淺談地理課堂實驗

余亞奇

[摘? ?要]區域認知和綜合思維、地理實踐力等學科核心素養的培養離不開直觀的、形象的、具體的地理現象，在日常教學中，地理教師也盡可能利用各種教學手段、信息化設備去展現各種地理現象及其發展變化。而要化虛為實，讓學生更直觀地去認知、發現和總結地理規律，地理課堂實驗是一個不錯的選擇。教師應在地理課堂中適時引入周期短且能及時反饋效果的實驗，讓學生在不斷的感知、釋疑過程中探究地理事物的成因，讓地理學科核心素養在實驗過程中生根發芽。

[關鍵詞]地理;學科核心素養;課堂實驗

[中圖分類號]? ? G633.55? ? ? ? [文獻標識碼]? ? A? ? ? ? [文章編號]? ? 1674-6058（2021）13-0095-02

愛因斯坦說過：“一個美妙的實驗，通常要比我們頭腦中提取二十個公式更有價值。” 課堂實驗是指教師結合課堂教學內容和育人目標，在課堂上完成并及時反饋實驗效果的教學媒介，是一種顯示直觀現象、能讓學生參與和經歷地理事物發展變化的教學手段，是學生獲得感性認識的重要源泉，是培養學生觀察力、思維力、合作精神和表達能力的重要途徑。學生在實驗探究中能學會克服各種困難，增強地理實踐力，形成創造性的結論。地理課堂實驗還可以幫助學生了解地理概念，理解地理原理，掌握知識遷移方法，形成學科思想和學術意識。

一、地理課堂實驗的必要性

地理課堂實驗以模擬性的預設條件、開放性的思維啟發，讓學生在正確的區域認知引領下，鍛煉地理實踐力、培養綜合思維，形成良好的人地協調觀。良好的課堂實驗，不僅可以提高學生的學習興趣、參與度、主觀能動性，更能培養學生的獨立探究能力、邏輯推理能力、綜合實踐能力等。

地理課堂實驗有自己獨特的藝術，常規課堂中教師會用各種圖片、視頻來展現旖邐的自然風光、充滿魅力的人文風情，以求讓學生在真實的情境中“識地析理”。這樣的課堂教學有利于培養學生獲取信息的能力，但是對于培養學生的地理實踐力作用有限。

達·芬奇有句名言：“實驗是科學知識的來源，智慧是實驗的女兒?！钡乩碚n堂實驗能夠承擔起呈現部分地理原理的重任。教師應選擇合適的、可操作性強的地理實驗，讓學生參與實驗的設計、條件的預設、現象的觀察，克服種種困難，在合作與分工中探討事物的變化與發展，真正透過現象理解本質。

二、地理課堂實驗的可行性

新高考下，地理試題的廣度和深度不斷加大，對學生的核心素養要求也越來越明確。地理學科具有文理兼具的特性，作為文科中的理科，其綜合性、邏輯性、學科交融性很強，從現象到本質，從時間到空間變化，無不考查理性的思維。如自然地理“地球的運動”中包含著物理學中的線速度、角速度、向心力，“太陽高度的計算”需運用數學中的三角函數和立體幾何，“經緯度”計算還涉及“線面角”“二面角”。對于理科生而言，地理知識涵蓋面之廣、地理信息的提取與圖文轉換、閱讀理解式的背景材料，都體現出地理的文科屬性。固有的教學套路與模板在新時代已經不能滿足人才培養需求，而地理課堂實驗有助于培養學生的地理實踐力和綜合思維。

以人教版高中地理必修1為例，課本上提供了很多具有較強可行性的地理實驗素材，包括地球運動、晨昏線、太陽高度角、熱力環流、三圈環流、海陸熱力性質差異、季風成因、大氣溫室效應、常見的天氣系統、地轉偏向力、河流地貌發育、沉積物分選等方面，為課堂實驗的開展提供良好的素材。

在信息爆炸的網絡時代，我們可以享受大量優質的學科資源，如各級教育部門主推的“一師一優課”，還有微信上的地理知識公眾號等，教師可以從中獲得很多課堂實驗教學的方法和案例，還可以足不出戶去學習學科前言知識，分析學科動態，采集教學素材，再根據所教學生的知識儲備、能力差異以及現有條件去設計、選擇、整合、修訂各種課堂實驗，從而保證課堂實驗的適用性。

三、如何有效實施地理課堂實驗

1.確保課堂實驗安全

安全是實驗教學的前提。雖然地理實驗不像化學、生物實驗那樣涉及較多的危險品，安全事故概率較低，但課堂是一個相對開放的場所，課堂實驗需要師生親自操作、演示，近距離觀察和記錄，教師在選材和操作時需全方位考慮安全問題，明確實驗要求，確保課堂實驗安全進行。如熱力環流演示實驗，課本上給出的材料有玻璃缸、塑料薄膜、一束香、火柴等，其中玻璃缸屬于易碎品，薄膜、香、火柴等屬于易燃品。為安全起見，教師在選材時可以用密封性好的透明塑料盒代替易碎的玻璃缸，用阻燃的膠合板代替薄膜，在實驗過程中要強調香和火柴的規范使用。

