基于核心素養的高中地理實驗教學方法探究

摘要：在全球化和信息化背景下，教育領域正經歷著深刻的變革。地理作為連接自然與人文、區域與全球的橋梁，其教育價值日益凸顯。然而，傳統的高中地理教學往往側重于理論知識的灌輸，忽視學生實踐能力的發展，與當前教育強調的核心素養培養目標存在明顯的差距。為了彌補這一差距，高中地理教學需要進行改革，注重實驗教學方法的引入和實施。文章闡述高中地理實驗教學的重要作用，分析高中地理實驗教學的基本原則，探討基于核心素養的高中地理實驗教學方法，力求構建一個既能激發學生學習興趣，又能促進學生批判性思維、創新能力及實踐能力全面提升的地理實驗教學模式。

關鍵詞：核心素養；高中地理；實驗教學；基本原則；教學方法

中圖分類號：G633文獻標志碼：A文章編號：1008-3561（2024）31-0109-04

核心素養概念的提出，為地理教育注入新的活力，提供更為廣闊的視角和明確的目標。實驗教學，作為一種高效的教學策略，能夠極大地激發學生的學習熱情，深化他們對地理知識的領悟，是達成核心素養培育目標的關鍵途徑之一。在核心素養培育視角下，探討高中地理實驗教學的有效方法具有極其重要的現實意義。這不僅有助于教師深入理解實驗教學的本質和價值，更能為他們提供具體的教學方法，指導他們在實際教學中運用實驗教學，提升學生的核心素養。

一、高中地理實驗教學的重要作用

1.培養學生科學探究能力

高中地理實驗教學在培養學生科學探究能力方面發揮著重要作用。通過參與實驗，學生被鼓勵去主動觀察、提問、假設、實驗、記錄和解釋自然現象。這一過程不僅能夠鍛煉學生的觀察力、思考力和動手能力，還能培養他們的問題意識、批判性思維和創新能力[1]。學生可以學會如何運用科學方法去探究地理現象，如何收集和分析數據，以及如何根據實驗結果得出結論。這種科學探究能力的培養，對于學生未來的學習和生活都具有重要意義。

2.增強知識應用能力

地理實驗教學能夠將抽象的地理概念和理論轉化為具體的實驗操作，使學生更容易理解和掌握。通過實驗操作，學生能夠將所學知識與實際生活相聯系，加深對地理現象和規律的理解。同時，實驗教學能夠鍛煉學生解決實際問題的能力，使他們能夠更好地應對現實生活中的地理問題。例如，通過模擬氣候變化實驗，學生可以更直觀地了解氣候變化的原因和影響，從而思考如何應對氣候變化帶來的挑戰。

3.促進跨學科融合

地理實驗往往涉及多學科知識的綜合運用，如物理、化學、數學和信息技術等。這種跨學科的學習方式有助于學生建立全面的知識體系，提高他們的綜合分析能力和創新能力[2]。例如，在探究河流侵蝕作用時，學生需要運用物理知識來理解水流的動力學原理，運用化學知識來分析水質變化，運用數學知識來計算侵蝕速率等，這種跨學科的學習經歷能夠使學生更好地理解和應對復雜的地理問題。

二、高中地理實驗教學的基本原則

1.科學性原則

科學性原則是地理實驗教學的核心，它要求實驗的設計與實施必須嚴格遵循自然科學的基本規律和方法論。這意味著，在實驗的準備階段，教師要確保實驗內容基于可靠的科學理論，實驗步驟和方法應當清晰明確，具有可操作性，并且實驗結果應當是可重復驗證的。例如，在進行地質構造模擬實驗時，教師應選用合適的材料來模擬地殼運動，確保實驗過程能夠真實反映地質構造的形成機制。同時，教師需在實驗過程中引導學生理解實驗背后的科學原理，培養他們嚴謹的科學態度和求真務實的精神。

2.可行性原則

可行性原則是地理實驗教學得以順利實施的重要保障。在設計實驗時，教師需要充分考慮學校的實際條件，包括可用的資源、設備、時間以及安全因素等。實驗設計應簡潔明了，便于操作，確保在有限的條件下能夠順利完成。例如，如果學校缺乏專業的地理實驗設備，教師可以利用日常生活中的常見物品來替代，設計一些簡單而有效的實驗。同時，實驗的安全性是不可忽視的，教師必須在實驗前對可能的風險進行評估，并采取相應的預防措施，確保實驗過程安全可控。

