省優質課對實驗教學的啟示

浙江省龍游縣教育局教研室（324404） 裘華英

省優質課對實驗教學的啟示

浙江省龍游縣教育局教研室（324404） 裘華英

2010年11月的浙江省高中地理優質課評比活動給我留下了深刻印象，尤其是一堂“自然地理環境的整體性”的演示實驗——“植被在地理環境中的作用”，使我耳目一新，頗有感觸。教師在教學中以課堂演示實驗為載體，巧妙地將知識建構與探究融為一體，并突顯了地理學科的學習方法，所折射出的教學思想對高中地理實驗教學很有啟發作用。

本節課實驗教學過程如下：

1.在大屏幕上展示實驗要求：將5kg左右的土壤分成兩份 ，分別置于兩個透明的整理箱中，堆成形狀大體相同的兩個圓錐體。在其中一個土堆上插上一些樹葉，分別將500ml左右的水在距離土堆頂部20cm的高度上慢慢淋至兩個箱中。請大家重點觀察：兩個土堆出水時間的快慢、出水后水體的清濁情況、沉積在土堆邊緣泥土的沉積情況。

2.挑選幾位學生上講臺近距離觀看現場實驗，其它同學觀看事先錄制好的實驗視頻（現場實驗與實驗視頻基本一致）：

（1）在兩個塑料盤中分別裝了大小相等、坡度相同的兩個土堆，在其中一個土堆上插了一些新鮮的竹葉（如下圖實驗前）。

（2）用等量的水分別來澆這兩個土堆。出現畫面：手拎一個平時我們燒水用的快速電水壺，隨意的澆在無植被覆蓋的土堆頂部，字幕：“看看這堆土，有什么變化”。然后用同樣的方法，將水澆在有樹葉覆蓋的土堆頂部，字幕：“這堆土又將會有怎么樣的命運呢？”

（3）大屏幕上出現實驗前后四幅圖的對比畫面（如下圖）。

3.要求學生根據實驗完成學案：

（1）完成實驗觀察單。

（2）思考：從地理環境角度看，如何理解這個實驗及其所模擬的現象？

水體清濁差異、土堆邊緣泥沙淤積情況差異、出水時間差異各說明了什么。

一、以先進理念駕馭實驗

教學理念往往決定了教學方式。地理學科的課標在基本理念、課程目標、內容標準等方面都對實驗教學提出了明確的要求。這節課的執教者大膽將湘教版教材《地理Ⅰ》P71的一則實踐類活動“如何保持土壤不被沖刷”，改成了課堂演示實驗。在實驗過程中，她要求學生認真觀察兩堆土出水時間的快慢、水體的清濁和土堆邊緣泥土的沉積情況，通過指導學生認真觀察實驗現象，培養學生的觀察能力；通過學生的親手操作，培養學生的動手能力。在實驗結束后她還要求學生完成實驗觀察單，并思考：出水時間差異、水體清濁差異和土堆邊緣泥沙淤積情況差異說明了什么問題。通過讓學生觀察實驗現象和實驗過程，引導學生分析、比較實驗結果并思考地理問題。通過讓學生在客觀真實的學習環境中觀察，給學生創設問題情境，啟發學生思考來鍛煉和培養學生的歸納、分析能力和地理邏輯思維能力。這些做法反映了她的教學目標是注重學生實踐能力的培養，而非簡單的以傳輸知識為目的。她用新穎活潑的實驗教學，體現了先進的教學理念，不但把地理實驗教學看成是中學地理教學的重要組成部分，而且還當作是地理教學的重要方法，以此來培養學生掌握知識的技能，形成學生一定的地理素養。這是很多教師沒有想到也不敢去嘗試的，是值得褒揚和提倡的。

