實驗法在高中地理教學中的應用策略探究

趙志強

[摘要]在地理教學中，實驗法可以直觀有效地展示地理現象及其演變規律，是培養學生創新能力、實踐能力的重要方法，有利于增強學生對大自然的探索欲望和探究精神。文章以地形地貌的教學為例，探討實驗法在高中地理教學中的應用策略。

[關鍵詞]高中地理;實驗法;教學;地形地貌

[中圖分類號] G633.55

[文獻標識碼] A

[文章編號] 1674-6058（2020） 25-0093-03

實驗法是高中地理課程的重要教學方法。教師利用實驗現象與過程，能夠引導學生了解和掌握地理知識。合理的實驗設計、實驗操作流程亦有助于培養學生獨立思考能力與觀察能力。但是，在地理教學中，并非所有的內容均適合采用實驗法，教師需要設計具有針對性的實驗方法，方能引導學生正確操作實驗步驟、仔細觀察實驗，從而根據實驗過程得出正確的結論，同時在實驗過程中教師還需要逐漸培養學生的探究欲，讓學生形成自主學習的習慣。因此，科學的理論指導、“因地制宜”的教學方法對于實驗法在高中地理課程中的應用具有重要意義。

一、高中地理課堂開展實驗教學的理論基礎

地理實驗是根據已知的實驗目標，充分還原和展示地理現象或地理過程，讓學生在實驗中獲取相關的地理信息和知識，培養學生地理素養的活動。地理學科兼具人文社會科學與自然科學的特征，其宇宙與地球、海洋地理、地理信息技術的運用等課程內容對現有的自然現象進行總結、歸納，具備觀察性、規律性的特征，因此實驗教學在這些內容的教學與學習中具備實踐基礎。此外，高中地理新課標、建構主義學習理論、經驗之塔理論為在高中地理教學中開展實驗教學提供了深厚的理論基礎。

1.高中地理新課標

教育部在《普通高中地理課程標準（2017年版）》中明確提出了高中地理課程教學要綜合“考察、實驗、調查”等學習方式[1]。同時高中地理新課標還要求學生在學習地理課程時，加強動手能力。地理實驗教學中有一種實驗方式是模擬實驗，主要是利用生活中的器材來還原地理演變歷程，新課標中的實驗建議是針對高中地理部分模擬實驗教學進行對應的實驗設計舉例，通過設計、實驗、觀察、總結、匯報等一系列過程來達到實驗教學的目的。

2.建構主義學習理論

建構主義學習理論是指在一定知識與經驗基礎之上，要求學習者利用已有的社會常識和知識，對新的學習內容進行體系化建構的過程。學生的自主性、社會文化情境基礎以及對知識的意義建構是其主要的三方面內容[2]。因高中地理教學內容比較廣泛、時間空間跨度較大，譬如海洋地理、宇宙與地球等學習內容，在現實生活中很難對其進行直接的觀察，因此教師在教學該部分地理課程內容時，需要根據不同教學內容，創設不同教學情境。地理模擬實驗是教學情境創設的一種方式，通過對地理現象及其演變的模擬展示，幫助學生建構相關的地理知識。

3.經驗之塔理論

美國教育家戴爾提出的經驗之塔理論認為經驗獲取的方式有兩種，一種是直接獲取，另一種則是間接獲取。在此基礎上，獲得的經驗又可分為三個層次——做的經驗、觀察的經驗、抽象的經驗，其以遞進的形式展現在學習者的知識體系當中[3]。基礎的地理模擬實驗要求學生對地理現象進行觀察，譬如對家鄉地貌、自然災害的直接觀察，此過程為“做的經驗”與“觀察的經驗”之獲得。而經驗之塔理論更注重讓學習者獲得對規律的抽象認識，從而發現可普遍適用的知識。在高中地理教學中開展模擬實驗來展示地理事物演變的過程及規律，讓學生在實驗的過程中認識規律，形成對規律的認知，此為“抽象的經驗”之獲得。

二、高中地理實驗教學存在的問題

1.教師“甄上談實驗”