3.探究性原則

探究性原則強調學生在實驗教學中的主體地位和主動學習的重要性。教師應引導學生積極參與實驗的設計和執行過程，鼓勵他們提出問題、提出假設、設計實驗方案、收集和分析數據，并得出自己的結論。這種探究性的學習方式能夠激發學生的好奇心和求知欲，培養他們的創新思維和問題解決能力[3]。例如，在研究氣候變化對生態環境的影響時，教師可以讓學生自主選擇研究區域和變量，設計實驗來觀察和分析氣候變化對生態環境的具體影響，從而增強他們對氣候變化問題的理解。

三、基于核心素養的高中地理實驗教學方法

1.利用虛擬仿真技術提升學生素養

隨著信息技術的飛速發展，虛擬仿真技術作為一種前沿的教育工具，正逐步滲透到各個學科的教學實踐中，為傳統教學模式帶來了革命性的變化。在地理教育領域，虛擬仿真技術以其獨特的優勢，為學生提供了一個超越現實、深度探索地理奧秘的平臺。首先，構建情境化學習環境，增強地理感知與理解。通過模擬真實的地理場景和現象，虛擬仿真技術能夠為學生提供近乎真實的地理學習體驗。這種情境化的學習環境，不僅有助于學生直觀感知地理現象，還能幫助他們深入理解地理原理。其次，促進深度探究學習，培養核心素養。虛擬仿真技術的交互性和可控性，為學生提供了自主探究和實驗設計的空間。學生可以在虛擬環境中自由設定實驗條件，進行大膽的假設和嘗試，通過觀察和分析數據，得出科學結論。

例如，在教學“地球的圈層結構”一課時，教師可以利用虛擬仿真技術，創建一個全方位、可互動的地球內部結構模型。在這個模型中，學生不再受限于文字和圖片的平面展示，能夠“穿越”到地球內部，親眼觀察并探索地殼、地幔、外核與內核的各個圈層。他們可以自由地“行走”在這些圈層之間，觀察不同圈層的物質組成、厚度以及相互之間的邊界，從而獲得對地球內部結構的直觀認識。然后，教師可以通過虛擬仿真技術，模擬地震波的傳播過程。學生可以看到P波（縱波）和S波（橫波）如何在地球內部不同圈層中以不同的速度傳播，以及它們遇到不同物質界面時的反射、折射現象。這種動態的展示方式，不僅讓學生們更加深入地理解地震波的傳播原理，還能幫助他們推斷出地球內部物質的性質和狀態。值得強調的是，虛擬仿真技術不僅能夠讓學生產生視覺上的震撼，還能引導學生進行實驗設計和數據分析[4]。學生可以在虛擬環境中設定不同的實驗條件，觀察地球圈層結構的變化，然后收集數據，分析結果，并最終形成自己的科學結論。

2.基于真實情境的地理實驗教學

基于真實情境的地理實驗教學，強調將地理知識融入真實或模擬的情境中，讓學生在親身體驗和實踐中深化對地理概念和原理的理解，同時培養他們的核心素養。首先，創設真實情境，激發學習興趣。真實情境是地理實驗教學的靈魂。為了讓學生更好地理解和應用地理知識，教師應積極創設與課程內容緊密相關的真實情境。這可以通過組織實地考察、開展戶外教學活動、利用虛擬現實技術模擬真實環境等方式實現。在這些情境中，學生能夠直觀感受到地理現象的發生、發展過程，從而激發他們的學習興趣和探究動機。其次，設計實踐活動，促進核心素養提升。實踐活動的設計應注重學生的主體性和參與性，讓學生在活動中充分發揮自己的主觀能動性。通過實踐活動，學生不僅能夠獲得專業知識，還能形成諸如問題解決、批判性思維、創新和合作等關鍵技能。這些技能的提升，將為學生未來的學習和生活奠定堅實基礎。

例如，在教學“水循環”一課時，為了讓學生更直觀地理解水循環的復雜過程，教師可以組織學生進行實地考察，比如帶領他們參觀附近的河流、湖泊或水庫。在這些自然環境中，學生可以親眼目睹水循環的各個環節，如雨滴落入水面、河水緩緩流淌、水汽蒸騰上升等，從而對水循環有更加直觀和深刻的認識。然后，教師可以在校園內設置一個簡易的雨水收集系統，讓學生親手參與實驗的設計與實施。學生可以被分成幾個小組，每組負責模擬水循環中的一個階段。如第一組學生負責收集雨水，他們需要設計并搭建一個有效的雨水收集裝置；第二組學生負責測量蒸發量，他們需要掌握測量蒸發速率的方法，并準確記錄數據；第三組學生專注于監測地表徑流，他們需要觀察水流路徑，并測量徑流量的變化。通過基于真實情境的實驗教學，學生不僅能夠掌握水循環的基本知識，還能在實踐中鍛煉他們的觀察力、分析能力和科學探究精神。

