新課程下高中地理實驗教學初探

屈冰冰 李會平

摘?要：在新課程標準指導下，本文以“熱力環(huán)流”為例，進行高中地理實驗教學嘗試，主要目的是通過實驗使學生能夠觀察到生活中的地理現(xiàn)象，從而直觀地理解并掌握地理知識，以達到培養(yǎng)學生的創(chuàng)造力、創(chuàng)新精神和實踐能力的目的，提升學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力，實現(xiàn)教學重難點的突破。可為后續(xù)開展積極有效的地理實驗課積累經(jīng)驗，不斷培養(yǎng)師生地理學科素養(yǎng)，實現(xiàn)新課程目標。

關(guān)鍵詞：高中地理;實驗教學;新課程目標

普通高中地理新課程標準提出：“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(diào)查和地理專題研究等實踐活動。”明確提出“基本的地理觀測、地理實驗等”地理基本技能的新要求。實驗是核心素養(yǎng)中地理實踐力的重要方面，但是提到實驗教學，一般都會覺得這是理化生學科的事情，跟地理無關(guān)。可是地理作為綜合性學科文理兼具，貼近生活、貼近實際，在地理課堂中也可以挖掘出很多有意義的實驗素材。適度、適時地將實驗引入課堂，不僅是對新課程的積極回應，對學生的地理實踐力、區(qū)域認知、綜合思維以及人地協(xié)調(diào)觀這些學科素養(yǎng)發(fā)展意義重大，而且在對提高教學質(zhì)量和激發(fā)學生學習興趣方面發(fā)揮著實效。

一、地理實驗教學的探究基礎

地理課堂實驗是由教師創(chuàng)設情境、設計指導或是由學生自主設計實驗過程，在課中或課下運用多媒體設備、教具、學具等實驗手段，來表達地理知識、過程、規(guī)律和原理演變的教學活動過程。高中地理必修一自然地理部分，涉及地球的運動、地球上的大氣、地表形態(tài)的塑造等空間邏輯思維很強的知識，對歷屆高一學生學好地理來說是一項挑戰(zhàn)。實驗教學可以將知識直觀形象展示，也可以把知識點生活化，使學生更好地掌握生活中的地理，讓地理課堂真正豐富起來，進而輕松突破教學重難點。

但就目前的教學實際來看，多數(shù)高中學段地理教師已習慣于傳統(tǒng)教學方法，使用掛圖、地球儀、板書之類輔助授課，課堂效果很受限制。盡管隨著多媒體教學設備的日漸普及，很多實驗可以通過視頻直接觀看，地理實驗這一實際動手操作的過程理論上可以被取代，但這在實際上讓學生喪失了地理實踐力培養(yǎng)的機會。就學科體系來看，學科與理化生科目相比較，實驗教學起步較晚，尚未形成較為系統(tǒng)的實驗教學體系，加之當前教材中缺乏成熟的實驗案例，地理課堂中推進實驗教學就相對困難。另外，地理實驗室的建立，既需要一線教師的足夠重視，也需要一定的資金和技術(shù)支撐，多數(shù)地區(qū)目前尚不能達到建立地理實驗室的條件。

雖然當前進行地理實驗教學基礎薄弱，但是也有很多教師、學者在進行著不懈的探索。在教學資源有限的情況下，本文選取身邊的地理現(xiàn)象來進行實驗教學嘗試。大氣是地理環(huán)境的重要組成要素，然而對于這種看不見摸不著的事物，要研究其運動及形成原理照本宣科很難達到預期的教學效果。在此，實驗教學就可以發(fā)揮其應有的作用，下面以人教版高中地理必修一第二章第一節(jié)“熱力環(huán)流”為例，談一談實驗教學在高中地理課堂中的實踐、作用及反思。

二、實驗的問題提出、準備與實施過程

實驗前問題提出：多媒體展示一個視頻案例，視頻出自某衛(wèi)視家政欄目，這期節(jié)目名稱為“切洋蔥不流淚”。正常情況下，切洋蔥會辣眼睛，當主持人在砧板兩側(cè)分別放上兩根點燃的蠟燭后，竟然做到了切洋蔥不流眼淚，這其中有著什么樣的科學道理，課前以小視頻的形式拋出問題。

實驗前基礎知識儲備：掌握氣壓、氣溫、等壓面的基本概念及相互關(guān)系，并理解大氣運動的原理。

實驗準備：

一個打火機、一根蠟燭、敞開著的教室前門（教室內(nèi)外有一定溫差）。

實驗過程：（1）同學們觀看視頻后，在掌握基礎知識，理解空氣熱脹冷縮垂直運動的前提下，點燃蠟燭;

（2）教師先將蠟燭放置在教室門口的下方，觀察蠟燭火苗的飄向;

（3）然后將蠟燭放置在教室門口的上方，再觀察蠟燭火苗的飄向;

