地理教學(xué)中的地理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)

華東師范大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院地理系（200062） 過曄俊

法國近代啟蒙思想家、教育家盧梭認(rèn)為，理性是在感覺經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上形成的，要培養(yǎng)人的理性，必須先充實(shí)人的感覺經(jīng)驗(yàn)。強(qiáng)調(diào)從活動(dòng)中獲得經(jīng)驗(yàn)，即“做中學(xué)”。

所謂地理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，就是學(xué)生在教師的指導(dǎo)下完成的一系列的地理實(shí)驗(yàn)，并得出相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而完成既定學(xué)習(xí)任務(wù)。由于實(shí)驗(yàn)的過程往往需要較長(zhǎng)的時(shí)間，其中包括實(shí)驗(yàn)前期的準(zhǔn)備工作（實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)室的儀器配套設(shè)施、教師、學(xué)生），實(shí)驗(yàn)中的演示、講解和操作過程，實(shí)驗(yàn)后期的反饋和評(píng)價(jià)。這些過程都會(huì)占用一定的課外和課內(nèi)的時(shí)間，因此教師只能將地理實(shí)驗(yàn)作為一種新課導(dǎo)入的方式，或是一節(jié)課中的插曲，這也是導(dǎo)致地理實(shí)驗(yàn)大多倉促、短暫、淺嘗輒止的主要原因。

但隨著教育改革的不斷深入，許多地理教育工作者認(rèn)識(shí)到“地理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)”的重要性。并開始對(duì)如何開展“地理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)”展開了一番討論。本文擬對(duì)開展地理實(shí)驗(yàn)的可能性和必要性，開始地理實(shí)驗(yàn)的方式以及評(píng)價(jià)的方式進(jìn)行了簡(jiǎn)要討論，希望能夠由此文提供各地理教育工作者些許啟發(fā)。

一、在地理教學(xué)中開展地理實(shí)驗(yàn)的可能性和必要性

1. 地理實(shí)驗(yàn)的可能性

在地理教學(xué)過程中采用地理實(shí)驗(yàn)法并非什么創(chuàng)新之舉，初中地理教材（人教版）中就有關(guān)實(shí)驗(yàn)的活動(dòng)要求。列舉如下：

活動(dòng)：用橡皮泥或者泡沫塑料等材料，參照?qǐng)D1.31中的等高線地形圖，自制一個(gè)等高線地形模型。

（1）數(shù)一數(shù)等高線地形圖中有多少條等高線。

（2）將橡皮泥壓成塊狀，每塊厚1厘米。橡皮泥塊的數(shù)量和等高線的條數(shù)相同，大小和等高線地形圖圖幅大小相當(dāng)。

（3）取一張白紙，描出等高線地形圖的輪廓。用剪刀順著最外面的等高線剪去圖幅范圍以外的部分。

（4）將剪下的等高線地形圖放置在橡皮泥塊上，沿著紙的邊緣將等高線花在橡皮泥上。切去等高線外面的橡皮泥。

（5）再沿著靠近外面的等高線剪紙片，把見下的紙環(huán)放置在上一步中做好的橡皮泥塊上，使紙環(huán)外圈和橡皮泥塊的邊緣吻合。

（6）用剩下的地形圖和新的橡皮泥塊，重復(fù)步驟（4）。

（7）把第二塊橡皮泥塊疊放在第一塊上，使它的邊緣和第一塊上的紙環(huán)內(nèi)圈吻合。

（8）重復(fù)第4步到第7步。直到把所有的橡皮泥塊都疊放在一起。

（9）找一個(gè)水盆，從底部開始，每隔1厘米，在盆邊上做記號(hào)。把做好的等高線地形模型放到盆中。往盆中加水，分別到達(dá)各個(gè)記號(hào)所示的深度，觀察水面和等高線模型間的關(guān)系，說一說為什么。

這樣的活動(dòng)設(shè)置，既包括實(shí)驗(yàn)的步驟和要求，也有實(shí)驗(yàn)的目的，而且此部分的內(nèi)容是涉及等高線這一重要知識(shí)點(diǎn)。但許多教師可能由于課時(shí)關(guān)系或其他什么原因，往往忽略或自行操作這樣的過程，并沒有將自主權(quán)放到學(xué)生的手上。這樣的實(shí)驗(yàn)十分有趣，有利于增加學(xué)生對(duì)地理學(xué)習(xí)的興趣。既然有了這樣的素材，應(yīng)當(dāng)好好利用，還應(yīng)開設(shè)地理實(shí)驗(yàn)課，其原因如下：