3.問題引導式地理實驗活動

問題引導式教學法，作為一種先進的教學模式，其核心在于以學生為中心，借助問題的提出，激發學生的探索欲望和解決問題的熱情。在地理實驗教學中，融入問題引導式活動，無疑為深化學生對地理現象和原理的理解，以及培養其批判性思維、創新能力和團隊協作精神提供了有力支撐。開展問題引導式地理實驗活動，教師需要精心構建問題鏈，這些問題既要貼近學生的生活實際，激發他們的興趣，又要與課程內容緊密相連，確保學生在探索過程中能夠不斷鞏固和拓展所學知識。活動通常遵循以下步驟。首先，教師提出引人入勝的開放性問題。其次，學生圍繞問題進行熱烈的小組討論。再次，學生依據計劃，滿懷激情地投入到實驗或調研活動中。最后，學生對收集到的數據進行分析和處理，得出結論。

例如，在教學“防災減災”一課時，教師可以提出問題：如果我們的社區遭受了洪水災害，我們應如何有效地進行防災減災？這些問題貼近學生的生活實際，能夠激發他們的興趣和探索欲望[5]。然后，學生圍繞問題進行小組討論，他們可以結合自己的生活經驗和所學知識，分析所在地區可能面臨的自然災害類型、原因及影響，并探討有效的防災減災措施。通過討論，學生可以形成初步的認識和假設，并制訂研究計劃。最后，教師可以引導學生總結所在地區自然災害的特點和規律，評估防災減災措施的有效性和不足之處，并提出改進建議。

4.社會生活融入的地理實驗

社會生活融入的地理實驗教學，其核心在于強化地理知識與日常生活實踐的緊密聯系。這一教學模式巧妙地將地理實驗嵌入到真實的社會背景中，使學生能夠直觀地感知到地理現象如何深刻地影響著社會經濟結構與文化生活的方方面面。首先，實地考察。實地考察是地理實驗教學的核心組成部分，其重要性不言而喻。通過精心組織學生走出封閉的校園，踏入廣闊的自然與社會環境，使他們能夠親身體驗并直觀觀察地理現象的奧妙。在實地考察中，學生不僅能夠近距離接觸自然地理景觀，如山川、河流、湖泊，深刻理解地形地貌特征及其影響，還能通過參觀城市規劃展覽館、建筑博物館等，洞悉城市空間布局、交通網絡等現代都市的構造與運作。其次，社會調研。社會調研鼓勵學生通過設計調研問卷、進行訪談和調查等，深入挖掘地理現象背后的社會經濟和文化動因。社會調研使學生能夠全面收集第一手資料，通過細致的數據分析和解讀，揭示地理現象的復雜性和多維度影響。這一過程不僅能夠鍛煉學生的研究能力和數據分析能力，還能促使他們更加深刻地理解地理現象與社會生活的緊密聯系，從而培養他們解決問題的能力。

例如，在教學“交通運輸布局對區域發展的影響”一課時，在實地考察環節，教師可以組織學生參觀當地的交通樞紐，如火車站、港口、機場或高速公路等，讓學生直觀感受交通運輸設施的規模和繁忙程度。通過現場觀察和記錄，學生可以了解不同交通運輸方式的特點、運輸能力和對區域經濟的影響。然后，教師可以引導學生觀察交通樞紐周邊的城市布局和商業活動，探討交通運輸布局如何促進或制約城市的發展[6]。在社會調研環節，教師可以指導學生設計調研問卷，針對交通運輸布局對居民出行、物流運輸、商業活動等方面的影響進行調查。學生可以分組進行訪談和調查，收集當地居民、企業主、物流從業者等不同群體的意見和建議。通過數據分析和解讀，學生可以更全面地了解交通運輸布局對區域經濟社會發展的多維度影響，包括促進經濟交流、提高生產效率、帶動就業等方面的積極作用，以及可能帶來的環境污染、交通擁堵等問題。

5.圍繞教材進行地理實驗拓展

圍繞教材進行地理實驗拓展，是一種將地理知識與實際操作緊密結合的教學策略，其核心目標是通過實驗活動加深學生對地理概念的理解，并在此過程中培養他們的實踐能力、創新思維以及科學探究精神。這一教學方法強調，教材不僅是知識的傳遞媒介，更是激發學生興趣、點燃他們探索欲望的重要源泉。因此，教師應在課堂內設計并實施一系列與教材內容緊密相關的實驗活動，旨在通過直觀的實驗演示和動手操作，加深學生對地理概念的理解，并培養他們的實踐能力和科學探究精神。實驗內容應與教材內容相銜接，既能夠驗證教材中的理論知識，又能夠引導學生發現問題、解決問題。在實施過程中，教師應充分發揮引導作用，鼓勵學生自主思考、合作探究，讓他們在實驗中不斷嘗試、不斷探索，從而實現對知識的內化和遷移。

