地理實踐力視域下前探·中建·后遷實驗教學模式探究

張夢嬌 仲俊濤 張富兄

摘? 要? “前探·中建·后遷”是課前為學生提供基礎原理，師生共同設計實驗方案；課中指導學生操作實驗、獲取知識、情境遷移；課后布置案例、鞏固知識的一種實驗教學模式。以“熱力環流”為例，運用“前探·中建·后遷”實驗教學模式，設計教學實驗，鍛煉學生的動手能力，提高學生的邏輯思維能力及地理實踐力，促進學科素養的發展。

關鍵詞? 實驗教學；地理實踐力；高中地理；熱力環流

中圖分類號：G633.55? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2023）11-0137-04

1? 地理實踐力

地理是一門實踐性很強的學科，學習地理不僅要讓學生掌握相關知識原理，更要讓學生在學習過程中能夠運用所學的知識解決地理問題，學習對生活有用的地理。地理實踐力是指人們在考察、實驗和調查等地理實踐活動中所具備的意志品質和行動能力[1]。其中，地理實驗是一種直接有效的提高學生地理實踐力的教學方法，且新課標中對部分教學內容都有設計地理實驗的教學建議。然而目前在一線教學中存在對學生地理實踐力重視程度不夠、地理實踐力培養與實際生活相脫節、相關實踐教學活動設計不合理等問題，這些問題嚴重阻礙了學生地理實踐力的提升[2]。讀萬卷書，行萬里路。在教學過程中要引導學生充分發揮多感官作用，強調“做中學”，從學生自身感受出發，啟發學生獨立思考，實現知識的遷移，進而提高學生知識學習的深度和廣度。

2? “前探·中建·后遷”實驗教學模式概述

2.1? 前探

前探即課堂探究過程[3]。首先，在課堂開始前的課間或學生的課余時間，教師引出本次實驗的相關概念、原理，讓學生提前熟悉相關知識點，從而能夠在實驗過程中及時梳理知識點，有針對性地提出問題。其次，教師提出實驗主題，師生共同設計實驗過程，預測實驗結果。最后，教師根據不同學生的特點安排不同的任務，合理分工，以確保實驗過程的可靠與安全。該過程是“前探·中建·后遷”實驗教學模式的預熱環節，是使實驗發揮最大功能的前提條件，學生對學習內容和實驗目的有初步了解，進而可以更好地投入學習中。

2.2? 中建

中建即課堂建構原理[3]。教師通過問題情境等方式導入新課講授，激發學生的學習興趣，并引導學生通過教師提供的實驗材料，按照教師的步驟，動手操作實驗過程，認真觀察、記錄實驗現象，同學之間相互配合，實現手、眼、腦等多感官并用，加深學生對實驗過程的記憶與理解，探究實驗現象背后的地理原理，并通過推理、論證等思維過程將知識遷移到現實問題情境中，以達到學以致用，從而使學生具備科學思維，提高學生地理實踐力。該過程是“前探·中建·后遷”實驗教學模式的關鍵環節，在此過程中教師要充分調動學生的積極性，在演示實驗時配合講解加深學生認知，鼓勵學生在觀察、體驗中認真思考、探究實驗現象及其背后的本質規律，在掌握地理知識原理的同時提高技能。

2.3? 后遷

后遷即課后知識的遷移應用[3]。在實驗演示及新課講授結束后，向學生布置本次實驗原理相關作業，即對學生稍有難度，但通過獨立思考可以解決的問題。如以具體案例為導向，引導學生挖掘地理信息，運用所學的知識分析并解決問題，將知識遷移到具體情境中。該過程是“前探·中建·后遷”實驗教學模式不可或缺的環節，也是檢驗教學效果的重要方式。通過相關案例分析、情境解讀、實驗設計等可以獲知學生對新知識的理解程度，進而查缺補漏、豐富完善，提高學生地理實踐力。