其一，中學(xué)地理課的內(nèi)容兼有人文和自然兩方面，其知識(shí)的領(lǐng)域是相當(dāng)廣泛的。在進(jìn)行地理教學(xué)的時(shí)候，教師能夠發(fā)現(xiàn)許多素材，而將這些素材進(jìn)行有效地組織和運(yùn)用，就能形成一套相應(yīng)的地理實(shí)驗(yàn)過程。因此可借助于實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行教學(xué)的素材是充沛的、可利用的。其二，在中學(xué)的地理教學(xué)過程中，許多教師都會(huì)通過地理實(shí)驗(yàn)來引入新課，或是用地理實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證一些結(jié)果，這樣的形式新奇且有趣，激發(fā)了許多學(xué)生的積極性，但是由于短暫的課堂時(shí)間，讓這些能讓學(xué)生“想學(xué)地理”的想法受到了一定的限制，學(xué)生無法親自動(dòng)手嘗試，也無法對(duì)這些實(shí)驗(yàn)的過程和結(jié)論進(jìn)行深究，因此將地理實(shí)驗(yàn)作為地理課程設(shè)置的一部分，我認(rèn)為是能彌補(bǔ)這方面的缺失和遺憾的。

2. 地理實(shí)驗(yàn)的必要性

地理是一門空間概念很強(qiáng)的學(xué)科，許多知識(shí)僅靠學(xué)生的想象和教師的憑空講解是很難理解的。例如：地球的運(yùn)動(dòng)及其意義，時(shí)區(qū)、區(qū)時(shí)、地方時(shí)的計(jì)算，太陽高度角的計(jì)算，月相的變化和成因等，都是教學(xué)當(dāng)中的難點(diǎn)，也是學(xué)生不易理解的地方。因?yàn)樵诂F(xiàn)實(shí)生活中，很難通過實(shí)際的經(jīng)驗(yàn)和自己的想象來完成教學(xué)，因此在室內(nèi)進(jìn)行地理實(shí)驗(yàn)就是解決這一難題的一種方法。

地理教學(xué)重在過程，“過程重于結(jié)論”，而這一過程是包括視覺、聽覺、觸覺、動(dòng)覺與體覺等參與的或偏于思辨性或偏于操作性的學(xué)習(xí)過程。 因此以地理實(shí)驗(yàn)的方式，讓學(xué)生參與其中，或論證已學(xué)內(nèi)容、或探究新的知識(shí)和未知的知識(shí)，使得學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)而獲得直接經(jīng)驗(yàn)。

毫無疑問，一個(gè)人親自感受取得的對(duì)事物的觀念，當(dāng)然是比從他人學(xué)來的觀念要清楚得多的；而且，除了不使他自己的理智養(yǎng)成迷信權(quán)威的習(xí)慣外，還能夠使自己更善于發(fā)現(xiàn)事物的關(guān)系，融合自己的思想和創(chuàng)制儀器，不至于別人說什么就相信什么，不會(huì)由于不動(dòng)心思使自己的智力變得十分低弱。

地理實(shí)驗(yàn)一方面，便于教師對(duì)某些知識(shí)點(diǎn)的講解，另一方面，也便于學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、思考問題、解決問題，并讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)結(jié)論的得出都是通過一定的科學(xué)實(shí)驗(yàn)過程的，建立起正確的科學(xué)觀、學(xué)習(xí)觀和認(rèn)知觀。因此，地理實(shí)驗(yàn)有其存在的必要性。

二、開展地理實(shí)驗(yàn)主要方式

在地理實(shí)驗(yàn)中，基本的實(shí)驗(yàn)類型主要有兩種，即地理感知性實(shí)驗(yàn)和地理驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)。所謂感知性實(shí)驗(yàn)就是在講授新知識(shí)前，由教師通過地理實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生了解將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容；所謂地理驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)就是對(duì)已得出的結(jié)論進(jìn)行科學(xué)地論證證明。因此，地理實(shí)驗(yàn)即可包含對(duì)新知識(shí)的探索，也可以是對(duì)過往學(xué)習(xí)的復(fù)習(xí)和鞏固。

隨著多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的日益發(fā)達(dá)，在進(jìn)行地理實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，適當(dāng)?shù)呐c之結(jié)合就能到達(dá)更好的效果，下面以實(shí)物實(shí)驗(yàn)方式、借助多媒體技術(shù)實(shí)驗(yàn)方式和GIS實(shí)驗(yàn)方式，對(duì)如何開展地理實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一定的闡述。

