實驗教學法在高中地理教學中的應用

■甘肅省玉門市第一中學 趙 靜

當前的高中地理教學主要包含了幾個方面的內容，包括自然地理、人文地理和區域地理，不同的知識模塊對學生的思維能力也有著不同的要求。地理學科本身具有綜合性和開放性的特點，實踐特征顯著，因此通過實驗教學法可以讓學生強化知識獲取的廣度和深度，增進對知識的認識。本文也將圍繞實驗教學法在高中地理教學中的應用方式進行分析和討論。地理實驗教學能溝通理論教學和實踐教學，一方面促進了理論和實踐的深度結合，另一方面體現出了地理學科的應用價值。高中地理教學應該突出學生的自主性從而提升地理教學質量，增強學生的主體參與意識，強化學生對地理知識的遷移和應用。未來的地理學科將圍繞學生的觀測能力與考察能力等進行綜合評價，開展具有開放性的實驗教學本身也是重要的教學方法和教學途徑。

一、實驗教學法在高中地理教學中應用的基本原則

（一）科學性原則

地理實驗本身需要通過一定的儀器和工具模擬地理現象和相關的演變過程，因此最基本的要求就是要保持科學性。科學的地理模擬實驗應該具備幾個不同的條件和要求，具體來說：首先是實驗所呈現出的原理必須準確，并且模擬的地理現象能與真實的地理現象符合；其次是通過實驗能讓學生得出正確的結論；最后則是設計實驗相關的儀器要科學合理，防止因外界因素干擾而失敗。如果其中一項因素出現異常，則需要對內容進行調整和修改，在基本滿足要求的設計思路下保障整個實驗細節的準確性，這樣才能保證實驗教學的良好效果。

（二）可行性原則

可行性，顧名思義指的是地理實驗教學法需要具備可操作性，教師可以讓學生通過觀察的方式獲取實驗材料完成實驗過程。教師在開展實驗教學法時必然會用到某些專業的材料和工具，甚至是通過計算機和地理信息技術軟件等。由于很多學生對地理現象以及地理現象的形成過程、規律并不了解，且地理教學中能開展的各類實驗也以人文實驗為主，學生也無法通過肉眼直接觀察到地理信息特征。因此，可行性的實驗教學將成為學生獲取知識的主要渠道。

（三）開放性原則

時代的發展讓人們開始重新審視教育模式和學生之間的關系，特別是經濟的發展和信息時代的來臨，使世界范圍內的各個國家開始對傳統的、滯后的教育模式的改革措施進行分析，且改革的共同方向是關注實驗教學以培養學生的動手、實踐能力，是國際范圍內地理教學改革的基本方向。傳統的地理教育模式弊端不斷出現，現代社會的開放性也讓地理信息技術和地理觀念的轉變成為時代發展的必然趨勢。教師要學會利用教材，開發實驗，幫助學生完成知識的理解和掌握。在課程改革的背景要求下，地理實驗教學法的開放性要求更加突出，不再單純局限于教師一方開展實驗演示內容，而是強調讓學生主動參與其中，發掘并分析其中的有趣地理現象、地理問題，然后以現有的材料設備設計地理模擬實驗，幫助學生發現問題、分析問題最后解決問題。例如，在學習有關自然資源的知識點時，學生可以圍繞某一個地區的自然狀態和資源特征進行角色模擬，通過計算機或其他手段關注人類的現實生活。教師也可以以社會資源為載體充分挖掘生活中的地理現象，從而對研究對象展開系統和連續性的實驗過程，正確地掌握所要研究的內容，概括出地理知識和原理的認識過程，幫助學生鞏固知識點。

二、實驗教學法在高中地理教學環節的應用

近年來，廣大教師一直都在不斷進行課堂教學方法的探索與創新，實驗教學法便是其中一種。經過實踐探索，實驗教學法在高中地理教學中的應用，實現了理論教學與實踐活動的有效融合，使該學科的應用價值更加突出，這無疑使學生更好地認識到了地理學科的重要性，更加重視對這些學科的學習。現將實驗教學在高中地理教學應用環節需要注意的問題進行如下闡述。

