例談地理實驗課程的打造

摘要：地理實驗是驅動現代地理課程的重要途徑和手段，地理是一門注重學生動手能力和滲透思維的綜合性課程，在教學過程中適當穿插地理實驗，既可以幫助學生有效、深刻地認識知識原理，又可以簡化教學過程、提升課堂效率。筆者在日常教學中設計打造了“湖泊的功能”地理實驗，幫助學生了解相關知識內容，取得了良好的效果。

關鍵詞：地理實驗；實驗教學；方法論

在高中地理教學過程中，有大量的知識需要學生進行理解和掌握，相對于靜態講解展示，地理實驗因其直觀性、可操作性強而具有巨大的優勢，可以幫助學生更深刻地獲取知識。以“濕地”為例，濕地指天然或人工形成的沼澤地等帶有靜止或流動水體的成片淺水區，還包括在低潮時水深不超過6米的水域。濕地是重要的生態系統，在維護生物多樣性、涵養水源、調蓄洪水、凈化水質等方面具有重要的意義。河流-湖泊系統是濕地的重要組成部分，高中地理教學中也多次涉及，如人教版教材必修一《自然界的水循環》、選修六《濕地的干涸及其恢復》、必修三《流域的綜合開發》等。

許多學生會存在這樣的問題：“湖泊究竟如何調蓄洪水？”相較于簡單的講解以及案例來說，實驗可以讓學生更直觀感受湖泊在河流泄洪中發揮的巨大作用，理解湖泊作為濕地的重要性，并培養學生科學嚴謹的實驗態度。筆者為此設計了相應的地理實驗以提升學生的綜合思維能力。

一、 實驗的設計與思路

實驗工具主要由以下材料構成并如圖示意擺放。

實驗的基本步驟如下：首先將湖泊與河流開關關閉，此時河流流量不受湖泊影響。學生可以通過此環節的實驗模擬季風區河流在無湖泊（濕地）影響下流量變化狀況，并作為實驗對照數據加以記錄。將一只可樂瓶盛滿水，記錄水位為W并開始放水，同時開啟秒表計時，觀察出水口水流平均刻度（高度）記為G1，所有水流出出水口停止秒表計時，用時記為S1。隨后將兩只可樂瓶均盛水至W并一同放水，模擬流域內出現暴雨情況。觀察出水口水流平均刻度（高度）記為G2，所有水流出出水口停止計時記為S2。同時觀察洪水在流域內是否有溢出河道，淹沒流域內土地的狀況。學生在觀察此環節實驗過程中可以得出相關的實驗小結如：圖1：“湖泊的功能”實驗模型示意圖

G1

第二次試驗中河道內會出現顯著的洪水外溢現象。

河流流量會隨著降水同步起落，在無湖泊影響下河道在暴雨狀況下易形成洪澇災害。……

接下來學生還可以將湖泊與河流開關打開，此時河流流量受湖泊影響。此環節模擬季風區河流在有湖泊（濕地）影響下流量變化狀況。使用一只可樂瓶在W水位放水，開啟秒表進行觀察。觀察出水口水流平均刻度（高度）記為G3，用時記為S3。模擬流域內暴雨過程并按以上方式使用雙側放水，得到出水口平均刻度（高度）記為G4，用時記為S4。觀察是否有洪水溢出河道。以此類推，學生也可以觀察到相應的實驗現象如：

G3

河流流量會隨著降水同步起落。

相比無湖泊影響下，在有湖泊影響下的流域內溢出河道出現洪澇災害的次數減少。

G3

湖泊在河流流量變化中起到了一定的作用。

湖泊可以有效地降低水位以及延長行洪時間，保證流域內的安全。……

二、 實驗的深化與反思

通過本次地理實驗的演示，學生可以對比觀察有湖泊與沒有湖泊情況下流量的關系，更直觀地體驗湖泊削峰減洪的功能。而通過實驗器具的不同組合和演示，課程中的實驗還可以進一步的延伸，例如將湖泊用沙子填埋一半以模擬人類圍湖造田對于湖泊和河流的影響。最終學生通過觀察也可以得到相關結論如：

在人類強烈干擾濕地的狀態下（大面積圍湖造田），湖泊調蓄洪水的能力顯著下降。

圍湖造田可能會使流域內洪澇災害頻率加大，危害加劇。……

在實驗結束后，教師還可以將學生觀察到的實驗現象和小結進行一定的加深和理論化，以結論的形式幫助學生將內容拓展至地理試題的解題上，讓地理實驗服務于課程、回歸于課程。筆者也在教學過程中與學生共同修改，將本次實驗的結論總結如下：

（1）湖泊是重要的濕地部分，其在河流內能夠有效地調蓄洪水，特別是在出現強降水情況下能夠緩解洪峰過境對流域造成的潰堤、澇災等沖擊，保障流域內人民生命和財產安全。（2）圍湖造田削弱了湖泊濕地的功能，從保護流域內生態環境角度而言建議盡可能地退田還湖，緩解由此而帶來的洪澇災害壓力。

在實驗的基礎上，教師可以進一步引導學生設計實驗，將原有的實驗過程進一步完善和深化。如“河道彎曲對河流行洪的影響”“河流的侵蝕與堆積”等知識點也可以在本次實驗中實現。

同時，教師還可以引導學生對實驗本身提出質疑，如有學生提出實驗使用不透水的泡沫模擬土壤以防止水下滲、沒有設計流域內植被環境，也沒有考慮植被涵養水源的功能、沒有設計流域內支流匯水過程等。筆者認為都是學生綜合思維能力的體現。

三、 結論

在高中地理教學中打造實驗課程是一項新的教育教學嘗試。一方面地理實驗不同于其他學科的實驗，更多的是現象的復原；另一方面，又要針對文科學科的特質進行對癥下藥。因此，筆者認為教師首先應當以實用、嚴謹的態度設計實驗以及實驗器具，防止實驗中知識性錯誤的產生；其次在實驗過程中需要做好充分的假設和預設工作以應對可能出現的任何狀況；最后對于實驗應該做到一定的升華和提升，防止“為了實驗而實驗”的思想產生。只有做到以上幾點，筆者認為才有可能在緊張焦灼的高中階段打造簡練高效、多維互動的地理實驗課程。

作者簡介：

蔡葉斌，江蘇省昆山市，江蘇省昆山中學。