1. 實(shí)物實(shí)驗(yàn)方式

所謂實(shí)物實(shí)驗(yàn)方式就是運(yùn)用生活中常見的實(shí)體來進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)操作，這在我們的中學(xué)地理教學(xué)使用較為廣泛。例如：在講授對(duì)流層大氣厚度隨緯度和季節(jié)的變化而不同時(shí)，將電暖水壺拿進(jìn)教室做實(shí)驗(yàn)。在燒水的過程中觀察不同階段水蒸氣的上升高度，從而得出地面地面溫度越高，對(duì)流越強(qiáng)烈，對(duì)流層厚度越大的結(jié)論，學(xué)生自然而然就能理解從赤道到兩極，對(duì)流層大氣厚度逐漸變薄和同一地點(diǎn)夏季厚度比冬季大的這種地理現(xiàn)象。 上述為教師操作的過程，在地理實(shí)驗(yàn)上，學(xué)生作為課堂的主體，即可發(fā)揮自身的能動(dòng)性，可以按照教師所列的實(shí)驗(yàn)步驟按部就班，也可以思考是否有其他的實(shí)驗(yàn)或?qū)嵗齺碜C明此結(jié)論。

實(shí)物實(shí)驗(yàn)法所用的材料大多可在日常生活中直接找到，那么即可拿來采用，或者經(jīng)過一些改造就能運(yùn)用，便于教師的準(zhǔn)備，當(dāng)然這個(gè)過程若有學(xué)生參與更佳，方法較為親民、簡(jiǎn)便，效果也十分明顯。

2. 借助于多媒體技術(shù)的實(shí)驗(yàn)方式

在此處所謂的“媒體”即為符號(hào)、語言、文字、聲音、圖像、圖形等，在地理實(shí)驗(yàn)中，運(yùn)用多媒體技術(shù)來進(jìn)行一來可以豐富實(shí)驗(yàn)的操作方式，二來可將難以獲得的實(shí)物轉(zhuǎn)化為可到達(dá)的實(shí)驗(yàn)材料從而進(jìn)行地理實(shí)驗(yàn)。

例如，在講大氣環(huán)流這一小節(jié)的內(nèi)容時(shí)，涉及的知識(shí)點(diǎn)有氣壓帶、風(fēng)帶的形成，氣壓帶、風(fēng)帶的分布規(guī)律，行星風(fēng)系的形成原因，氣壓帶、風(fēng)帶的移動(dòng)規(guī)律，以及大氣環(huán)流的意義。這些知識(shí)點(diǎn)都是學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，學(xué)生很難對(duì)此有個(gè)空間上的認(rèn)識(shí)。因此在學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時(shí)，就可以通過FLASH或者其他的動(dòng)畫軟件來對(duì)此部分內(nèi)容進(jìn)行動(dòng)態(tài)的呈現(xiàn)，學(xué)生主動(dòng)參與進(jìn)行學(xué)習(xí)。

這樣的實(shí)驗(yàn)方式能夠彌補(bǔ)不能獲得實(shí)體材料的問題，使得地理實(shí)驗(yàn)發(fā)揮其最大的效用。

3. GIS實(shí)驗(yàn)方式

GIS對(duì)于學(xué)生和中學(xué)教師來說可能比較陌生，因?yàn)槠湓诩夹g(shù)層面和知識(shí)層面都對(duì)學(xué)生和教師提出了較高的要求，但是，GIS是我們地理學(xué)科進(jìn)行研究和發(fā)展不可回避的一個(gè)重要的手段和方式。因此，普及和提高師生對(duì)GIS技術(shù)的認(rèn)知是至關(guān)重要的，而通過GIS實(shí)驗(yàn)方式是學(xué)生和教師走進(jìn)GIS，了解GIS，運(yùn)用GIS的良好途徑。

在學(xué)習(xí)大洲大洋時(shí)，可以利用GIS軟件對(duì)各大洲的圖形進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入、編輯、構(gòu)建拓?fù)潢P(guān)系以及圖幅接邊等，以這樣的實(shí)驗(yàn)方式讓學(xué)生思考、發(fā)現(xiàn)問題（如發(fā)現(xiàn)魏格納的板塊漂移學(xué)說的某些依據(jù)）。

