淺談美國(guó)高中地理教材實(shí)驗(yàn)及其啟示

地理實(shí)驗(yàn)是一種以探究體驗(yàn)為主要內(nèi)容的實(shí)踐活動(dòng)。利用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行地理教學(xué)，旨在通過(guò)活動(dòng)設(shè)置學(xué)生發(fā)現(xiàn)的條件；利用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行地理教學(xué)，同時(shí)還可以改變以單純被動(dòng)接受、機(jī)械模仿方式學(xué)習(xí)地理的狀況。

一、美國(guó)高中地理教材實(shí)驗(yàn)的設(shè)置與分析

1.地理實(shí)驗(yàn)的設(shè)置

在美國(guó)高中主流理科教材《科學(xué)發(fā)現(xiàn)者·地理》中，僅地理實(shí)驗(yàn)就分為迷你實(shí)驗(yàn)、地學(xué)實(shí)驗(yàn)、探索實(shí)驗(yàn)，技能實(shí)驗(yàn)四大板塊。其中，地學(xué)實(shí)驗(yàn)又包含4種亞類：地學(xué)實(shí)驗(yàn)、網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)、地學(xué)制圖實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。如表1所示。

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在美國(guó)高中核心理科教材《地球科學(xué)》中，每個(gè)章節(jié)都配有“實(shí)驗(yàn)室或家庭實(shí)驗(yàn)室”板塊，并且在每一章節(jié)開(kāi)頭，都有一個(gè)導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)。其中，“實(shí)驗(yàn)室或家庭實(shí)驗(yàn)室”這一板塊設(shè)置，主要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行積極主動(dòng)的思考和對(duì)相關(guān)內(nèi)容的探究。導(dǎo)航實(shí)驗(yàn)的設(shè)置主要讓學(xué)生把握本章節(jié)的學(xué)習(xí)方向。

2.地理實(shí)驗(yàn)的分析

類型多樣，作用鮮明。在《科學(xué)發(fā)現(xiàn)者·地理》一書(shū)中，共有實(shí)驗(yàn)124個(gè)，分為四種類型，每種類型都有其現(xiàn)實(shí)意義，均是通過(guò)實(shí)驗(yàn)形式引導(dǎo)學(xué)生對(duì)地理事象進(jìn)行探究，激發(fā)對(duì)地理課程的學(xué)習(xí)興趣，加深對(duì)地理事物及其地理現(xiàn)象和原理的理解。并且，每種地理實(shí)驗(yàn)在教科書(shū)中的位置不同，所起的作用也不一樣。如每章都設(shè)有一個(gè)探索實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的具體內(nèi)容用以介紹本章概要，易激發(fā)學(xué)生對(duì)本章地理學(xué)習(xí)內(nèi)容的興趣，從而為接下來(lái)的全面學(xué)習(xí)起到很好的導(dǎo)向作用。

從美國(guó)高中地理教科書(shū)實(shí)驗(yàn)設(shè)置可以看出，編者很注重激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)地理學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，注重培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦、開(kāi)展科學(xué)探究的方法與能力，這種設(shè)置方式更容易讓學(xué)生在具體的學(xué)習(xí)過(guò)程中建立對(duì)地理內(nèi)容學(xué)習(xí)的網(wǎng)絡(luò)體系。

體現(xiàn)關(guān)懷，注重科學(xué)。美國(guó)高中地理教材中很多實(shí)驗(yàn)都包含安全警示這一項(xiàng)，如在“制作晶體模型”實(shí)驗(yàn)中，就直接提示，明礬溶液能引起皮膚過(guò)敏，第一次倒入培養(yǎng)皿時(shí)會(huì)很熱，如果濺到皮膚，要立刻用冷水清洗；實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中要一直戴安全手套和系圍裙。類似的安全警示在教材中比比皆是，整套教材散發(fā)著濃厚的人文氣息。

美國(guó)高中地理教材一直倡導(dǎo)一種理念：引導(dǎo)學(xué)生像科學(xué)家那樣思考與實(shí)驗(yàn)。所以實(shí)驗(yàn)設(shè)置非常注重培養(yǎng)學(xué)生的基本科學(xué)素養(yǎng)、求實(shí)的科學(xué)精神以及科學(xué)探究能力。如在地學(xué)實(shí)驗(yàn)中，主要包括實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)分析和結(jié)論與應(yīng)用四個(gè)環(huán)節(jié)。其中實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備這個(gè)環(huán)節(jié)又包含問(wèn)題、實(shí)驗(yàn)器材、目標(biāo)、數(shù)據(jù)記錄表以及安全警示五項(xiàng)內(nèi)容。值得注意的是，在目標(biāo)這一項(xiàng)中，明確指出了具體的學(xué)習(xí)程度，如確定、描述、推斷以及應(yīng)用等行為動(dòng)詞。這就有利于學(xué)生評(píng)價(jià)自己的學(xué)習(xí)行為、掌握學(xué)習(xí)內(nèi)容。

貼近生活，高于生活。美國(guó)中學(xué)核心理科教材《地球科學(xué)·人類的生存環(huán)境》一書(shū)中，“評(píng)估防曬霜效果”、“穿什么”、“擁擠的世界”等實(shí)驗(yàn)，以及在美國(guó)中學(xué)主流理科教材《科學(xué)發(fā)現(xiàn)者·地理》一書(shū)中，“自流井是如何工作的”、“查明污染物的來(lái)源”等實(shí)驗(yàn)都與生活環(huán)境密切相關(guān)，這類實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不僅滿足學(xué)生不同的地理學(xué)習(xí)需要，而且可培養(yǎng)學(xué)生作為現(xiàn)代公民必備的地理素養(yǎng)，更重要的是有利于增強(qiáng)學(xué)生地理學(xué)習(xí)能力和生存能力。