3? 以“熱力環流”實驗教學為例

3.1? 課標解讀

課標（實驗）對該部分內容的要求為“運用示意圖等說明大氣受熱過程與熱力環流原理，并解釋相關現象”。課標指出了“大氣受熱過程”這一學習對象，“運用示意圖”注重培養學生對知識從理解到應用的能力，并養成主動探究和學習的習慣。以人教版高中地理必修一第二單元“地球上的大氣”第二節“大氣受熱過程和大氣運動”為例，該節要求學生達到的學習水平是能夠分析和理解熱力環流以及熱力環流形成原理及條件。

3.2? 學情分析

授課對象為高一學生，學生都已具備相關的基礎知識，比如氣壓、等壓面基本概念，熱脹冷縮原理及表現，氣壓與海拔的關系，太陽輻射的緯度分布規律等。且通過上一節大氣的受熱過程的學習，學生已經具備相關基本原理。在此基礎上，加以真實案例呈現，讓學生親身體會到地理就在自己身邊。安排學生親自動手操作實驗，既可以校正部分學生心態上的偏差，讓學生體會到實驗過程對認知生成和知識理解的巨大優勢，又能更好地提升學生合作探究的習慣、交流能力及動手操作能力。

3.3? 核心素養目標

3.3.1? 人地協調觀

通過了解大氣的運動，使學生建立正確的環境觀念，認識事物之間具有聯系，培養學生探索大氣環境的興趣。通過學習，學生可以提高理解事物的能力，可幫助學生理解事物是普遍聯系的和辯證唯物主義以及人與自然相互作用。

3.3.2? 區域認知

能夠對特定區域環境的地理現象進行描述和解釋，并理解其對人類生活及環境造成的影響，能夠運用熱力環流原理解決現實問題。

3.3.3? 綜合思維

能夠結合物理氣壓、熱脹冷縮等原理深入理解熱力環流過程，獨立總結繪制熱力環流示意圖；結合生活中的案例，學會分析并判斷熱力環流原理，能夠將其他學科知識運用到地理問題上，綜合分析解決實際問題。

3.3.4? 地理實踐力

在教師的指導下能夠準確地完成實驗，并通過觀察實驗現象總結熱力環流的原理，能夠描述該過程，并能夠收集資料，與同學合作解析生活中的熱島效應、海陸風、山谷風等熱力環流案例，繪制示意圖。運用適當的手法和手段，表達、交流、總結和反思自己的學習體會和見解。

3.4? 教學方法

本節課運用的教學方法是實驗法、信息技術輔助教學、小組討論法及講解法。

3.5? 教學環節

3.5.1? 前探

在上節課的課間教師通過生活中隨處可見但不易被關注的小事引導學生回憶氣壓、熱脹冷縮等物理原理，做好實驗鋪墊，從而引出熱力環流內容的講授；啟發學生根據實驗器材設計實驗過程，驗證熱力環流，初步擬定實驗方案，教師點評方案并作出修正，最終確定實驗步驟，安排分工，以保障實驗的有序進行。

3.5.2? 中建

以孔明燈幫助諸葛亮脫離困境為情境導入新課，引導學生思考孔明燈能夠升空傳達信息的原因。展示點燃孔明燈細節圖片，學生認真觀察圖片，進而得出與孔明燈底部空氣受熱膨脹上升從而導致產生氣壓差有關，使學生對熱力環流的原理有感官認識，通過教師提出的問題、提供的材料，層層遞進，操作實驗，觀察有色煙霧的環流方向，繪制出簡易示意圖，從而分析熱力環流的原因，對熱力環流有更深層次的理性認識，能夠提高學生的獨立思考能力和動手能力。熱力環流的教學目標和教學設計如下。

1）孔明脫困，導入新課。

材料一：諸葛亮被司馬懿兵困平陽城，數次派人搬救兵，均被敵人截殺。無奈之下，諸葛亮就利用熱氣球的原理，做了一只燈籠，系上求救信息。燈籠放飛后，借助風力，飄向大本營。大本營接到求救信息，立刻出兵，解救諸葛亮脫離危險。