高中地理實驗教學內容比較少，而在實驗教學中，還存在“紙上談實驗”的問題，即沒有任何實驗器材或實驗工具，學生也不需要動手操作實驗，只是由教師講解實驗步驟，讓學生依靠想象力在紙上畫出實驗演變過程。這樣降低了學生學習樂趣，同時嚴重挫傷了學生動手實踐的積極性[4]。

2.學生“看”實驗

學生在高中地理實驗教學中常常扮演的是旁觀者的角色，教師在講臺上演示實驗、利用多媒體播放實驗視頻、在黑板上畫出實驗過程，而學生僅僅是在座位上觀看。這樣的教學方法雖然有提高教學效率的作用，但嚴重偏離前述新課標對高中地理課程的要求?！坝^察的經驗”之獲得要求學生親身參與至實驗的實踐操作中，而非觀察他人操作實驗。

3.“標準化流水線”實驗

讓學生動手操作實驗的作用有很多，如培養學生動手能力、激發學生學習興趣、提高學生自主解決問題的能力等。但在現實教學過程中，實驗往往被教師“標準化”，實驗所用器材、步驟、現象均統一，學生只按照教師所說的步驟完成實驗，就像工廠流水線工人工作一樣。在這個過程中學生不需要自主思考，完全沒有任何選擇余地地去照搬已有的實驗。

三、實驗法在高中地理地形地貌教學中的應用

1.深入分析教材，做好教學準備

開展實驗教學的前提是教師深入研究和分析教材內容，在全面掌握教材知識點的基礎上形成實驗的體系化與系統化方案。了解教材內容的目的在于為實驗設計奠定基礎，例如，有時候不同章節的實驗教學能夠同時展開，讓學生在一個實驗當中獲得多方面的知識，既能節約教學資源，又能讓學生將知識串聯起來，這就需要教師對教材內容的精準掌握。除此之外，教師還應當結合學生原有的知識儲備及認知情況，立足教材內容，設計適合于其認識水平的實驗方法，從而保證學生深入了解和掌握地理知識。

例如《地表形態的塑造》這一課，教材知識比較抽象，學習難度較大，如果學生只是聽教師進行理論講解，無法在腦海中自主構建出河流、風化地貌演變的規律，因此教師可通過實驗教學向學生展示河流、風化等外力對地表形態的影響。在教學中，風化的實驗條件較難獲得，教師可通過向學生展示河流對地表形態的塑造作用，讓學生了解外力對地表形態的塑造。在學生已經獲得“觀察的經驗”之基礎上，重點引導其“抽象的經驗”之獲得，即要求學生了解外力對地表形態塑造的作用機理是什么，何種外力、需要的時間等影響地表形態的外部因素。在此基礎上，教師再結合多媒體的展示以及課程內容的講解，給學生教授風化對于地表形態的塑造，可以較為高效地彌補學生想象力不足的問題，還可以提高學生的地理認知能力及理解能力。

2.演示模擬實驗，加深學習印象

模擬實驗與直接觀察相對應，對于一些難以直接觀察、需要在課堂中開展實驗的教學內容，可采用模擬實驗的方法。模擬實驗主要通過專業的模擬實驗教學工具，再現自然地理現象演變過程，是激發學生積極性、提升課堂教學質量的一種有效手段。

對于一些實驗器材較容易獲得的實驗項目，教師可以先進行實驗演示，講解注意事項、實驗目的等，進而讓學生自行開展模擬實驗，并引導學生掌握實驗原理。例如，在教學《河流地貌的發育》這一課時，多數情況下教師無法帶領學生直接觀察河流地貌的真實形態，因此可以借助沙盤、礦泉水、石頭等，模擬還原河流地貌的發育過程。在此實驗中，礦泉水充當河流，沙盤則展示原本的地貌，教師需要引導學生理解河流的沖擊對于地貌發育的影響。通過幾種簡單的教學器材，不僅可以給學生造成強烈的視覺沖擊，調動其學習熱情，還可以營造活躍的教學氛圍。最后是學生自主開展實驗，教師應當“預留”一些內容讓其自行觀察，譬如不同階段流水侵蝕造成的地貌變化，促使學生更好地掌握河流地貌的成因及特點。當然，在開展模擬演示實驗時，需要讓學生成為實驗分析的主體，讓他們自主發表意見，從而調動他們的學習主觀能動性，讓他們更加深入地理解地理知識。

