探究基于綜合思維培養(yǎng)的高中地理模擬實驗設(shè)計及實施

鐘萬里

摘 要：隨著教育改革的深入推進，高中地理教學越來越注重培養(yǎng)學生的綜合思維能力和實踐能力。在高中地理教學中，綜合思維的培養(yǎng)對于提高學生的地理素養(yǎng)和解決實際問題的能力具有重要意義。然而，傳統(tǒng)的地理教學方式往往注重知識的傳授，而忽視了學生的實踐能力和綜合思維的培養(yǎng)。為了解決這一問題，本文旨在探究基于綜合思維培養(yǎng)的高中地理模擬實驗設(shè)計及實施。通過模擬實驗的設(shè)計和實施，可以幫助學生更好地理解和掌握地理知識，提高其綜合思維能力和實踐能力。

關(guān)鍵詞：綜合思維培養(yǎng)；高中地理；模擬實驗

一、綜合思維的概念及其在地理學科中的體現(xiàn)

（一）綜合思維的概念

綜合思維是指對事物進行多角度、多方面、多層次的分析和研究，以獲得全面、深入的認識和理解，其是一種綜合性的思維方式，強調(diào)對事物的整體性、系統(tǒng)性和動態(tài)性的把握。

（二）綜合思維在地理學科中的體現(xiàn)

地理學科是一門綜合性很強的學科，涉及自然、人文、社會等多個領(lǐng)域，需要從多個角度進行分析和研究。綜合思維在地理學科中主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

空間思維：地理學科涉及空間概念和空間分析，需要學生對地理位置、空間分布、空間關(guān)系等進行深入的分析和研究[1]。

系統(tǒng)思維：地理學科研究對象具有整體性、系統(tǒng)性和動態(tài)性，需要學生從整體上把握研究對象，分析各要素之間的相互關(guān)系和作用機制。

動態(tài)思維：地理學科研究對象具有動態(tài)變化的特點，需要學生從動態(tài)的角度進行分析和研究，把握事物的發(fā)展變化規(guī)律。

比較思維：地理學科涉及不同地域、不同國家之間的比較和對比，需要學生對不同地域、不同國家之間的差異和相似之處進行深入的比較和

分析。

（三）綜合思維與高中地理模擬實驗的關(guān)系

高中地理模擬實驗是地理學科教學的重要手段之一，可以通過模擬實驗的方式，讓學生更加直觀地了解地理現(xiàn)象和規(guī)律。綜合思維與高中地理模擬實驗的關(guān)系主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

一是綜合思維是高中地理模擬實驗的重要指導思想之一。在進行模擬實驗之前，學生需要運用綜合思維對實驗目的、實驗內(nèi)容、實驗方法等進行全面的分析和研究，以確保實驗的科學性和有效性。

二是高中地理模擬實驗是綜合思維的重要實踐平臺之一。教師通過模擬實驗，可以讓學生更加深入地了解地理現(xiàn)象和規(guī)律，提高學生的實踐能力和創(chuàng)新思維能力。同時，模擬實驗也可以幫助學生更好地理解和掌握綜合思維的方法和技巧[2]。

二、高中地理模擬實驗的設(shè)計及實施原則

為了確保模擬實驗的有效性和可靠性，需要遵循以下設(shè)計及實施原則。

（一）科學性原則

模擬實驗的設(shè)計必須具有科學性，即實驗的設(shè)計和實施必須基于科學的理論和方法。在模擬實驗中，要盡可能地模擬真實的地理環(huán)境，包括地形、氣候、土壤、植被等各個方面。同時，實驗的操作和數(shù)據(jù)采集也要遵循科學的方法和規(guī)范，保證實驗結(jié)果的準確性和可靠性。

（二）典型性原則

在模擬實驗中，要選擇具有代表性的地理現(xiàn)象或過程進行模擬。這樣可以幫助學生更好地理解地理現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律，提高對地理知識的掌握和應(yīng)用能力。例如：可以選擇典型的河流地貌進行模擬，通過實驗觀察河流地貌的形成過程和特點[3]。

（三）可操作性原則

模擬實驗的設(shè)計要考慮到實際的操作性和可行性。實驗的設(shè)備和材料要易于獲取和操作，實驗的過程要簡單易懂，實驗的時間和成本也要合理控制。這樣可以保證實驗的順利進行，同時也可以提高學生的參與度和興趣。

