高中地理模擬實驗的開發(fā)步驟及原則

王麗端

摘要：地理科學是研究地理環(huán)境的科學，是一門實踐性很強的學科，地理環(huán)境就是地理“實驗室”。但受到種種因素的限制，我們的課堂很難讓學生身臨其境去觀察某些復(fù)雜的自然現(xiàn)象，從而探索其自然規(guī)律，因此，通過模型來模擬研究對象進行實驗，可以在一定程度上模仿某一事物的發(fā)生或再現(xiàn)過程，從而讓學生通過實驗來認識自然現(xiàn)象、自然性質(zhì)、自然規(guī)律。我國當前對于模擬實驗的研究主要是以理論為主，而對于具體的地理實驗教學設(shè)計和實施方案研究則較少，因此，探討高中地理模擬實驗的開發(fā)步驟十分必要，并希望借此開發(fā)出更多更優(yōu)秀的模擬實驗課例，來為高中地理實驗教學工作添彩潤色。

關(guān)鍵詞：模擬實驗；開發(fā)步驟；原則

根據(jù)地理實驗開發(fā)所依據(jù)的理論，結(jié)合對前人地理實驗項目分析和筆者自身參與開發(fā)的地理實驗項目的經(jīng)驗總結(jié)，筆者認為一般地理實驗項目開發(fā)步驟為：

一、確定地理實驗內(nèi)容和主題

確定地理實驗主題指的是如何確定地理實驗題目，解決的是做什么地理實驗的問題。一般來說，可以根據(jù)地理課程標準的內(nèi)容標準和教材的教學內(nèi)容、學生的學習情況綜合考慮。

就高中教學而言，必修一主要涉及自然地理的內(nèi)容，包括地理學科的基礎(chǔ)知識原理和規(guī)律，這部分內(nèi)容大多比較抽象，是高中自然地理中的重點及難點，需要學生擁有較強的空間思維能力，這部分內(nèi)容也是學生進行區(qū)域特征及成因分析的基本方法和技能，對高三文科生理解、分析高考題至關(guān)重要。而必修一的內(nèi)容學生在升入高中的第一學期就要進行學習，高一新生受年齡和認識水平影響，學生的空間思維能力和分析推理事物的能力較弱，同時，學生在初中階段對自然地理部分知識只進行了簡單的學習，地理基礎(chǔ)較薄弱，因此，學習起來存在著一定的困難。根據(jù)地理必修一的教材內(nèi)容和學生的實際狀況，筆者認為必修一（高中自然地理）部分采用模擬實驗更為必要。經(jīng)過筆者和課題組成員的共同研究，已經(jīng)確定的模擬實驗的主題主要有太陽直射點的回歸運動，晝夜交替，晝夜長短變化，熱力環(huán)流，鋒面的形成，洋流的形成，山地的形成，河流地貌的發(fā)育，地轉(zhuǎn)偏向力，通過教具制作和課堂中模擬實驗的實施，這些模擬實驗已基本成熟。

二、確定實驗?zāi)繕?/p>

確定實驗?zāi)繕耸侵竿ㄟ^模擬實驗的開發(fā)使學生預(yù)期達到的各種目標，解決的是為什么做地理實驗的問題。地理實驗教學具有綜合性、開放性和實踐性，學生通過地理模擬實驗，不僅能獲得地理知識，學會地理思維和方法，還能發(fā)展各種地理能力，形成正確的情感、態(tài)度和價值觀，因此，地理模擬實驗?zāi)繕说拇_定應(yīng)該是三維目標相結(jié)合。在知識目標的確定上，應(yīng)該強調(diào)感受、體驗、理解和應(yīng)用；在技能目標上，強調(diào)動手操作能力、觀察、推理能力；在過程與方法目標上，強調(diào)在教師的引導下，以學生的自主學習和合作探究過程為主。同時注重地理觀察法、問卷調(diào)查法、收集資料法、演示法等方法；在情感、態(tài)度、價值觀目標上，應(yīng)該強調(diào)在“體驗”中學習，不僅要學習地理理論知識，還要學習地理科學思想與方法，培養(yǎng)地理實驗觀念，逐步確立地理實驗的思想

三、準備地理實驗器材

在地理實驗器材的選擇上，應(yīng)該把握好一點：所選取的材料要經(jīng)濟、簡單、環(huán)保、易得到。地理實驗的很多材料是可以替代的，而且與生活息息相關(guān)，都是生活中經(jīng)常應(yīng)用、可見到的東西。比如課題組在開發(fā)山地的形成模型中，選用了多層厚度約2.5厘米的海綿，將其剖面涂上不同顏色來代表不同巖層；在開發(fā)河流地貌的發(fā)育實驗時，選用了小石子、粗砂、細砂、黏土來代表山谷中的沉積物；在模擬太陽直射點的回歸運動實驗時，采用了鐵絲作為太陽的直射光線；在模擬熱力環(huán)流時，運用到了冰塊、熱水袋、紙箱、衛(wèi)生香、打火機等器材；在開發(fā)地磚偏向力的實驗時，用到了墨水、雨傘。這些材料經(jīng)濟實用，安全環(huán)保，將其合理科學運用，簡單明了的模擬出了課本中較復(fù)雜的地理現(xiàn)象，從而詮釋了地理原理。

