新課程下提高地理實驗教學有效性的探討

浙江省溫州中學 （325014） 雷鳴

新課程下提高地理實驗教學有效性的探討

浙江省溫州中學 （325014） 雷鳴

一、地理實驗教學的內涵

地理實驗教學是指利用地理實驗器材，創設特定的“實驗環境”，采用演示手段，將跨越一定時空的地理過程（地理現象）變得可以接觸與感知，從而獲得和驗證地理知識的一種教學方法。

地理實驗教學以實驗活動為主要展開形式，強調學生的親身經歷，要求學生積極參與到實驗活動中去，在“做”“觀察”“思考”“歸納”“推理”“探究”“體驗”和“創作”等一系列的活動中發現問題、解決問題，體驗和感受生活中的地理，增強實踐能力和創新能力。地理實驗教學在地理知識教育、技能教育、能力教育、情感態度和價值觀教育等方面發揮著重要作用。

根據地理學科特點和高中地理教學內容，地理實驗的空間不能僅僅局限于教室或實驗室，需擴展到家庭、社會；地理實驗的內容不能僅僅拘泥于教材，需與現實生活相結合；地理實驗的形式不能僅僅滿足于課堂的演示，還需延伸至野外觀測、社會調查、地理小制作等。

二、新課程對地理實驗教學的要求

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。”受傳統教育觀念的影響，我國中學地理教育長期忽視實驗教學。多年來，由于高中地理屬于基礎教育中的“文科”類，因此地理教學就更加遠離“實驗”了。2003年教育部頒布的《普通高中課程方案（實驗）》將地理學科劃歸為“人文與社會”和“科學”兩個學習領域，這就為地理學科實施科學實驗提供了充分的依據。“科學”學習領域的其它學科，即物理、化學、生物在實驗教學方面已有很大突破，只有地理學科在此方面還很薄弱，還不能體現科學學科的教學特色。新課程力求改變以知識傳輸為主的教學方式，要求以創新精神和實踐能力為重點，建立新的教學方式。實驗教學因其實踐性、探究性強，是培養學生地理素養的良好途徑，必將成為地理新課程實施中的重要教學手段。

《普通高中地理課程標準（實驗）》（以下簡稱新課標）在基本理念、課程目標、內容標準等方面對實驗教學首次提出了明確的要求。新課標在基本理念方面提出“倡導自主學習、合作學習和探究學習，開展地理觀測、地理考察、地理實驗、地理調查和地理專題研究等實踐活動” 。新課標在課程目標的“知識與技能”方面要求“學會獨立或合作進行地理觀測、地理實驗、地理調查”。新課標的內容標準在“活動建議”中則多處提出開展地理實驗的建議。例如，“有條件的學校，可對水井進行定點、定時觀測，記錄水位、水色等變化情況，并分析其變化規律和主要原因。”“針對本地經常發生的自然災害，成立課外監測小組，制定計劃，開展活動。”等等。毋庸置疑，開展地理實驗教學是落實新課標基本理念，達到新課程目標的一種重要的教學方法。因此，高中新課程背景下的地理課必須重視地理實驗教學。

三、提高地理實驗教學有效性的基本策略

1．精選實驗內容，彰顯實驗教學的價值

“重視對地理問題的探究”是新課程的基本理念之一，而實驗教學是落實這一基本理念的重要載體，地理教師應樹立重視地理實驗的教學觀念。實驗內容是實施實驗教學的客體，教學中要做到實驗內容的精選，才能充分體現地理實驗教學的應有價值。

精選實驗內容一般要考慮以下幾個方面：

（1）實驗內容應具備實驗特質。實驗教學是中學地理教學中的一種教學方式，教師不能過分夸大實驗的功能，為了實驗而實驗。有許多地理原理和規律并不能通過實驗的手段得以再現，因此在地理實驗內容的選擇中要有針對性。不具備實驗特質的實驗在課堂教學實施中可能成為“魔術表演”，曇花一現，只見現象，得不出科學的實驗結論，或只是“講”實驗，華而不實，最終不能彰顯實驗的應有價值，也無法促進學生能力的發展。同時，對容易理解的內容也應減少實驗或不做實驗，避免為追求實驗形式，將簡單的問題復雜化，影響教學效果。