（四）啟發(fā)性原則

模擬實驗不僅是一種知識傳遞的方式，更是一種啟發(fā)思維的方法。教師在模擬實驗中，要引導學生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和實踐能力。同時，教師要通過實驗的結(jié)果和討論，引導學生深入思考地理現(xiàn)象的本質(zhì)和規(guī)律，提高地理思維能力。

三、基于綜合思維培養(yǎng)的高中地理模擬實驗設(shè)計及實施面臨的挑戰(zhàn)

隨著教育改革的深入，高中地理教學越來越注重培養(yǎng)學生的綜合思維。綜合思維是一種多維度、多角度思考問題的思維方式，要求學生能夠從多個角度、多個層面去分析問題，從而得出全面、客觀的結(jié)論。在高中地理教學中，模擬實驗是一種重要的教學方式，能夠幫助學生更好地理解地理知識，提高學生的實踐能力。然而，在模擬實驗的設(shè)計和實施過程中，也面臨著一些挑戰(zhàn)。

（一）知識與技能的深度融合之難

在高中地理教學中，知識與技能的深度融合是模擬實驗設(shè)計的重要目標之一。然而，在實際操作中，這一目標的實現(xiàn)往往面臨著較大的難度。一方面，高中地理知識本身比較抽象，難以通過簡單的模擬實驗來完全揭示其本質(zhì)。另一方面，學生技能的掌握也需要一定的時間和經(jīng)驗積累，僅僅依靠模擬實驗難以達到理想的效果[4]。

（二）實驗設(shè)計與真實環(huán)境的差異之困

模擬實驗雖然可以幫助學生更好地理解地理知識，但與真實環(huán)境相比，仍然存在一定的差異。這種差異可能會導致學生在實際應(yīng)用中出現(xiàn)問題。例如：在模擬實驗中，學生可能會忽略一些實際環(huán)境中的重要因素，從而導致實驗結(jié)果與實際情況存在較大的出入。

（三）學生主動性與創(chuàng)新思維激發(fā)之惑

模擬實驗的設(shè)計和實施需要學生的主動參與和創(chuàng)新思維。然而，在實際操作中，學生的主動性和創(chuàng)新思維往往難以得到充分的激發(fā)。一方面，學生可能對模擬實驗的目的和意義不夠明確，導致參與度不高。另一方面，學生在面對模擬實驗時可能會受到傳統(tǒng)思維方式的限制，難以發(fā)揮出自己的創(chuàng)新思維。

（四）評價體系與實驗目標匹配之艱

評價體系的建立是確保模擬實驗效果的重要手段之一。然而，在實際操作中，評價體系往往難以與實驗目標相匹配。一方面，評價體系可能過于注重學生的表現(xiàn)和成績，而忽略了學生在實驗過程中的其他方面的發(fā)展。另一方面，評價體系可能缺乏針對性和科學性，難以真實反映學生的實際水平和發(fā)展狀況。

四、基于綜合思維培養(yǎng)的高中地理模擬實驗設(shè)計及實施的優(yōu)化策略

（一）構(gòu)建多維度知識體系，強化地理綜合思維

綜合思維是地理學重要的思維方式之一，強調(diào)從多個角度、多個層面去分析地理現(xiàn)象和問題。在傳統(tǒng)的高中地理教學中，教師往往只關(guān)注知識點的傳授，而忽視了對知識體系的構(gòu)建，導致學生難以形成綜合思維。因此，為了培養(yǎng)學生的綜合思維，教師需要構(gòu)建多維度的知識體系。