二、以科學的方法展示實驗

課堂演示實驗不但直觀性強而且一次操作就能滿足全班學生的觀察需要，還可使學生獲得生動直觀的感性認識，形成正確深刻的地理概念。但課堂演示實驗由于場地、器材的限制，只有近距離的學生才能看清，大部分學生是看不到的。對于這個問題，教師顯然是經過深思熟慮的。她采用挑選幾位學生上講臺近距離觀看現場實驗，其它同學觀看事先錄制好的實驗過程視頻，而現場實驗與實驗過程視頻基本一致的方法，圓滿地解決了這一問題。這種做法，非常符合地理演示實驗的基本要求：演示要使所有的學生都能看清楚而準確地感知演示的對象，并盡可能地讓學生洞察地理事物發展變化的過程。

在整個實驗過程中，教師一直都在不停地講解，不斷地提醒學生觀察的內容，如澆水時在大屏幕上出現的字幕：“看看這堆土，有什么變化”、“這堆土又將會有怎么樣的命運呢？”并讓學生自己澆水，教師在一旁加以指導。這種讓演示實驗與講解、談話和講述法相結合，與學生的操作密切配合，并盡可能使學生運用多種感官感知事物的方法，培養了學生的動手能力和觀察能力，無疑是妥當也是值得提倡的。

三、以合理的選材完善實驗

實驗選材合理與否，會直接影響實驗的成敗。只有合理的選材，才能客觀反映地理事物與原理的變化過程。由于課堂演示實驗應具有簡易性和可操作性，所以在這個演示實驗中，教師從實際出發，盡量選擇了日常生活中容易找到的簡易器材做實驗：所選用的土壤、整理箱、快速電水壺、樹葉、塑料盤等材料，都是生活中的常見物品，很容易找到，實驗材料的準備很方便。

但是課堂演示實驗要有明顯的結果，從演示的效果看，如果選擇預期效果更好的材料來做，實驗模擬的場景更符合自然界的真實狀況，實驗結果更精確可信。實驗器材可更換為：土壤3kg，草皮若干，長方形紙盒、礦泉水瓶、塑料紙、窗紗、玻璃杯、鐵架臺各一式兩份。

1．用礦泉水瓶代替電水壺。該實驗選用電水壺來澆水，出水呈水柱狀，量較大且不均勻，與降雨明顯不同，不太適合用來模擬大氣降水。同時出水量時大時小不易控制，在忽高忽低、忽強忽弱的澆水中，對兩堆土的沖刷強度是不一致的，實驗模擬的兩堆土所承受的降水強度也是不同的，實驗操作過程中受人為因素影響很大。如果我們改用礦泉水瓶，在底部用細針扎眼，讓水慢慢自由淋下，既與大氣降水的實際情況吻合，符合實驗“在土堆頂部慢慢淋下”的要求，也減小了實驗過程中人為因素的影響。

2．用草皮代替竹葉。采用新鮮的竹葉作為覆蓋的植被，在自然界中是無可厚非的，但在此實驗中由于土堆質量小、澆的水量也少，加上竹葉的形狀原因，會導致實驗結果由于竹葉的放置狀況不同而不同。如果竹葉都正面向上，勢必可截留較多的水；如果竹葉都背面向上，土堆的出水時間肯定比無植被覆蓋的還快。這對實驗結束后比較兩堆土的出水時間、水體清濁來說欠科學。如果我們用草皮來代替竹葉，就會避免因竹葉截水而影響實驗結果。

3．用鐵架臺固定高度。實驗要求“在距離土堆頂部20cm的高度上慢慢淋下”，而在實際操作時用手拎，則無法保證水是從同一高度淋下，在兩堆土上澆水的方向也有所不同。那么土堆邊緣泥沙的沉積情況就完全可由澆水的高度、方向、水壺的出水量造成了，而不是是否有植被覆蓋，這樣會使實驗結果不可信。如果我們用鐵架臺固定高度，把礦泉水瓶放在鐵架臺上，就能保證水是從同一高度淋下。既避免了用手拎引起的對兩堆土產生不一致的沖刷，保證了兩堆土所承受的降水強度是相同的，也符合“在20cm的高度淋下”的要求。