地理學(xué)兼有自然科學(xué)與社會(huì)科學(xué)性質(zhì)。美國(guó)高中地理教材地理實(shí)驗(yàn)的設(shè)置與數(shù)學(xué)、生物、物理、化學(xué)、語(yǔ)文、歷史以及信息技術(shù)等科目密切相關(guān)，很好地體現(xiàn)了地理學(xué)綜合性這一特性。如在美國(guó)高中主流理科教材《科學(xué)發(fā)現(xiàn)者·地理》一書(shū)中所設(shè)計(jì)的技能實(shí)驗(yàn)部分，就是以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋和分析。學(xué)生在學(xué)習(xí)地理知識(shí)同時(shí)，也可涉獵其它科目，這種設(shè)計(jì)方式有利于學(xué)生獲得更加綜合的學(xué)科知識(shí)，同時(shí)培養(yǎng)完整而聯(lián)系的思維方式。

二、我國(guó)人教版高中地理必修教材實(shí)驗(yàn)的設(shè)置與分析

我國(guó)人教版高中地理必修教材一共三本：必修地理1（偏重自然地理知識(shí)）、必修地理2（偏重人文地理知識(shí)）、必修地理3（偏重區(qū)域可持續(xù)知識(shí)）。根據(jù)《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》，人教版地理實(shí)驗(yàn)設(shè)置共涉及模擬熱力環(huán)流小實(shí)驗(yàn)、制作三圈環(huán)流模型觀察實(shí)驗(yàn)、模擬山前洪積扇形成小實(shí)驗(yàn)，主要特點(diǎn)如下。

數(shù)量偏少。教育部制定的《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)必修課程“活動(dòng)建議”板塊明確提出地理操作實(shí)驗(yàn)的活動(dòng)只有一個(gè)：模擬大氣溫室效應(yīng)的小實(shí)驗(yàn)。地理觀察實(shí)驗(yàn)有兩個(gè)：天象觀察、地質(zhì)地貌等野外觀察。地理教材是以課標(biāo)為依據(jù)，《普通高中地理課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》中地理實(shí)驗(yàn)的數(shù)量直接影響教材中實(shí)驗(yàn)的設(shè)定。

科學(xué)性不足。實(shí)驗(yàn)設(shè)置不能滿足學(xué)生操作能力要求，實(shí)驗(yàn)過(guò)于簡(jiǎn)單，不能很好激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。另外，教材中地理實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，在實(shí)驗(yàn)步驟上不很完備。地理實(shí)驗(yàn)設(shè)置忽視地理圖表的應(yīng)用，不利于學(xué)生圖像運(yùn)用技能的培養(yǎng)。

內(nèi)容簡(jiǎn)單。人教版實(shí)驗(yàn)內(nèi)容主要包括兩方面：材料和實(shí)驗(yàn)步驟。這樣設(shè)計(jì)的目的主要是讓學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)過(guò)程探究地理原理及規(guī)律等，但并未進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行應(yīng)用，使學(xué)生的探究活動(dòng)不充分。如模擬山前洪積扇形成的小實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)還可以進(jìn)一步延伸。

三、美國(guó)高中地理教材實(shí)驗(yàn)設(shè)置的啟示

1.適當(dāng)增加實(shí)驗(yàn)數(shù)量，豐富實(shí)驗(yàn)類型

實(shí)驗(yàn)數(shù)量上，應(yīng)實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的適量化。筆者認(rèn)為，可以適當(dāng)增加4～8個(gè)實(shí)驗(yàn)（如表2）。

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2.體現(xiàn)地理學(xué)科特性，凸顯人文關(guān)懷

實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)化設(shè)計(jì)上應(yīng)著重考慮三方面內(nèi)容：是否適合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展特點(diǎn)、是否緊扣課標(biāo)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)、是否有利于地理實(shí)驗(yàn)綜合效果實(shí)現(xiàn)。首先，實(shí)驗(yàn)設(shè)置要密切關(guān)注學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)域”，要有一定難度，但通過(guò)學(xué)生之間的協(xié)作或者教師的啟發(fā)引導(dǎo)便可以得出結(jié)論。其次，注意課標(biāo)中的內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)：學(xué)習(xí)的內(nèi)容是理性還是感性，對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容所用的行為動(dòng)詞如何要求。最后，還要考慮地理實(shí)驗(yàn)綜合效果。地理實(shí)驗(yàn)設(shè)置應(yīng)從知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀三個(gè)維度考慮，才能達(dá)到理想的教學(xué)效果。

實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)化和人文性還應(yīng)對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化，可設(shè)置成：實(shí)驗(yàn)課題—實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備（實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、安全須知）—實(shí)驗(yàn)步驟—實(shí)驗(yàn)分析—實(shí)驗(yàn)結(jié)論與實(shí)驗(yàn)應(yīng)用。需要特別強(qiáng)調(diào)，實(shí)驗(yàn)材料盡可能簡(jiǎn)單易得；安全須知要結(jié)合實(shí)驗(yàn)的材料和環(huán)境進(jìn)行必要提醒；實(shí)驗(yàn)分析盡量要求學(xué)生撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，盡可能讓學(xué)生設(shè)置圖表分析；在實(shí)驗(yàn)結(jié)論與實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用環(huán)節(jié)，問(wèn)題設(shè)置要有層次性、遞進(jìn)性，體現(xiàn)出對(duì)學(xué)生思維的引導(dǎo)和對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的遷移。

地理實(shí)驗(yàn)是地理活動(dòng)的重要組成部分，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中體驗(yàn)，在體驗(yàn)中學(xué)習(xí)。所以在新課程改革背景下，我國(guó)地理教材必須重視地理實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，從而能更好達(dá)到新課程改革目的。