以“宇宙中的地球”為例，學生需要從多個維度去構(gòu)建知識體系，強化地理的綜合思維。從宇宙視角看，地球是太陽系中的一顆行星，其位置、運動和與其他天體的關(guān)系都是需要考慮的。與此同時，地球的物理特性、大氣層、磁場等都與其他行星有所不同，這也是需要探究的。再從地球本身來看，其有著復雜的地質(zhì)結(jié)構(gòu)和多樣的地貌。地震、火山、海嘯等自然災害都與地球內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和運動有關(guān)。此外，地球上的生物多樣性、氣候變化、水資源等都是學生研究的重要內(nèi)容。為了更好地理解這些內(nèi)容，教師可以設(shè)計一些模擬實驗。例如：模擬地震的發(fā)生和傳播，讓學生親身體驗地震的威力；模擬不同地貌的形成過程，讓學生了解地質(zhì)變化的漫長與復雜；模擬氣候變化，讓學生了解人類活動對地球的影響。教師還可以組織學生進行一個名為“地球模型制作”的實踐活動。在這個活動中，學生需要使用各種材料來制作一個縮小的地球模型，包括地球的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、地殼、地幔、地核等。通過這個活動，學生可以更直觀地了解地球的結(jié)構(gòu)和組成，同時也可以更深入地理解地球的運動和變化。教師還可以組織學生進行一個名為“氣候變化模擬”的實驗。在這個實驗中，學生需要使用各種儀器和設(shè)備來模擬不同氣候條件下的自然環(huán)境，并觀察和分析這些環(huán)境對生物和生態(tài)系統(tǒng)的影響。例如：學生運用溫濕度計、溫濕度控制器，通過調(diào)節(jié)溫度和濕度，模擬不同氣候條件，如熱帶、溫帶和寒帶氣候。運用光照度計、人工光源，模擬不同地區(qū)的日照時間和光照強度，如高緯度和低緯度地區(qū)的光照條件。通過這個實驗，學生可以更深入地了解氣候變化的原因和影響，同時也可以培養(yǎng)觀察能力和分析能力[5]。

（二）創(chuàng)新實驗設(shè)計模式，逼近真實地理環(huán)境

傳統(tǒng)的地理實驗往往只是對課本知識的簡單驗證，缺乏對真實地理環(huán)境的模擬。為了更好地培養(yǎng)學生的實踐能力和綜合思維，教師需要創(chuàng)新實驗設(shè)計模式，貼近真實地理環(huán)境。

以“植被與土壤”為例，教師可以設(shè)計以下實驗。一是野外實地考察：組織學生到當?shù)氐纳帧⒉菰鹊貐^(qū)進行實地考察，觀察植被與土壤的關(guān)系。二是室內(nèi)模擬實驗：利用土壤、植物等材料，在室內(nèi)模擬不同的植被類型和土壤類型，觀察其對土壤性質(zhì)的影響。三是數(shù)據(jù)分析和綜合思考：通過對實驗數(shù)據(jù)的分析，引導學生思考植被與土壤之間的相互作用和影響。

例如：教師可以設(shè)計一個長期的模擬實驗，在一個封閉的空間內(nèi)種植不同的植被，并觀察其對土壤質(zhì)地、肥力、酸堿度等方面的影響。教師還可以改變光照、溫度、水分等條件，觀察這些因素如何影響植被和土壤的關(guān)系，在實驗過程中，學生可以親手種植、觀察、記錄數(shù)據(jù)，從而更深入地了解植被與土壤之間的復雜關(guān)系。這樣的實驗設(shè)計不僅接近真實地理環(huán)境，還培養(yǎng)了學生的長期觀察和實驗能力。

（三）激發(fā)學生主體能動性，培養(yǎng)創(chuàng)新思維習慣

學生是學習的主體，只有充分發(fā)揮學生的主體能動性，才能更好地培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維習慣。因此，教師需要采取多種措施，激發(fā)學生的主體能動性。

以“產(chǎn)業(yè)區(qū)位因素”為例，教師可以采取以下措施激發(fā)學生的主體能動性。首先，引導學生進行社會調(diào)查：組織學生到當?shù)氐墓I(yè)園區(qū)、農(nóng)業(yè)園區(qū)等進行實地調(diào)查，了解不同產(chǎn)業(yè)的區(qū)位因素和特點。其次，鼓勵學生進行小組討論：將學生分成不同的小組，就不同的產(chǎn)業(yè)進行討論和分析，探討其區(qū)位因素和優(yōu)劣勢。最后，引導學生進行創(chuàng)新思考：鼓勵學生提出新的產(chǎn)業(yè)區(qū)位因素和解決方案，培養(yǎng)其創(chuàng)新思維習慣。產(chǎn)業(yè)區(qū)位因素是地理學中的一個重要內(nèi)容，涉及資源、交通、市場、勞動力等多個方面。為了更好地理解這些因素如何影響產(chǎn)業(yè)布局，教師可以設(shè)計一些模擬實驗，讓學生親身體驗這些因素的作用。例如：教師可以設(shè)計一個模擬城市建設(shè)的游戲。學生分組進行建設(shè)，每組需要考慮到資源、交通、市場等因素來決定建設(shè)什么類型的工廠或商業(yè)設(shè)施。通過這樣的游戲，學生可以親身體驗到產(chǎn)業(yè)布局的復雜性，并嘗試運用創(chuàng)新思維來解決問題。此外，教師還可以鼓勵學生自己設(shè)計實驗來探究某個產(chǎn)業(yè)區(qū)位因素的作用，學生可以設(shè)計一個模擬農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實驗，探究不同氣候條件對農(nóng)作物產(chǎn)量的影響；或者設(shè)計一個模擬工業(yè)生產(chǎn)的實驗，探究不同交通運輸方式對產(chǎn)品成本的影響，從而激發(fā)學生的主體能動性。