（2）實驗內容應符合學生實際。實驗教學的主體是學生，這就要求教師充分考慮實驗內容與學生已有經驗、知識之間的關系，盡量選擇貼近學生生活實際的內容。例如，教學“風力作用”時，有些教師利用電動吹風機和大小不一的砂粒進行模擬演示，通過觀察得出：“風力越大，搬運作用越強”、“顆粒大的在下層，顆粒小的在上層”的實驗結論。就高中生的生活經驗而言，這個結論是一個已知的常識，教學中沒有必要進行實驗演示，否則會使教學過程變得累贅，既浪費時間，又缺失實驗價值。

（3）實驗內容應有利于教學重難點的突破。例如，在“大氣受熱過程”（湘教版）這部分內容中，“大氣的保溫作用”是教學的重點和難點。新課標的內容標準在“活動建議”中也提出地理實驗的建議之一：“利用身邊可以找到的材料（如透明塑料袋、塑料薄膜、玻璃瓶等）和溫度計，做一次模擬大氣溫室效應的小實驗”。如果根據新課標的“活動建議”設置一個實驗應用到教學中，將有利于教學重點和難點的突破，會收到較好的教學效果。實驗教學過程設計如下：

【實驗器材】1個較大的白色礦泉水空瓶、2支溫度計、2個玻璃盤、1把剪刀、1塊手表、少許土壤。

【實驗步驟】（學生在課外完成）

① 將少許土壤分別放入兩個玻璃盤內，把兩個溫度計編號為A、B，并分別放在玻璃盤上。

② 用剪刀將白色礦泉水空瓶攔腰剪斷，然后倒扣在放置著溫度計A的玻璃盤上，制成模擬的微型溫室（放置著溫度計B的玻璃盤上沒有任何遮蓋物）。

③ 將兩個裝置放在室外的陽光下，并確保兩支溫度計接受同樣的陽光照射。

④ 每隔1小時觀察一次溫度計，并做好溫度記錄。

⑤ 分析實驗獲得的數據，得出實驗結論。

【實驗應用】（在課堂內實施）

① 在教師組織、指導下，學生交流實驗成果，并達成共識。

② 將實驗結論遷移應用到“大氣受熱過程”教學中。

③ 舉例并解釋該實驗模擬的原理在實際生產過程中的具體應用，如“大棚農業”。

（4）實驗內容應圍繞新課標的要求。高中科目多，學生學習非常緊張，應把有限的時間用在學習的“刀刃”上。超越新課標要求的學習，將有加重學生學習負擔之嫌，一切游離在教學目標之外的實驗教學也是徒勞的。例如，“地球的宇宙環境” （湘教版）這一節內容，新課標的要求是“描述地球所處的宇宙環境，運用資料說明地球是太陽系中一顆既普通又特殊的行星”。有些教師設置了“觀察月相”的實驗，這顯然超出了新課標的要求。再說，在初中《科學》（浙江省初中課程）教學中大多學生做過該實驗，因而學生興趣不高，同時也弱化了實驗的價值。

2．精心設計實驗方案，提高實驗教學的效益

實驗方案是實施實驗教學的載體，在一定程度上關系到實驗能否正常開展，直接影響實驗教學的效益。教師在設計實驗方案時，一般需要考慮以下幾個方面：

（1）加強實驗目標定位。教師要研究所設計的實驗與教學目標的關系，對實驗目標作出正確的定位，并做到目標具體、可操作性強。如落實什么知識，培養何種能力或技能，學會何種方法，達到怎樣的情感體驗，達成怎樣的地理觀念等。

（2）選擇恰當的實驗類型。中學地理教育界對地理實驗的分類方法很多。本文從所創設的“實驗環境”與客觀現實的地理環境之間的關系出發，將地理實驗分為四種類型：模擬地理實驗、模型地理實驗、原型地理實驗、虛擬地理實驗。不同類型的實驗，其功能和特點是有差異的，教師要針對教學內容，本著“沒有最好，只有更好”的原則，恰當選擇實驗類型。

（3）優化實驗操作各個環節。教師要研究實驗操作各個環節的科學性和可行性，使實驗的實施能揭示地理現象以及地理原理或規律，防止學生對知識的生成產生負遷移。同時要經教師的反復操作不斷細化，達到學生易于操作為止。