（一）更新教學觀念，突出實驗功能

地理教學的觀念更新是當前地理教學改進的主要方向之一，特別是在地理課程改革的背景下，要想推動實驗教學法的改革，一定要做的就是更新教師的教學觀念，不再單純地通過知識講授的方式進行內容學習，而是重視學生的主體地位，發揮學生的主體作用。教師自身要意識到模擬實驗內容在教學環節的地位和功能，然后選擇其中可操作性比較強的部分知識點突出原有的教育教學功能。近年來越來越多的教師開始關注地理實驗，并且對某些課程內容進行實驗性設計。例如，在必修一的教材中，雖然可以進行實驗的內容比較少，但教師仍然可以以某些關鍵知識點為切入點設計實驗。如《大氣的水平運動》中，一直以來的教學難點就是學生對風原理的理解和掌握，而這一方面的相關知識可以直接在課堂內進行實驗，所需的材料只有溫度計和布條。教師可以先讓學生測定教室內和教室外的溫度并做好記錄，然后將布條掛在窗戶上，觀察現象。由于教室內的溫度會比教室外的溫度更高，打開窗戶之后室外的冷空氣進入室內后，布條朝著室內的方向運動，讓大氣從高氣壓區朝著低氣壓區做水平運動最終形成了風。可以看到諸如此類的實驗內容設計非常簡單，但核心內容在于教師需要將實驗過程作為基礎教學組成部分，而不是單純將其作為驗證地理理論知識的方式。

（二）開展實驗教學法，發揮學生主體性

新課程標準強調將學生作為教學主體，并且大多數教師應該承擔起引導者和輔助者的角色，幫助學生完成實驗過程，讓學生真正成為實驗開展的主要操作者。這樣一來，學生不僅可以在課堂上開展實驗，也可以在課堂之外開展相關的實驗。實驗教學法的核心在于引導學生觀察生活和自然中的地理元素，然后將其與教材內的知識結合。地理實驗教學應符合學生的認知特點，讓學生能積極思考并且應用地理知識和地理技能解釋生活中的常見問題。

例如，在學習經緯度的有關知識時，教師就可以讓學生利用身邊的一些簡易工具進行經度計算。教師可以讓學生在中午時間段將一根棍子插入土中或沙坑中，對棍子的影子位置做好標記，并且每隔5分鐘進行一次觀測，做好影子標記。之后將不同的標記連接起來可以組成一段弧線，選擇弧線當中最近的點位，然后用尺子將該點位和棍子插在地上的點位連接，這一條直線就可以被視作經線。把影子最短時的時間和正午12時的差值進行計算之后，就可以推算出實驗所在區域的大概經度。

從實驗原理來看，由于每日的正午太陽高度最大且日影最短，中國處于北半球，影子為南北向投影，影子可以被視作經線。而經度每差1度，時間大約相差4分鐘，北京的經度是120°E，按照正午地方時和北京時間的差異就可以推算出大致經度。可以看出，地理實驗教學法不僅局限在課堂和教材內部，還存在于社會、自然中，如果能引導學生認真觀察生活并強化自身體驗，就能了解地理問題，再使用一些常見的地理資源和自然資源完成實驗過程。

（三）地理資源的有效開發

地理資源包括可以利用的教材、設備以及儀器，實驗儀器設備也是實驗教學法開展時所需的物質條件。教育信息化前提下，需要應用現有的地理實驗資源和教材內容的具體特征做好資源的開發和規劃，讓實驗內容可以符合實際教學狀況。考慮到地理課時要求與內容要求，教師應盡量避免模擬實驗內容之間出現重復現象。

例如，在學習大氣的相關知識時，會涉及季風、熱力環流、海陸熱力性質等，但這些知識點的實驗內容存在交叉之處，都涉及地面熱量不均和大氣運動的相關內容。考慮到這一要求，教師可以將這些知識點串聯起來，再設計一個綜合性的模擬實驗，就可以得到一個實驗結論，且這一實驗結論可以被應用于后續的知識點學習過程中。

舉個例子，教師在燒杯中分別裝入自來水和黏土，用溫度計得到溫度數據之后，利用酒精燈加熱兩個燒杯，5分鐘之后記錄溫度數值，了解黏土和自來水溫度的差異和產生差異的原因。這樣一來，就可以讓學生從實驗現象和實驗結果中總結知識點的客觀規律。教師還可以將這一部分的知識和內容制作為微課等，在豐富實驗資源的同時逐步建立資源素材庫，從中獲取那些可供借鑒和參考的模擬實驗元素內容。地理學科具有綜合性特征，在某些特殊情況下還可以利用其他學科的資源進行深度開發，提升實驗教學的整體水平。