例如，在教學“人類面臨的主要環境問題”一課時，教師可以圍繞教材設計以“城市熱島效應”為主題的實驗活動，使學生能夠通過親身實踐來理解和探究這一復雜議題。教師可首先向學生簡要介紹城市熱島效應的基本概念、主要成因以及它對城市環境和居民健康可能帶來的負面影響。然后，為了提高學生的實踐操作能力和團隊協作能力，教師可將學生劃分為若干個學習小組，并要求每個小組選擇城市中具有代表性的不同區域（如繁華的商業區、工業集中區、寧靜的住宅區以及綠意盎然的公園綠地等）作為研究對象。在充分準備后，學生便可在指定的時間內，按照既定的實驗方案進行溫度數據的收集，并仔細記錄測量結果，同時拍攝照片以記錄不同區域的地表覆蓋特征和周邊環境狀況。在此基礎上，通過對比和觀察，深入剖析城市熱島效應的強度和分布特征，積極探討城市熱島效應的多重成因，如建筑物的高度密集、綠地面積的縮減、以及汽車尾氣的大量排放等[7]。最后，鼓勵學生結合所學知識，提出切實可行的緩解策略，如大力增加城市綠化面積、積極推廣綠色建筑和節能技術、以及著力改善城市交通系統等。通過這樣一系列圍繞教材展開的地理實驗拓展活動，學生不僅能夠深刻理解城市熱島效應這一重要的環境問題，還能在實踐中鍛煉觀察、分析和解決問題的能力[8]。

四、結語

綜上所述，基于核心素養的高中地理實驗教學方法，不僅能夠顯著增強地理實驗教學的效果，還能有力促進學生綜合素養的提升，為地理教學帶來新活力。通過利用虛擬仿真技術提升學生素養，基于真實情境的地理實驗教學，問題引導式地理實驗活動，社會生活融入的地理實驗，圍繞教材進行地理實驗拓展等方法的實施，教師可以打造一個充滿活力、富有創意的高中地理實驗教學課堂，引導學生在實踐中學習、在探索中成長，全面提升他們的地理素養。

參考文獻：

[1]陳開智.核心素養理念下高中地理實驗教學方法研究[J].高考，2023（17）：107-109.

[2]萬艷玲.基于核心素養的高中物理實驗教學方法———以“平拋運動”為例[J].數理天地，2023（02）：82-84.

[3]王穎.核心素養理念下高中地理實驗教學方法的探究[J].高考，2023（14）：75-77.

[4]羅啟明.基于核心素養的高中物理學生分組實驗教學方法探討[J].廣西物理，2023，44（01）：162-164.

[5]賈世秀，唐小粒.指向地理核心素養的課堂演示實驗教學探究———以人教版高中地理必修第一冊“土壤”第一課時為例[J].中學地理教學參考，2023（06）：38-42.

[6]楊美容.核心素養背景下高中地理問題式教學策略[J].天津教育， 2023（35）：65-67.

[7]吳冬秋.核心素養導向下的高中地理大單元教學實踐探究[J].廣西教育，2023（23）：91-93+120.

[8]郭變娣.核心素養視角下高中地理可持續發展教學分析[J].山西教育，2020（08）：67-68.

Exploration of Experimental Teaching Methods for Senior Middle School Geography Based on Core Competencies

Tang Qiufen

（Shanghang County No.1 Senior Middle School， Longyan City， Fujian Province， Longyan 364200， China）

Abstract： Against the backdrop of globalization and informatization， the education sector is undergoing profound changes. Geography， as a bridge connecting nature and culture， regions and the world， has increasingly highlighted its educational value. However， traditional high school geography teaching often focuses on imparting theoretical knowledge and neglects the development of students’ practical abilities， which is significantly different from the current emphasis on cultivating core competencies in education. In order to bridge this gap， high school geography teaching needs to be reformed， focusing on the introduction and implementation of experimental teaching methods. The article elaborates on the important role of senior middle school geography experimental teaching， analyzes the basic principles of high school geography experimental teaching， explores senior middle school geography experimental teaching methods based on core competencies， and strives to construct a geography experimental teaching model that can not only stimulate students’ interest in learning， but also promote the comprehensive improvement of students’ critical thinking， innovation ability， and practical ability.

Key words： corecompetencies； senior middleschoolgeography； experimentalteaching；basicprinciple；teachingmethod