（四）完善評價體系，實現(xiàn)實驗目標與評價的有機統(tǒng)一

在地理模擬實驗的設(shè)計與實施過程中，評價體系的完善是至關(guān)重要的。一個科學、合理的評價體系，不僅可以準確評估實驗的效果，還能為實驗的改進提供依據(jù)。以下以“自然災害”為例，探討如何完善評價體系，實現(xiàn)實驗目標與評價的有機統(tǒng)一。在評價自然災害模擬實驗時，首先要明確實驗的目標，實驗旨在模擬地震、洪水等自然災害的影響，并評估其對環(huán)境和人類活動的影響。因此，評價體系的構(gòu)建應(yīng)圍繞這些目標展開。以洪水模擬實驗為例，評價體系可以包括以下幾個方面：

（1）模擬過程的準確性：評價洪水模擬實驗是否真實反映了洪水發(fā)生的條件、過程和影響，通過對比模擬結(jié)果與實際觀測數(shù)據(jù)來評估。（2）實驗結(jié)果的有效性：評估實驗結(jié)果是否能為解決實際問題提供有用信息。例如：洪水模擬實驗的結(jié)果可以為防洪規(guī)劃提供參考。（3）實驗過程的可重復性：評價實驗過程是否可以重復進行，以確保實驗結(jié)果的穩(wěn)定性和可靠性。

為了實現(xiàn)實驗目標與評價的有機統(tǒng)一，可以采取以下策略：（1）明確實驗目標：在實驗開始之前，應(yīng)明確實驗的目標和預期結(jié)果，以便有針對性地設(shè)計和實施實驗。（2）制定評價指標：根據(jù)實驗目標，制定相應(yīng)的評價指標。這些指標應(yīng)具有可操作性，能夠客觀地反映實驗的效果。（3）實施評價：在實驗結(jié)束后，按照評價指標對實驗結(jié)果進行評價。評價過程應(yīng)公開、透明，確保評價結(jié)果的公正性和客觀性。（4）反饋與改進：根據(jù)評價結(jié)果，對實驗過程進行反思和改進。同時，將評價結(jié)果反饋給實驗參與者，以提高他們的實驗技能和意識。

結(jié)束語

綜上所述，通過基于綜合思維培養(yǎng)的高中地理模擬實驗設(shè)計和實施，能夠幫助學生更好地理解和掌握地理知識，提高其綜合思維能力和實踐能力。這種教學方式不僅有助于提高學生的地理素養(yǎng)，還有助于培養(yǎng)其解決實際問題的能力。然而，模擬實驗的設(shè)計和實施需要充分考慮學生的實際情況和需求，同時也需要教師具備較高的專業(yè)素養(yǎng)和教學能力。因此，教師需要不斷探索和實踐，不斷完善和改進這種教學方式，以更好地滿足學生的需求，提高其學習效果。總之，基于綜合思維培養(yǎng)的高中地理模擬實驗設(shè)計和實施是一種有益的嘗試，對于提高學生的地理素養(yǎng)和解決實際問題的能力具有重要意義。期待在未來的教學中，能夠進一步推廣和應(yīng)用這種教學方式，為培養(yǎng)更多具有創(chuàng)新精神和實踐能力的人才做出貢獻。

參考文獻

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本文系三明市基礎(chǔ)教育科學研究2022年度課題“縣域高中地理新教材綜合思維探研式教學研究”（立項批準號JYKT-22084）的研究成果。