2.選取簡單易行的實驗

很多高中都沒有專門的地理實驗器材，更沒有專業的地理實驗室，而課堂實驗的精髓在于簡單易行，可操作性強，且不會對課堂環境造成污染和損害。故課堂實驗對地理教師專業要求相對較高，教師不僅要設計易操作的實驗，有時還需根據課堂實際自制簡單易操作的地理教具。例如，在講解地轉偏向力的時候，可以讓學生兩兩合作，分別在靜止和旋轉的平面圓上畫直線，觀察、記錄、比較不同的地理現象，并表述其形成原理。在講解褶皺山的形成時，對于課堂實驗器材可以就地取材，選擇學生都有的課本或者彩色的便箋紙進行水平擠壓。這樣的實驗道具和實驗方式簡單易操作，學生參與度高，還可反復驗證。

3.控制實驗時長

每一節課的時間都是有限的，在課堂中進行演示實驗必須保證實驗完整、效果明顯、思考深入、討論到位、結論準確。在有限的時間內要達到這樣的教學效果，需要教師在選取教學內容、設計實驗時控制實驗的完成時間，如求當地經緯度、觀測月象等周期較長的實驗就不可取。而河流堆積地貌的形成演示實驗（見圖1）就符合周期短、現象明顯、可操作性強的要求。

實驗器材：清水、長方形塑料盒、一張白紙、一小袋泥沙、三角凹形槽。

操作步驟：①將白紙平鋪在可漏水的長方形塑料盒上;②把粗細不均的泥沙倒入三角凹形槽;③讓三角凹形槽與白紙呈15～30度斜角;④在三角凹形槽上方緩緩倒入清水。引導學生觀察在白紙上形成的堆積物的位置、形態特征、顆粒物分布等地理現象，總結反思其現象產生機理，并用語言描述其形成過程。此實驗時間每次不超過4分鐘，學生不僅可以自主觀察、發現、記錄、分析、總結，還可以大膽對實驗進行改進，反復演示。在此實驗中，注水速度、三角凹形槽的傾斜角度、泥沙的粗細程度及多少都會影響實驗的結果。

4.關注師生定位

好的課堂實驗有助于培養學生的區域認知能力和地理實踐力等學科核心素養，不僅能給學生帶來視覺上的沖擊，還能激發學生的主體意識，調動學生的主觀能動性，把時間和課堂還給學生，讓學生以探索者的身份去觀察地理現象、體驗地理過程，從而發現問題、解決問題，形成正確的人地觀。

教師需不斷更新教育觀念，明確自身在課堂中的定位，在教學過程中充分發揮組織者、引導者、促進者的作用。如果所有的實驗都是教師全程包辦，不讓學生參與，教師在實驗過程中只是簡單地問學生“有沒有看到”“有沒有發現”“是不是這樣”，就沒能很好地起到點撥和引導者的作用，課堂實驗就變成了另類的“教學視頻”。

5.重視學生參與度

地理實驗教學的意義在于讓抽象的地理現象變成具體的體驗過程，讓學生由觀眾、聽眾轉化為地理過程的參與者、探究者，讓課本上的理論變成學生分析的所得。在地理課堂實驗過程中，教師要注重增強學生的參與意識，盡可能讓每一個學生都參與到實驗的各個環節中。在實驗教學中，教師可以對實驗的目標和任務進行多樣化的分解，可以是目標分解，也可以是任務分解，盡可能讓每個學生有目標、有任務地去獲取地理信息、演示地理過程。

在條件允許的情況下，實驗設備可多準備幾套，讓學生分組參與，這樣既可體現小組的分工與合作，也可讓學生及時就發現的地理問題進行交流探討。在論證實驗中，實驗設備可多樣化。例如，做晝夜交替演示實驗時，可讓學生自由選取物品（乒乓球、鉛球、水晶球、發光的燈泡、手電筒、蠟燭等）來表示太陽和地球，而采用不同的實驗器材，學生觀測到的地理過程及實驗結果可能存在差異。此時，教師可及時引導學生對實驗中出現的現象進行分析和評價。

總之，地理課堂實驗不僅可以呈現直觀的地理現象、模擬地理過程，還可以提升學生的課堂參與度，讓學生在失敗中查找原因，在成功中總結經驗，在思維碰撞中感受地理的魅力，不斷提升區域認知能力和綜合分析問題的能力。

（責任編輯? ?周侯辰）