基于地理實踐力培養的高中地理實驗教學策略

高中地理是一門綜合性學科，涉及自然、人文、技術等多個領域的知識。在新課程標準的指引下，地理教學不僅要幫助學生掌握系統的地理知識，更要致力于提升學生的地理實踐力，培養具備深厚人文底蘊和科學素養的現代公民。其中高中地理實驗教學是培養學生地理實踐力的重要途徑。本文從人教版高中地理必修第一冊和選擇性必修第一冊自然地理基礎的教學內容出發，圍繞宇宙、大氣、水文、地貌、植被與土壤、自然災害等主題，探討基于地理實踐力培養的高中地理實驗教學策略。

一、地理實踐力在高中地理教學中的重要性

（一）地理實踐力的概念

地理實踐力是指學生運用所學地理知識、技能與方法，去觀察、分析和解決地理問題，并能創造性地開展地理實踐活動的綜合能力。它包括地理調查能力、地圖應用能力、數據分析能力、決策應用能力等多個要素。地理實踐力不僅表現為知識的學習與積累，更強調學以致用，將知識轉化為解決實際問題的能力。

（二）通過實驗教學培養學生地理實踐力的意義

教師通過開展實驗活動，引導學生將抽象的理論知識與具體地理實際相結合，使其通過親身體驗加深對知識的理解和掌握。在實驗操作中，學生有機會親手測量、記錄數據，繪制圖表，驗證地理原理；而在學習復雜多變的地理環境時，學生需要綜合運用所學知識，分析問題成因、預測后果、提出解決方案，從而提高分析問題與解決問題的能力，培養邏輯思維和創新思維。

此外，教師開展實驗活動，還能拓寬學生學科視野，引導他們學習不同地域的特征，認識區域差異，從而培養他們的全球視野和綜合思維，使其認識到地理學科的包容性和交叉性。例如，學生通過考察自然保護區，可以領略不同區域的地理風貌，體會人地關系的多樣性﹔通過參與城市化野外調查，可以比較不同城市的發展模式，分析區域發展不平衡的社會經濟根源。

二、高中地理實驗教學中存在的問題

（一）不同類別學校的實驗教學資源存在差異

不同類別的高中學校在地理實驗教學資源方面存在較大差異。一類達標校大多擁有專門的地理實驗室，這些實驗室能夠為學生提供良好的實驗環境和設施。然而，部分學校缺少固定的野外考察基地，限制了學生開展野外實踐活動的機會。而其他類別的學校（如二類校、三類校等），受限于學校整體辦學條件，其中部分學校難以騰出獨立的實驗用房，其實驗場地和設施不能滿足地理實驗教學的需求。

在實驗儀器設備和信息化資源方面，一類達標校的配備相對完善，能夠支持多樣化的地理實驗項目，為學生提供充足的實踐機會。而其他類學校則存在不同程度的資源短缺，部分學校儀器設備陳舊、種類不齊全，數字化資源匱乏，導致難以開展信息化實驗教學，進而影響了實驗教學的效果。

（二）學生實驗學習動機不足

受傳統教學觀念和師生比例限制，部分高中地理教師在實驗教學中仍以演示法為主，即教師講、學生聽，教師演示、學生看，缺乏師生、生生互動和協作探究，學生親自動手操作的機會較少。在實驗中，學生處于被動接受和模仿的狀態，缺乏自主探究和創新的空間，難以調動參與實驗的主動性和積極性。盡管學生參與實驗操作，但大多局限于按部就班地重復實驗操作以驗證教師或教科書給定的結論，缺少自主設計實驗、提出假設、嘗試創新的環節。這種單向灌輸、被動接受的實驗方式，難以激發學生的好奇心、想象力和創造潛能，長此以往，學生逐漸對枯燥乏味的實驗學習失去興趣。

（三）教師對實驗教學的重視程度不夠

在教學進度和課時安排上，部分教師重理論、輕實踐。面對緊張的教學任務，一些教師為追趕教學進度，往往縮減甚至取消原定的實驗課，或將實驗教學隨意穿插于理論教學中，實驗教學隨意性大。即使排出實驗課，也有一些教師常占用實驗時間講授理論知識，不重視實驗環節。

三、基于地理實踐力培養的實驗教學策略

（一）實驗設計：堅持素養導向，提高設計科學性

1.圍繞地理實踐力要求，合理設計實驗任務

教師應對標高中地理學科核心素養，尤其是地理實踐力的具體要求，系統設計實驗任務。以必修一第一章“宇宙中的地球”為例，教師可以圍繞“地球的宇宙環境”“太陽對地球的影響”等知識，設計一系列探究性實驗：利用地球儀、經緯儀、日晷等，測繪日影變化；使用實時衛星云圖，分析太陽輻射對天氣的影響；通過構建地球公轉模型，揭示四季變化的成因等。這些任務強調動手實踐和知識遷移，對培養學生運用地理原理分析問題的能力大有裨益。