四、制定地理模擬實驗開發(fā)方案

地理實驗方案是對地理實驗的總體設(shè)計，在設(shè)計的過程中要突出原理，操作簡便，同時要求實驗現(xiàn)象要明顯，適合探究。例如在設(shè)計山地的形成模型時，利用多層海綿來模擬巖層，通過對海綿施加水平方向上的擠壓力，發(fā)現(xiàn)海綿有向上隆起的部分，也有向下彎曲的部分，以此來模擬巖層在強大的水平擠壓力的作用下，出現(xiàn)的向上隆起的部分（背斜）和向下彎曲的部分（向斜）的地質(zhì)構(gòu)造現(xiàn)象；通過加大擠壓力，發(fā)現(xiàn)海綿隆起的頂部出現(xiàn)缺口，說明背斜頂部受張力巖層易破碎的現(xiàn)象；將海綿隆起的部分中部用課本遮擋，根據(jù)巖層下老上新的原理，就可引導學生得出背斜中間新，兩翼老的判斷方法。此種設(shè)計科學性較強，同時可見度大，操作簡便，能夠較透徹的詮釋背斜和向斜的形成原理和判斷方法，因此比較實用。與此同時，地理實驗方案的設(shè)計如同一題多解一樣，具有多樣性，在開發(fā)的過程中要集思廣益，合作探究，從多種方案中選取最恰當?shù)姆桨浮?/p>

五、進行實驗開發(fā)，制作教具

依據(jù)制定好的地理模擬實驗開發(fā)方案，借助選取的實驗材料來進行教具制作。

在教具制作的過程中，盡可能使復(fù)雜的問題清晰化，使教具能夠替代課本中的靜態(tài)圖或單一的文字而更直觀、形象的將書中的原理展現(xiàn)出來。如在制作太陽直射點的回歸運動教具時，學生對黃道平面的空間感知能力較弱，則采用了硬紙板將黃道平面和赤道平面分別在地球儀表面表示出來，這樣黃赤交角就清晰地出現(xiàn)在了學生面前。在模擬褶皺山的形成過程中，將海綿涂上不同的顏色加以區(qū)分，代表不同年齡的巖石，那么在巖層新老關(guān)系的判斷上就能根據(jù)不同顏色巖層從中心（外圍）到外圍（中心）出現(xiàn)的次序來判斷是背斜還是向斜。總之，在制作教具時要使教具能夠更形象、動態(tài)地展示書本中靜態(tài)的、抽象的圖片或文字。

六、進行模擬實驗操作

按照設(shè)計好的地理實驗方案進行操作。注意在課堂中操作實驗時，教師要提前設(shè)計好各種問題來引導學生觀察和思考，尤其是對于難點內(nèi)容要放慢演示過程，使學生深入觀察反復(fù)思考，必要時需要多次重復(fù)實驗關(guān)鍵環(huán)節(jié)，讓學生從演示過程中自己得出結(jié)論，最后教師針對性的進行點撥。總之，通過對地理模擬實驗的觀察，要使學生對地理中的抽象問題由感性認識上升到理性認識。

七、評價模擬實驗方案

模擬實驗操作完成后，要對實驗過程和結(jié)果進行及時反思，對實驗方案的科學性、功能性、可操作性及問題的設(shè)計、實驗進行的邏輯性進行評估，找出其優(yōu)點與不足，分析原因，同時對實驗班的學生和學科組內(nèi)其他同行進行問卷調(diào)查，為下一步改進提出實質(zhì)性建議。

八、修改地理模擬實驗方案

地理實驗方案的設(shè)計是個動態(tài)的過程，只有實施過后才能更有效地發(fā)現(xiàn)其中存在的問題。要想設(shè)計出一份優(yōu)質(zhì)的模擬實驗活動，就要對地理實驗方案的設(shè)計過程進行不斷的調(diào)整，根據(jù)上步地理實驗方案的評估結(jié)果和建議對地理實驗方案不斷進行修改和完善。

總之，高中地理模擬實驗的開發(fā)是一個邏輯性強，嚴密的過程，從實驗主題的確定到實驗教具的制作再到實驗過程的實施，直至最終的實驗評價及修改每個環(huán)節(jié)都需要反復(fù)推敲、推理和驗證才能得以實現(xiàn)。這就需要在開發(fā)地理模擬實驗時遵循一定的原則：科學性，典型性，可接受性，可操作性，活動性和探究性，使開發(fā)出來的模擬實驗有理有據(jù)，有代表性，同時簡便易操作，使學生在模擬實驗的課堂上更容易接受抽象的地理知識，同時鍛煉學生的動手能力、觀察能力和合作探究能力，培養(yǎng)他們的地理實驗觀念和地理素養(yǎng)。

參考文獻：

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[3]顧娟：地理實驗教學初探；中小學實驗與裝備；2006年6期

基金項目：2015年度河南省基礎(chǔ)教育教學研究項目《高中地理教學模擬實驗的行動研究》 JCJYC151212002