煙先在冰塊這側向下運動，再水平飄向蠟燭一側后迅速上升，最后飄向冰塊上端，形成循環。

實驗遷移應用：

①設問：當地球上的大氣受熱不均的時候，大氣也會產生運動，它們會如何運動呢？請同學上黑板畫出受熱不均大氣的運動過程及方向。（兩位學生上臺作圖，教師引導點評，并系統地講授“熱力環流的形成過程”，板書其過程；特別強調大氣是先垂直運動后水平運動。）

②首尾呼應：用所學理論驗證課前“海邊老師長發飄動的方向”是否正確，說明理由。在導學案的“海陸風示意圖”上，畫出白天和黑夜的風向。

(2)實驗評價和反思

教師自己設計實驗方案，可以在一定程度上克服學校缺乏高精度地理實驗器材的不利環境；讓學生參與課堂演示實驗，在愉快的學習情境中主動參與實驗，并在實驗中不斷思考、探究，從而獲取新知；在實驗反饋中，因為學生有了真實的學習體驗，形象直觀地理解“熱力環流的形成過程”，評價更具有說服力，而且教師可以根據實驗反饋的信息，有針對性地及時評價，從而提高教學效率，優化課堂教學；教師設計模擬實驗，旨在引導學生通過微觀的地理實驗現象解釋宏觀的“熱力環流的形成過程”，并延伸到會解釋生活中的地理現象，從而將感性認識內化為理性規律，有效掌握重點知識。

3.借助地理實驗延伸拓展課堂，提升學生學以致用的實踐能力

在課堂總結時，嘗試播放“軍港之夜”歌曲，設問：“軍港之夜”中的歌詞“海風你輕輕地吹”的“海風”有錯嗎？請結合地理知識說明你的理由。（導問：中國的軍港主要有哪些？它們的氣候類型是什么？如果正確，應該描述的是什么季節？如果錯誤，理由是什么？）

以開放性的形式深入設疑，引導學生主動去發現、去探索、去創新，從而深層次地理解掌握熱力環流；鼓勵和引導學生走出課本，走進生活，用地理眼光發現、挖掘生活中的地理現象，用地理原理解釋生活中的地理，這將在很大程度上提升學生學以致用的實踐能力。

總之，讓地理實驗走進高中地理課堂，可以為學生營造自主探究的良好學習環境，在某種程度上激發學生的學習動機，提高學習能力，提升地理素養，讓高中地理課堂充滿生機與活力。

二、實驗課教學出現的問題及思考

1.實驗設計不夠嚴密，實驗成功率較低

由于實驗器材是由教師從生活中收集來的，導致實驗環境不夠精密，嚴重影響到實驗結果的準確性。比如，塑料袋的拉鏈不夠密封，會跑進空氣，從而影響到“煙霧”的運動方向；塑料袋易燃，一不小心就會被蠟燭或香煙燒毀。鑒于以上多種因素的影響，10個小組進行實驗只有3個小組成功。為了充分發揮地理實驗的重要作用，提高實驗成功率和學生的自我效能感，首先，需要改善學校的地理實驗條件，購買正規實驗器材；其次，教師在實驗前先交代注意事項，并多準備一些實驗器材，便于應對突發事件。

2.實驗課堂評價時注重成功小組，失敗小組被冷落

在“熱力環流”課堂實驗后的學生評價環節中，3個實驗成功小組和7個實驗失敗小組的自我評價時間相當，讓人感覺忽視了實驗失敗的小組。失敗是成功之母，縱觀古今中外，很多重要發明都是站在無數次失敗的肩膀上的。像日本、英國等發達國家重視失敗教育，他們希望孩子在失敗后自己站起來，從而提高的生存能力。因此可以以課堂上學生演示實驗的失敗為契機，著重引導學生自己找出失敗的原因，不僅可以提高學生的受挫能力，還能在一定程度上體驗不一樣的成功，增強學習的積極性。

3.課堂教學的時間調控不當，導致前松后緊，結尾只能草草收場

學生演示實驗時間用了近20分鐘，學生的實驗評價用了12分鐘，教師評價和總結3分鐘，扣掉導入3分鐘，只剩下7分鐘要完成“海陸風”作圖和課堂總結。設計該部分本是課堂的升華，應起到畫龍點睛的作用，最終因為時間關系只能把“軍港之夜”的討論作為課外作業思考，所以無法完整地完成預設的教學目標。

只有學生自己演示實驗才能讓實驗發揮其本身應有的作用，所以只有提高演示實驗效率，才能保證既讓學生動手實驗，又不影響課堂教學進度。因此，可以在課前將實驗方案印發給學生，學生先熟悉實驗過程及注意事項，以便在實驗時馬上進入角色，一步步完成實驗。課堂教學有諸多不確定因素，教學過程中教師要隨時監控，根據具體情況適時調節，并引導各實驗小組合理管理自己的實驗時間。