在學(xué)習(xí)“中國人口分布規(guī)律”這部分內(nèi)容時(shí)，可以通過GIS軟件對(duì)中國的空間數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，使學(xué)生通過簡(jiǎn)單的空間查詢得到中國的自然資源的分布、人口的分布以及其他各種關(guān)于中國的信息；通過空間的數(shù)據(jù)疊加，很容易就能得到自然資源的分布規(guī)律，如水資源、煤礦資源、金屬資源等，以及人口分布的規(guī)律。同時(shí)，也可使用GIS系統(tǒng)中的空間模擬功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)空間過程機(jī)理的探究、空間動(dòng)態(tài)模型的探索、預(yù)測(cè)空間格局的變化發(fā)展等。

三、地理實(shí)驗(yàn)的評(píng)價(jià)方式

1. 評(píng)價(jià)原則

由于地理學(xué)本身就是一門兼自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)科學(xué)，而地理實(shí)驗(yàn)就是為了獲得或驗(yàn)證一定地理科學(xué)規(guī)律或地理科學(xué)原理的，因此，科學(xué)性原則是地理實(shí)驗(yàn)首先具備有的原則。其主要包括進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)過程是否科學(xué)，所驗(yàn)證的結(jié)論是否合理，所運(yùn)用的地理知識(shí)是否正確。通過科學(xué)的地理實(shí)驗(yàn)使學(xué)生對(duì)樹立科學(xué)的實(shí)驗(yàn)態(tài)度，并對(duì)地理知識(shí)的學(xué)習(xí)和掌握有重要的意義。

其次，創(chuàng)造性是地理實(shí)驗(yàn)所應(yīng)具備的第二原則。同一個(gè)實(shí)驗(yàn)過程可以為不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)論提供事實(shí)證據(jù)，或不同的實(shí)驗(yàn)過程來驗(yàn)證相同的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，這都是為了培養(yǎng)學(xué)生善于思考、善于提問的良好學(xué)習(xí)的氛圍。例如在進(jìn)行喜馬拉雅山脈形成過程的實(shí)驗(yàn)中，可根據(jù)不同學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握的情況和自身能力的差異，采用不同實(shí)驗(yàn)方式（實(shí)物實(shí)驗(yàn)方式、多媒體技術(shù)方式或GIS方式）進(jìn)行，突出了學(xué)生個(gè)性化的學(xué)習(xí)方式，也拓展了學(xué)生對(duì)同一問題思考的范圍。

當(dāng)然，鼓勵(lì)性原則也是地理實(shí)驗(yàn)所要具備的原則。地理實(shí)驗(yàn)開展的目的就是為了讓更多的學(xué)生感受地理學(xué)科的魅力，激發(fā)學(xué)生對(duì)地理問題的發(fā)現(xiàn)、思考和探究，并在實(shí)踐操作過程中增加學(xué)生學(xué)習(xí)地理的積極性和自信心。所以，在學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程，應(yīng)該多以鼓勵(lì)性的、啟發(fā)性的話語來幫助學(xué)生完成或與學(xué)生共同完成實(shí)驗(yàn)。

2. 評(píng)價(jià)方式

基于上述的各項(xiàng)評(píng)價(jià)原則，在對(duì)地理實(shí)驗(yàn)活動(dòng)進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)應(yīng)考慮采用綜合多項(xiàng)的評(píng)價(jià)體系。最后可利用表格形式讓學(xué)生進(jìn)行自評(píng)和互評(píng)，以及教師對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)。如下表1-1。

表1-1：學(xué)生評(píng)價(jià)表

通過學(xué)生自我評(píng)價(jià)，從主觀上對(duì)所學(xué)內(nèi)容的掌握程度和理解程度進(jìn)行評(píng)價(jià)，給予學(xué)生發(fā)表自身觀點(diǎn)機(jī)會(huì)，突出學(xué)生主動(dòng)性。以學(xué)生間互評(píng)的形式，從他人的角度看待自身學(xué)習(xí)的情況，有助于學(xué)生間的交流和共同的發(fā)展，最后以教師的評(píng)語來總結(jié)和補(bǔ)充學(xué)生中、學(xué)生間沒有提到或忽視的問題，讓學(xué)生學(xué)有所得，并且獲得相對(duì)公正的評(píng)價(jià)。并從中發(fā)現(xiàn)自身優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)，從而有針對(duì)性地提高和加強(qiáng)，鞏固和完善學(xué)生的地理知識(shí)、地理技能。