【教師】諸葛亮所做的熱氣球有什么玄機？為什么能脫離地面飛到大本營傳遞求救信息？

【學生】通過之前的復習及教師提示回答出是氣球內空氣受熱膨脹。

【教師】要求學生預習教材29頁到31頁相關內容，并思考熱力環流的形成原因；熱力環流產生的現象；思考熱力環流對人類的影響。

【設計意圖】利用諸葛亮在敵方圍困中通過孔明燈傳遞求救信息的案例，激發學生好奇心，調動學生的學習積極性，馬上投入學習中來。在課堂開始讓學生帶著問題閱讀課本預習本節課的學習內容，有利于提高學生獨立思考的能力，并且促進學生把書本知識與生活中的地理知識結合起來。

2）操作實驗，觀察環流。

【教師】準備頂上有小孔的封閉長方體玻璃缸（長100 cm，寬30 cm，高40 cm）、一碗冰塊、一碗熱水、三支有色香、三個打火機、一卷雙面膠一卷單面膠。

【學生】學生對各材料的作用進行熟悉。

【設計意圖】讓學生明白地理實驗器材在生活中可以就地取材，也是對日常生活用品的多渠道應用。

【教師】展示熱力環流實驗目的，即通過實驗演示熱力環流的形成，掌握熱力環流的基本原理；學生通過操作實驗，將抽象原理轉化為生活化知識；學生能運用熱力環流原理來解釋現實生活中熱力環流現象。

【學生】學生認真觀看教師PPT展示實驗目的，做到“眼中有目的，心中有實驗”。

【教師】將全班學生分成三個小組，每個小組給一個玻璃水缸，水缸兩邊分別放一碗冰塊和一碗熱水，在小孔上方點燃有色香，讓學生觀察水缸中煙霧的變化。

【學生】學生在水缸兩邊貼上冷和熱的標簽，觀察玻璃水缸中煙霧的轉動方向，學生貼上氣流方向的標簽。

【設計意圖】學生參與演示熱力環流實驗，不斷提高其探究能力和合作能力，學生按照步驟逐步親自動手實施實驗，在參與過程中體驗知識生產過程，讓他們“做中學、做中思、做中行”，為更好地運用熱力環流原理打下基礎。

【教師】點評學生合作成果，表揚表現好的個人及小組，鼓勵和輔導理解有困難的學生，并引導學生分析煙霧在水缸中轉動與熱力環流的關系。

【學生】歸納熱力環流示意簡圖，思考煙霧轉動受到的動力是因為產生了風，并總結實驗結論：玻璃缸兩側因為熱水和冰塊的作用，導致底部受熱不均→空氣熱脹冷縮→空氣垂直運動→同一水平面產生氣壓差→空氣的水平運動。

【設計意圖】培養學生交流素養，提高合作與動手能力，使學生進一步理解理論與實際操作的差異。

3）知識鞏固，繪圖講解。

【教師】學完熱力環流的原理，思考課堂導入中的諸葛亮脫離困境所使用的孔明燈具體原理，并嘗試獨立繪制熱力環流示意圖。

【學生】根據所做實驗，繪制熱力環流示意圖。

【教師】引導學生趁熱打鐵，在已有知識理論的基礎上，繪制海陸風與山谷風的簡圖。

【設計意圖】通過本節課的實驗，學生理解了熱力環流的過程，回答了在課堂開始前老師提出的問題，使本節課的結構更加完整，有始有終。并嘗試將知識遷移到其他情境中，解釋常見的地理現象。