2.豐富實驗資源，兼顧便捷性與實用性

實驗設計應充分利用學校和社會的地理實踐資源。一方面，教師應積極開發校園及周邊的地理實踐基地，利用學校的地理園、氣象站、水文監測點等，就近開展實驗活動。另一方面，教師應整合社會上的地理實踐場所，如博物館、科技館、自然保護區等，通過校企（館）合作的方式，創設更加真實的實驗情境。同時，在資源選擇上應兼顧便捷性與實用性。例如，教師利用常見的地圖軟件、虛擬地球等信息化工具輔助教學，購置一些便攜式的氣象觀測儀器，以方便學生隨時開展實驗活動。

3.注重實驗過程的循序漸進與層次遞進

實驗設計應遵循循序漸進原則，由淺入深、由簡單到復雜，逐步提升學生的實踐能力。以必修一第三章“地球上的水”實驗為例，首先，教師從身邊的小實驗入手，如測定水的pH值、溶解氧等指標，讓學生掌握基本的水質監測方法；其次，設計涉及河流、湖泊等水域的考察活動，引導學生分析水環境問題成因；最后，拓展到海洋資源開發等方面的綜合探究。整個實驗序列環環相扣、層次遞進，使學生的實踐能力得到系統訓練和提升。

（二）實驗操作：融合多種實驗形式，提供不同體驗

教師應根據教學內容和學生特點，靈活采用驗證性、探究性、設計性、綜合性等不同實驗形式，為學生提供多樣化的實踐體驗，實現以行促知的教學目標。以“熱力環流”實驗為例，具體步驟如下：

1.設定實驗目標

通過實驗觀察和理解熱力環流的基本原理，掌握熱力差異引起的空氣流動現象。

2.準備實驗材料

熱源（如電爐或加熱板）、冷源（如冰塊或冷水盆）、煙霧發生器或香薰燈（用于產生可見的煙霧或氣流）、透明玻璃箱或塑料箱（用于模擬封閉環境）、溫度計、風扇（可選，用于輔助觀察氣流方向）。

3.實施實驗

第一，驗證性實驗：將透明玻璃箱放置在平穩的桌面上；在玻璃箱的一側放置熱源，另一側放置冷源；使用煙霧發生器在玻璃箱內部釋放煙霧；觀察煙霧在熱源和冷源之間的流動情況，驗證熱力環流的基本原理。

第二，探究性實驗：在驗證性實驗的基礎上，鼓勵學生提出問題，如“如果改變熱源和冷源的距離，熱力環流會有什么變化？”或“如果增加或減少玻璃箱內的空氣流通口，熱力環流會受到什么影響？”讓學生自主設計實驗方案，調整實驗條件，觀察并記錄實驗結果。通過小組討論，分析實驗數據，得出結論。

第三，設計性實驗：學生根據所學知識和實驗經驗，設計一個新的實驗方案，模擬更復雜或更貼近生活的熱力環流現象，如城市熱島效應、山谷風等；學生分組實施實驗，展示并解釋小組實驗結果；師生共同評價實驗設計的創新性和實用性。

第四，綜合性實驗：結合物理、化學等其他學科知識，設計一個綜合性的熱力環流實驗。例如，利用化學反應產生的熱量作為熱源，觀察化學反應與熱力環流之間的相互作用。學生通過參與跨學科合作與交流活動，深化對熱力環流原理的理解，并將此原理拓展應用到其他相關領域。

4.實驗反思與總結

在實驗結束后，組織學生進行反思與總結，討論實驗過程中遇到的問題、解決方法和實驗結果的啟示；鼓勵學生將實驗結果與理論知識相結合，形成完整的知識體系；通過實驗報告或口頭匯報的形式，展示實驗成果和學習心得。

通過以上多種實驗形式的融合，學生不僅能夠獲得豐富的實踐體驗，還能在實踐中深化對理論知識的理解，真正實現“以行促知”的學習目標。

（三）實驗分析：聯系教材知識，突出實驗分析的學科本位性

實驗分析不能脫離地理學科的特點和知識體系。因此，教師應引導學生主動對接教材，運用所學的地理原理、方法來分析實驗現象，用地理的視角解釋問題。以“影響土壤透水性因素”實驗為例，教師可以聯系教材知識通過以下實驗步驟，突出地理學科本位性，促進學生地理實踐力與思維能力的進階：

1.回顧教材知識點

在實驗開始前，教師先引導學生回顧教材中的相關章節，如土壤的形成與類型、土壤的物理性質（包括土壤的質地、結構、孔隙度等）以及這些因素如何影響土壤的透水性；強調土壤透水性對于地表水循環、植物生長、洪水控制等方面的重要性。

2.設定實驗目標

探究不同土壤質地（如砂土、壤土、黏土）、土壤結構（如緊實與疏松）、土壤含水量等因素如何影響土壤的透水性；學會使用定量方法（如計時測量水流通過土壤的時間）和定性觀察（如觀察水流路徑、土壤濕潤程度）來評估土壤的透水性。