4．用窗紗吸附泥沙。實驗中土堆邊緣的泥沙都沉積在盤中，上面還有不少流下的水，用肉眼只能看到渾濁的水，看不到泥沙，無法比較兩個土堆邊緣的泥沙沉積情況。如果我們把實驗中流下的水和泥沙進行分離，利用窗紗吸附泥沙，在實驗后察看窗紗上的泥沙量，就可以比較出泥沙的沉積情況。

5．用玻璃杯接水。實驗后要求學生比較兩堆土的出水時間和水體清濁情況，實驗時先在一堆土上澆水，然后在另一堆土上澆，沒有計時，只能靠估計是很難比較出水時間快慢的。實驗中流出的水都在盤中，肉眼看都是一樣的，清濁情況也基本無差別（如上圖實驗后）。如果用玻璃杯接水，只要觀察玻璃杯中的水，就可以清晰看到兩個土堆出水時間的快慢、水體的清濁情況。

四、以嚴密的設計演繹實驗

課堂演示實驗是通過實驗手段，高度濃縮地展示人們認識和發現某一知識、原理的過程。實驗的結果要能讓學生得出正確的結論，實驗就必須經過科學嚴密的設計，這也是導致實驗成敗的關鍵。該實驗要驗證的是植被保持水土的作用，執教者的設計思路是：通過模擬大氣降水的真實狀況，來展示有植被覆蓋和無植被覆蓋的兩堆土，它們的出水時間、水體的清濁和土堆邊緣泥土的沉積情況是不同的。在實驗中設計了大小相等、坡度相同的兩個土堆，使用等量的水，結束后在大屏幕上出現實驗前后四幅圖的對比畫面，最后要求學生根據實驗完成實驗觀察單和思考題。這些步驟都是經過仔細考慮，顯得既嚴謹，又符合學生的認知規律。從使用事先錄制的實驗視頻這一手段看，對設計好的實驗也是預先經過試驗的，這些做法都符合課堂演示實驗的要求，執教者事先做了大量準備工作，非常值得贊許。

但是，如果將此實驗設計成一則同時進行的對比實驗，在實驗中模擬出相同坡度、相同降水強度、相同降水量的自然界真實狀況，通過比較兩堆土的出水時間快慢、水體清濁差異、土堆邊緣泥沙沉積情況，從而得出結論，這樣就能讓實驗現象更明晰可辨，實驗結果更具說服力。

1．把長方形紙盒短的一端剪掉，安裝窗紗，在紙盒內鋪上塑料紙以防漏水，把土壤平分成兩份，平鋪在兩個紙盒內，在一個紙盒的土壤上鋪上草皮。

2．將2個紙盒短的、沒裝窗紗的一端擱在書上，使2個紙盒保持相同的傾斜程度（保證相同的坡度），把玻璃杯放在紙盒裝窗紗的一端，用來接流出的水。

3．在礦泉水瓶的底部用細針扎若干個眼，2個礦泉水瓶底部眼的數量要相等。調整鐵架臺的高度，使礦泉水瓶放在鐵架臺上后，礦泉水瓶的底部距土壤大約20cm的高度（保證相同的降水強度）。

4．在2個礦泉水瓶中各裝上200ml的水，同時放到鐵架臺上，讓它慢慢淋下（保證相同的降水量）。

5． 實驗中觀察玻璃杯中的水，可以清晰看到兩個土堆出水時間的快慢、水體的清濁情況。實驗結束后察看窗紗上的泥沙量，就可以比較出沉積在土堆邊緣泥沙的沉積情況。

總之，我們在地理實驗教學中若能以先進的理念駕馭實驗，以科學的方法展示實驗，以合理的選材完善實驗，以嚴密的設計演繹實驗，那么實驗教學必將成為培養學生能力的非常行之有效的教學方式。