【教師】讓學生去黑板上畫出熱力環流、山谷風、海陸風的簡圖，并做好標注。

【學生】根據實驗及老師講解，畫出示意圖。

【設計意圖】學生通過親手操作，增強了理論和實際結合的能力，除了提高實踐能力以外，還致力于激發學生對地理原理學習的興趣，為以后更好地開展地理實踐活動打下基礎。

4）總結概括，遷移生活。

【教師】運用PPT動畫演示在受熱均勻、受熱不均勻情況下等壓面的分布情況，并指導學生自行繪制熱力環流示意圖，能夠判斷出受冷、受熱的近地面與高空氣壓高低情況，結合“凸高低凹”等口訣幫助學生快速準確記憶判斷方法。

【創設新情境】小明一家住在市區，八月份暑假期間，酷暑難耐，小明一家決定搬到郊區奶奶家避暑，因為奶奶家溫度比家里溫度低4 ℃左右。請同學們分小組討論產生這種現象的原因。

【學生】學生閱讀課本資料、小組之間交換意見，交流想法，得出市區溫度高是因為市區建筑、柏油路比郊區多，使得市區升溫快，郊區植被更多，因此，同一時間市區比郊區溫度高，受熱不均，形成氣壓差，因此，在市區和郊區之間產生熱力環流，及城市熱島效應。

【教師】既然在市區和郊區之間會形成熱力環流，也就會有風產生，那么工廠應該布局在市區與郊區之間還是郊區的外圍才能最大限度地減輕大氣污染物對城區的影響？

【學生】畫圖思考，得出工廠必須建設在城市風下沉風向之外，也就是郊區的外圍。

【設計意圖】在學生實驗的基礎上，總結熱力環流模式圖，進一步拓展教學內容，舉一反三，以城市熱島效應為例，為學生創設情境，認識城市熱島效應的形成原理、影響與利用等。鍛煉學生獲取有效信息的能力和解決問題的能力，引導學生學會學習，提升其實踐素養。

3.5.3? 后遷

李商隱的詩《夜雨寄北》：“君問歸期未有期，巴山夜雨漲秋池。何當共剪西窗燭，卻話巴山夜雨時。”該詩涉及地理知識，巴山位于四川與陜西交界處，是四川盆地的邊緣。課后利用假山模擬巴山夜雨產生的過程，并能夠利用本節課所學的知識，分析巴山有夜雨的原因。

4? 結束語

本文以“熱力環流”為例運用“前探·中建·后遷”實驗教學模式設計教學實驗培養學生的地理實踐力，“熱力環流”是高中地理的重點內容，涉及第一節“大氣的受熱過程”中的太陽輻射，且為之后大氣的水平運動與全球性的大氣運動奠定基礎，起著承上啟下的作用。然而學生在本節之前對熱力環流了解甚少，且熱力環流看不見摸不著，學生理解起來較為困難，所設計的實驗是人教版必修一課本32頁的“活動”，在前探、中建、后遷不同環節分別對應不同的教學情境，實現“學、問、思、行”的統一，幫助學生在熱力環流原理的基礎之上，獨立學習熱力環流的不同形式，以此培養學生地理實踐力，提高學生自學能力、遷移應用能力。

地理實踐力的培養不是通過一節課、一個實驗就能得到顯著提升的，在教學中，教師應運用多種方式途徑，開發多種資源，開展各類地理實踐活動，以此來鍛煉學生觀察、動手能力，并潛移默化地幫助學生樹立批判性思維，手眼腦充分利用，促進對知識的理解與應用。同時，教師也應提高創新教學的意識與能力，開發信息化教學資源，靈活運用不同教學方式，不拘泥于教材中傳統的實驗，提出創造性的想法，引導學生觀察生活中的地理現象，解釋相關的原理。教師要不斷改進教學方式，培養學生學以致用的意識與能力。

5? 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] 孫競航，劉恭祥.高中生地理實踐力培養存在的主要問題及建議[J].中學地理教學參考，2016（21）：22-23.

[3] 彭思源.“前探·中建·后遷”高中地理實驗教學模式實踐：以“地面性質對下滲的影響”實驗為例[J].地理教學，2021（12）：22-24，47.