3．重視實驗動態生成，實現精彩與創新共舞

動態生成是新課程倡導的教學理念之一。課堂動態生成是指在課堂教學過程中師生之間的交流、生生之間的合作與交流時，即時出現的超出教師預設方案的新問題、新情況，是課堂教學過程中的一種重要教學資源，它的價值體現與教師的處理方式密切相關。

地理實驗實施過程是一個復雜的動態變化過程，教師要以極大的熱情關注學生在實驗活動過程中的表現和反饋，善于捕捉隨時可能出現的有價值的動態生成性資源，及時進行課堂“現場設計”，將動態生成的資源巧妙運用于教學活動之中，使課堂生成意外的精彩。例如，在演示“地表水平運動物體方向的偏轉”實驗時，有學生提出：“將水流方向改為從雨傘的邊緣一側流向雨傘頂部怎么樣？把雨傘翻過來，水流在雨傘內側流動怎么樣？若模擬赤道上的水平運動物體的偏轉該怎樣演示？”等問題。此時，教師可以及時調整教學預設，引導鼓勵學生針對以上問題繼續實驗，深入探究，并在班級上交流實驗成果，這樣既滿足學生的求知欲望，提高學習地理的興趣，又能培養學生的創新思維能力。

4．強化實驗結論遷移，提升學生解決地理問題的能力

實驗結論的遷移是地理實驗教學的關鍵。地理實驗教學的目的是通過實驗演示地理過程和現象，揭示地理原理和規律，從而提升學生解決地理問題的能力。因此，在地理實驗教學的實施過程中要強化這一教學環節。由于不同類型的實驗，其“實驗環境”的特征存在差異，教學中實施實驗遷移的著力點應有所不同。

（1）模擬地理實驗的“實驗環境”是一個具有特定自然地理環境特征的模擬環境；虛擬地理實驗的“實驗環境”是用計算機軟件對客觀地理環境進行虛擬重構而成的。因此，在這兩種“實驗環境”下得出的實驗結論，都應著重實現還原遷移，從而使學生真正掌握解決實際地理問題的能力。例如，在模擬實驗“地表水平運動物體方向的偏轉”的教學中，引導學生用實驗結論解決實際問題：①長江下游南岸的河水為何一般比北岸深？②請你推測：若干年后，位于長江口的崇明島可能會與哪岸（南岸或北岸）連接起來？③請你舉實例說明水平運動物體的偏向現象。

（2）模型地理實驗的“實驗環境”是利用實物或標本構建而成的微型現實地理環境——模型。因此在這種“實驗環境”下得出的實驗結論，應著重進行類比遷移，實現觸類旁通。例如，探究自然地理環境要素相互作用的“土壤侵蝕”模擬實驗，實驗演示完成之后，教師可以進一步引導學生合作探究“山麓洪積扇的形成”。

（3）原型地理實驗的“實驗環境”是現實地理環境中某一代表性的區域。因此在這種“實驗環境”下得出的實驗結論，應著重進行應用遷移，從而達到舉一反三的效果。例如，“冷鋒影響下的天氣特征”原型實驗教學中，進行實驗遷移時，可以采用小組合作形式討論系列問題：①學生結合生活體驗，描述冷鋒影響下的天氣特征；②探究暖鋒影響下的天氣特征；③比較冷鋒和暖鋒影響下的天氣特征異同點。

5．完善實驗過程評價，促進實驗教學的增值

新課程下的評價，注重評價的發展性、多元化，以及過程性與終結性相結合的原則。評價活動要與實際教學過程結合，追求地理教學的思維能力培養，注重教學過程中的多元評價。通過對評價資料的分析，發現問題，修正教學，促進教學質量的提高，實現有效教學。因此，完善地理教學評價是實現有效教學的保證。在地理實驗教學中，教師要高度重視評價，特別是要注重對學生的學習過程的評價，而且不斷完善實驗過程的評價方式（如建立地理實驗實施過程中學生活動質量評價標準，見下表），提高評價的有效性，促進實驗教學的增值。

地理實驗實施過程中學生活動質量評價表