3.學生分組實驗，操作實驗流程

在高中地理教學中，對于一些過程較長、反映內容較多的實驗，教師可采用分組實驗的方式開展，讓學生在分組實驗的過程中學會與他人合作，進而加深對地理知識的理解。但需要注意的是，各個小組進行的實驗難度應相當，并且要注意各個小組實驗與其他小組實驗的互補性，如此才能發揮分組的作用，從而讓學生獲得良好的學習效果。

例如，在教學《河流地貌的發育》時，教師首先可以通過多媒體向學生展示一些河灘的照片，讓學生通過觀察發現河灘上層是一層一層的細沙顆粒，從上層往下看則會發現細沙顆粒越來越大，有的已經形成較大的卵石形狀。接著向學生提出問題：“這種現象是由什么原因造成的？流水侵蝕導致河流發生哪些變化（如深度、寬度等）？”讓學生帶著問題去開展實驗，在實驗當中解答問題。在分組時，可根據班級學生數量，將學生分成若干小組，設計實驗。有的組將碎石、沙粒及黏土混合后，靜置到河谷模具中，然后用自來水沖擊河谷，獲得實驗現象。有的組則是將所有實驗道具混合放入塑料瓶中，加入礦泉水大力搖晃塑料瓶，以此獲得河灘分層現象。教師讓學生分組實驗，通過討論、設計實驗并獲得實驗現象，充分激活學生的思維，培養學生的動手實踐能力，同時也充分體現了學生的主體地位。

4.因地制宜選擇實驗器材，體現實驗科學性

高中地理實驗開發需要多元化，多元化可以是實驗方式的多樣化，也可以是實驗項目器材選擇的多樣化。以地形圖的地貌判讀實驗為例，其最主要的目的是讓學生學會地形圖的判讀方法，可以根據地圖讀出 圖面上的地勢、地表的各種形態等特征，并在此基礎上分析各種地貌形態對應的地形等高線圖式。在實驗過程中，學生可以充分發揮自己的想象力，自行尋找生活中可以利用的所有材料[5]。若學生在準備材料過程中存在各種問題，教師不必急于糾正學生，可以逐步引導學生自主解決問題，充分發揮學生的自主性，讓學生因地制宜地開發地理實驗資源。

在設計實驗時首先需要確保實驗可以反映出本節課的主要內容、實驗材料合適、場地適合、實驗步驟嚴謹;其次需要充分考慮實驗條件，實驗教學所需的前期工作較多，但不宜占用課堂上的太多時間;此外，地理實驗“宜精不宜多”，要選擇經典的實驗，將實驗用在教學關鍵步驟。

5.明確實驗教學主體，促進全員參與

高中地理實驗教學有助于改變純理論教學的模式，改變以教師為主體的教學方式，讓學生在課堂上不僅需要聽教師講課、在座位上記課堂筆記，還需要自主發現問題、樂于自主去分析和解決問題。教師要讓學生主動參與到課堂教學中，在設計實驗時需要設計一些趣味性比較強、能夠激發學生興趣的實驗，促進學生全員參與。

綜上，在高中地理課程中開展實驗教學需要采用科學的教學方法，合理設計實驗，因地制宜地選擇實驗方法與實驗器材，同時讓學生成為實驗教學的主體，這樣才能發揮地理實驗幫助學生理解課堂內容、建構地理知識體系之作用。

[參考文獻]

[1]中華人民共和國教育部.普通高中地理課程標準（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2017.

[2]李峰.高中地理教學過程中模擬實驗的應用研究[D].南充：西華師范大學，2018.

[3]戴爾.試聽教學法之理論[M].杜維濤，譯.上海：中華書局.1949.

[4]陳健.高中地理實驗教學與地理實驗技能的培養[J].中學地理教學參考，2013（5）：32-34.

[5]曲忠厚.高中地理新課標教材中的“案例”分析與運用：以人教版高中地理實驗教科書（必修）為例[J].課程·教材·教法，2009（1）：68-71.

（責任編輯 周侯辰）