3.分組實驗設計

將學生分成小組，每組分配不同的土壤樣本和實驗條件，確保每組都能探究至少一個變量對土壤透水性的影響；鼓勵學生設計實驗步驟，包括土壤樣本的準備、水的注入方式、記錄數據的方法等，強化他們的實驗設計能力。

4.實施實驗并記錄

在實驗過程中，學生需詳細記錄實驗條件、觀察結果（如水流速度、土壤濕潤范圍）以及任何意外情況；教師巡回指導，確保實驗安全進行，并鼓勵學生相互交流觀察心得，促進思維碰撞。

5.數據整理與分析

在實驗結束后，各小組整理實驗數據，使用圖表形式直觀展示不同條件下土壤透水性的差異；引導學生運用地理原理（如土壤的顆粒大小、孔隙分布影響水分滲透速度等）來解釋實驗結果，強調分析過程中的學科邏輯性和嚴謹性。

6.討論與反思

組織班級討論會，各小組分享實驗發現，探討實驗結果是否符合預期，分析可能的原因（如實驗誤差、土壤樣本特性等）；鼓勵學生提出改進實驗設計的建議（如增加對照組、優化測量方法等），培養他們的批判性思維和創新能力。

7.聯系實際應用

引導學生思考實驗結果在現實生活中的應用，如如何根據土壤透水性選擇合適的作物種植區域、如何設計有效的排水系統以減少洪澇災害等，將理論學習與實際生活緊密相連，增強學生的地理實踐意識和社會責任感。

通過上述實驗步驟，學生不僅掌握影響土壤透水性的地理原理，還學會如何運用這些知識解決實際問題，實現地理實踐力與思維能力的雙重提升。

（四）實驗遷移：將實驗成果遷移應用到生活實踐中

學生參與地理實踐，不能只停留在課堂學習中，還要學以致用、服務生活。教師應引導學生將實驗成果與現實生活相結合，應用所學知識和技能解決身邊的地理問題。以“黃土高原的水土流失”實驗為例，探討如何將實驗成果遷移應用到生活實踐中，具體步驟如下：

1.實驗回顧與成果總結

在“黃土高原的水土流失”實驗中，學生通常通過模擬實驗來觀察不同條件下（如植被覆蓋、降雨強度、土壤質地等）水土流失的情況。實驗結果表明，植被覆蓋良好的地區水土流失較少，而植被稀疏、降雨強度大的地區水土流失嚴重。這一成果不僅加深了學生對水土流失原理的理解，也為后續的實踐應用提供了基礎。

2.實驗成果在生活實踐中的應用

第一，環境保護意識提升：學生可以將實驗中的觀察結果和結論與家人、朋友分享，提升公眾對環境保護的認識；通過社區活動、環保講座等形式，宣傳水土保持的重要性，鼓勵更多人參與環保行動。

第二，參與水土保持項目：學生可以利用所學知識，參與當地的水土保持項目，如植樹造林、修建梯田、治理河道等；通過實地考察和志愿服務，了解水土保持工作的實際操作和成效，進一步鞏固所學知識。

3.提出改進建議

學生可以根據實驗結果，對當地農業生產、城市建設等方面提出改進建議，以減少水土流失。例如，建議農民采用合理的耕作方式，減少化肥農藥的使用；建議城市規劃者注重綠化帶的建設，增加植被覆蓋面積。

4.科研創新與實踐

對于有科研興趣的學生可以進一步深入研究水土流失的機理和治理方法，開展小型科研項目；通過與科研機構、高校等合作，將研究成果轉化為實際應用，為社會做出貢獻。

5.教師的引導與支持

在實驗遷移的過程中，教師應發揮有效的引導作用，通過以下方式支持學生：

第一，提供實踐機會：與社區、企業、科研機構等建立合作關系，為學生提供實踐平臺。

第二，指導實踐方法：教授學生收集和分析數據的技巧、撰寫實踐報告和科研論文的方法等。

第三，鼓勵創新思維：鼓勵學生提出新想法、新觀點，培養他們的創新意識和解決問題的能力。

第四，反饋與評估：對學生的實踐成果進行及時反饋和評估，指出優點和不足，幫助他們不斷進步。

通過“黃土高原的水土流失”實驗及其在生活實踐中的應用，學生不僅能加深對地理知識的理解，還能增強社會責任感和實踐能力，為未來的學習和工作奠定堅實基礎。

四、結語

綜上所述，高中地理實驗教學在培養學生的地理實踐力、提升學科核心素養方面具有重要作用。新時代賦予地理教育更加崇尚實踐、注重能力的時代使命。高中地理教師應立足地理學科特點，堅持以實踐育人為導向、以學生發展為本，精心設計實驗活動，不斷優化實踐教學策略，為學生搭建親身體驗、學以致用的實踐平臺。