比較視角下高中地理實驗教學有效性研究

國外對有效教學的研究源于20世紀上半葉對“教學是藝術還是科學”的論爭，國內對有效教學研究的起步較晚。教學的有效性是教學效率、教學效果、教學效益三者的有機整合。因此，在有效教學理念的指導下，比較傳統與有效兩種高中地理實驗教學實施，對實現教學主體的雙贏發展具有現實指導意義。

一、傳統高中地理實驗教學

1 開展傳統高中地理實驗教學的依據

課程改革實施前，受前蘇聯凱洛夫教育理論的影響，課堂教學行為程式化，教學方法單一，教師較少開展實驗教學。開展實驗教學時僅從學科知識出發，通過演示實驗來解釋、驗證抽象的教學內容，學生只需觀察實驗過程，識記、理解抽象的知識，同樣表現為“授一受”關系。總之，教師開展傳統實驗教學時考慮的因素較少。

2 傳統高中地理實驗教學的實施及教學主體的關系

高中地理實驗教學的方式多種多樣，但一般將其實施的教學結構分為四個步驟：實驗設計、實驗準備、實驗過程和總結評價。傳統地理實驗教學中，教師處于主導地位，通過實驗教學向學生傳授地理知識，如圖1所示。從實驗教學的實施來看，實驗設計、準備、操作和總結都主要由教師完成，學生通過觀察教師演示實驗獲得感性知識。最后，教師通過考試成績來檢驗、評價自己的教學效果。這種實驗教學方式忽視了學生的“多元智能”，未發揮學生的主體創造性和“元認知監控”，不利于學生“多元”和終身發展。

二、有效性高中地理實驗教學

1 開展有效性高中地理實驗教學的理論基礎

(1)建構主義理論。人的認知不是被動接受的，而是通過自己的經驗主動建構，教學應力求使學生自己進行知識的建構，而不是要求其復制知識。

(2)多元智能理論。人的智能是多元的，包括語言智力、邏輯—數學智力、空間智力、肢體一動覺智力、音樂智力、人際智力、內省智力以及自然觀察者智力等。新型智能理論還認為，具備實踐性品格的人就具備了高能力。

(3)元認知理論。元認知指個人關于自己的認知過程及結果或其它相關事情的知識，以及為完成某一具體目標或任務，依據認知對象對認知過程進行主動的監測以及連續的調節和協調。一般認為其由元認知知識、元認知體驗和元認知監控三要素構成。

總之，受課程改革和教育學、心理學等理念的影響，教師在開展有效地理實驗教學時所考慮的因素較多，如圖2所示。

2 有效性高中地理實驗教學的實施及教學主體的關系

有效性地理實驗教學中，學生和教師是互相幫助、相互促進的，學生在教師的指導下自主設計、操作、總結實驗，教師僅是實驗的指導、協調和幫助者。通過實驗教學不僅使學生獲得感性知識，而且培養其在“實踐”中發現問題、分析問題并解決問題的科學素養。從評價機制看，注重過程性評價而非終結性評價，同時評價主體多元化，將學生自評、互評和教師評價有機結合起來，最后對實驗中出現的生成性問題及時討論解決，并不斷反饋調整實驗設計方案，如圖3所示。在有效性實驗教學過程中，學生的主體性得到充分發揮，創新精神和實踐能力得以培養。

三、有效性高中地理實驗教學案例解析——太陽高度角的測量與應用

1 實驗設計前分析

(1)新課程標準解讀。新課標“倡導開展地理觀測、地理考察、地理實驗、地理調查和地理專題研究等實踐活動”的基本理念，以培養學生的實踐能力和創新精神。

(2)教材分析。“太陽高度角”屬于人教版必修1第一章“行星地球”第三節的內容，難度較大，此定義是理解正午太陽高度變化規律的基礎，同時也是理解第二章“氣壓帶和風帶”以及“氣候類型”的基石。因此，通過實驗教學有助于學生更好理解地理知識。

(3)學情分析。高一學生能熟練換算三角函數，具有一定地理知識基礎，但空間抽象思維較弱，通過實踐測量，不僅能激發學生學習地理的興趣，而且能培養良好的科學素養。

2 實驗設計

學生在教師指導下，分組分工并制作出實驗設計方案，如表1所示。

3 實驗準備

師生：準備和選用實驗器材。

4 實驗過程

教師：指導學生具體操作、測量、記錄和計算。

學生：按照實驗設計方案，完成太陽高度角的測量。不同的小組可采用不同實驗器材，如小組1用三角板、直尺、量角器、鉛筆、白紙、手表測量；小組2通過教室朝南的門窗測量太陽高度；小組3通過跳高標桿和旗桿測量，實驗原理一樣。觀測記錄如表2所示。

5 總結評價

教師：引導學生討論觀測記錄。分析實驗結果：①三種測量法哪種可信度最高?為什么?②不同時刻測得的太陽高度有何變化?③12點測得的太陽方位是否為正南?為什么?④通過正午太陽高度是否可求出本地3月21日、6月22日和12月22日的正午太陽高度?⑤通過測量可否求出本地經緯度?

學生：討論問題并進行小組相互評價，如表3所示。課后撰寫實驗心得和改進建議的實驗小論文。