教師在平時的教學過程中還可以親自動手制作一些器材，包括地理模型等，如可以使用泡沫塑料制作等高線模型，利用礦泉水瓶和沙子等制作流水和沉積物實驗的基本器材。制作過程可以讓學生參與其中，提升學生的學習積極性。

（四）課內外實驗的有序配合

地理學科的課內實驗和課外實驗可以形成配合，打造更加高效的地理課堂。教師需要在有限的時間內突出地理實驗的典型性特征，一方面涵蓋重難點內容，另一方面對有關的知識做好總結和提煉。典型的地理實驗可以讓學生對地理現象以及地理現象的形成過程產生深刻印象，并且通過實驗完成相關知識的遷移。必要時，教師還可以利用比較充足的課外實驗開展實驗。如學習水土流失的有關知識時，為了掌握不同影響因素對水土流失的影響，教師可以將學生劃分為不同的小組，分別負責實驗變量，改變植被率、坡度、水量等，之后得到不同的實驗結果。

又如，在水土流失的有關實驗中，可以讓學生通過實驗將抽象的理論形象化，以直觀的方式進行呈現，強調學生的親身經歷和積極參與程度。水土流失本身作為區域綜合治理知識的重要組成部分，學生需要通過實驗了解地表植被降水強度、降水時間、土質狀況等關鍵參數，準確理解水土流失的原因，并在此基礎上強調人為原因是引起水土流失的典型因素，再通過實驗判斷如何正確治理水土流失。除了前文提到的實驗內容之外，學生還可以改變降水狀況，分析小雨和大雨狀態下的地表特征與降水時間之間的差異，或是選擇黃土和沙土作為研究依據。教師可以讓學生分組之后按照預設方案開展對比實驗，例如兩組成員分別負責降水狀況和水土流失的影響實驗和土壤狀況對水土流失的影響實驗。這些實驗結果可以記錄下來并且制作為課件和學習資料，不僅可以完成知識的共享，也可以作為當前課堂的主要輔助資料。如果在課堂之內，教師可以營造地理情境，嘗試讓學生發揮自身的創造力與想象力提升自主學習能力。當然學生在實驗過程下來中可能會產生一定的操作問題，如選擇黃土和沙土作為對比實驗依據時，會因為操作偏差導致結果產生誤差，對此教師應充分考慮實驗的可行性和典型性，讓學生可以在課外完成一些前期準備工作，充分考慮無關變量的不利干擾，正確應對課堂新知識的形成。

（五）基于人文層面的地理實驗

地理學科中有著深厚的人文理念，開展某些人文實驗，可以幫助學生了解地理學科和人文環境之間的關聯。在地理實驗的必修二中，涉及很多人文地理實驗，包括人口實驗、產業實驗、交通運輸實驗等。這些實驗在開展過程中，可以幫助學生對所學知識產生更深層次的理解。

例如，在涉及人口部分的有關地理實驗時，可以先讓學生學習并掌握人口的有關知識，提前了解自己生活區域內的人口增長模式和年齡結構層次，并且自主收集人口數據資料，制作統計圖，提高思維水平和數據分析能力。在收集完所有數據之后，可以根據人口增長的特點和環境影響之間的關聯調查區域內城市的人文現狀，包括城市住宅區位置布局、城市商業區、城市工業區、城市交通水準等，判斷這些因素和人口數量之間存在怎樣的關聯。在整個調查實驗階段要關注調查效率的提升，確保實驗工作的完整性，在各個小組展現自己的調查成果之后，可以圍繞教師對調查結果展開的討論確定有哪些需要改進的地方。如整個實驗階段，是否考慮到了市場條件、政策條件、歷史因素等。在撰寫實驗報告時，應在班級內提前討論交流調查結果，針對實驗過程中的不足提出改進方案，加深學生對人文地理的理解，提升學生對地理研究的興趣和主動性，樹立正確的情感價值觀。

三、結語

綜上所述，實驗教學法是高中地理教學中重要的教學手段和教學途徑，在綜合分析實驗教學法的基本原則之后，可以根據原則要求確定開展實驗的具體策略，突出知識的適用性和教學內容的生活化要求。綜合來看，未來的教學需要以學生為主體，提供更加豐富和多樣化的課堂教學形式，滿足學生的心理認知規律，讓學生能對實驗探究過程產生濃厚興趣，從探索過程中充分領悟知識以解決地理問題，提升個人素質和地理學科素養。