（4）以小組討論的形式談一談發(fā)現(xiàn)了什么現(xiàn)象？

由實驗可以得出什么樣的結(jié)論？

實驗過程操作簡單，實驗過后，學生形成對熱力環(huán)流的直觀感知，加上對教材內(nèi)容的理解，然后通過討論很快就可以解釋這一現(xiàn)象：

室內(nèi)氣溫高，相當于熱源，垂直氣流膨脹上升;室外氣溫低，相當于冷源，垂直氣流收縮下沉，所以在同一水平面的近地面和高空分別形成了高、低壓中心，水平氣流由高壓流向低壓，于是就有了實驗中門下方蠟燭火苗由室外飄向室內(nèi)，門上方由室內(nèi)飄向室外。隨著實驗結(jié)果的明確，整個課堂也進入了高漲階段，為后續(xù)熱力環(huán)流的應用打下了基礎。同時，課前小視頻里的問題也有了科學解釋：砧板兩側(cè)的蠟燭為熱源，中間切洋蔥處為冷源，按照以上氣流的流向，切洋蔥時眼睛下方的氣流為下沉氣流，所以被切開的洋蔥里跑出來的化學物質(zhì)是不會接觸到眼睛的，生活中的現(xiàn)象用地理知識得到了科學的解釋，課堂效果隨實驗得到了升華。

熱力環(huán)流原理是第二章第一節(jié)的教學重點。它承接大氣受熱過程，是學習大氣水平運動的基礎。在本次實驗的基礎上完成了學生對學習思路的自主歸納：近地面空氣受熱或遇冷→引起氣流的上升或下沉運動→導致同一水平面上氣壓的差異→大氣的水平運動→大氣水平、垂直運動形成地區(qū)間的熱力環(huán)流。教學重難點順利突破，并且讓地理課堂變得生動有趣。

三、地理實驗教學的幾點反思

本次地理小實驗的直觀性、實踐性和探究性，以地理核心素養(yǎng)的培養(yǎng)為宗旨，將深奧的地理知識與生活常識相聯(lián)系，引導學生用地理視角去觀察和思考，讓學生經(jīng)歷了相對完整、規(guī)范的科學研究過程，成功地營造了實時、生動的地理環(huán)境，逐步建立起地理知識之間的關(guān)聯(lián)，極大地吸引了學生的學習興趣，促成了地理教學的順利完成。所以，高中地理課堂可以根據(jù)學生具體情況，科學合理地安排地理實驗教學，并逐步形成相應的教學體系。本次地理小實驗是一次成功的探索，對今后繼續(xù)進行創(chuàng)新性教學也會有很大幫助，這是新課程所提倡的。

本次地理實驗教學的相關(guān)作用總結(jié)如下：

（1）本次地理實驗教學具有生活性和可操作性，讓學生坐在教室里就感受到了身邊的地理，并且用一根蠟燭、一個打火機就能順利完成實驗，達到了輕松趣味學習地理的效果。

（2）本次地理實驗教學還具備一定的啟發(fā)性和探究性，體現(xiàn)在對實驗過程的分析以及實驗結(jié)論得出過程中的啟發(fā)性提問，同學們根據(jù)這樣的提示，順利完成自主探究，成功解釋了實驗原理并歸納出熱力環(huán)流。同時這個過程也培養(yǎng)了學生的創(chuàng)造能力和實踐能力，使學生在實驗過程中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，突出學生的主體地位。

（3）本次地理實驗教學也在一定程度上促進了學生地理學科素養(yǎng)的發(fā)展，這是一次課堂內(nèi)在生活情境中開展的地理實踐，有助于提升學生的行動意識和行動能力，使學生更好地觀察、感悟、理解身邊的地理環(huán)境。同時由實驗的引導調(diào)動學生的綜合思維，逐步分析和理解熱力環(huán)流這一地理過程、地理規(guī)律，有助于學生今后從整體的角度，全面、系統(tǒng)、動態(tài)地觀察地理問題。

（4）本次地理實驗教學也是對教師團隊的科研創(chuàng)新精神的一種鼓舞，在聽評課的過程中，教師們對本次地理實驗教學的觀課感受也都是眼前一亮，相當認可，也會借鑒運用到自己的課堂，在相互學習過程中，不斷促進創(chuàng)新型課堂的生成。

但這僅僅是實驗教學的初步嘗試，地理實驗教學同樣要求實驗的科學性、專業(yè)性、嚴謹性、規(guī)范性，著眼于培養(yǎng)學生的動手實踐能力及求真求實的科學態(tài)度，在真實的課堂實施過程中還存在一定問題，高中地理實驗教學體系的構(gòu)建任重而道遠。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.普通高中地理課程標準（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.

[2]唐少霞，趙志忠，楊迅捷.地理實驗教學內(nèi)容及條件的探討[J].實驗科學與技術(shù)，2014（6）：120-124.

[3]姚睿.實驗教學法在高中地理中的運用研究[J].亞太教育，2015（8）：43.