初中地理可操作小實驗的意義和設計策略

作者簡介：沈莉（1981—），女，江蘇省南通市第一初級中學。

在傳統(tǒng)的地理教學中，教師往往以課本教學為主，側重于理論知識的灌輸和定期評測。這樣的教學方式具有枯燥性和單調(diào)性，難以幫助學生形成持久的學習動力。以可操作小實驗為載體的初中地理教學模式強調(diào)學生的主體性，要求教師通過開展極具啟發(fā)性的趣味實驗，讓學生在輕松愉快的氛圍中觀察地理現(xiàn)象、分析地理元素、內(nèi)化地理知識。這樣的教學方式可以加深學生對地理知識的理解與記憶，并提高學生的動手能力和科研素養(yǎng)[1]。

一、在初中地理教學中設計可操作小實驗的重要意義

（一）激發(fā)學習興趣

在初中地理課堂中，教師可通過開展可操作小實驗，將原本抽象的地理知識融入生動具體的趣味實驗，讓學生在觀察實驗現(xiàn)象、動手操作實驗中學習地理知識。這種教學方式具有直觀性和形象性，能夠激發(fā)學生的學習興趣，使學生在輕松愉快的氛圍中學習地理知識，感受地理魅力。

（二）強化實踐技能

以可操作小實驗為載體的初中地理課堂可以有效鍛煉學生的動手能力，強化學生的實踐技能。在實驗中，學生需要熟練掌握地理知識，學會在具體的實驗操作中運用理論知識，并獨立完成動手操作、觀察現(xiàn)象、分析原因等一系列實驗流程。開展以實踐為導向的地理教學活動，可以深化學生對地理知識的理解，提高學生解決地理實際問題的能力。

（三）實現(xiàn)個性教學

在可操作小實驗中，學生可根據(jù)自己的興趣、能力和學習水平參與某個實驗環(huán)節(jié)，并在適合自己的實驗活動中學習地理知識。教師也可根據(jù)學生的具體表現(xiàn)，靈活調(diào)整實驗內(nèi)容和難度，推動學生與實驗間的個性化匹配。這種以學生為中心的教學模式有助于培養(yǎng)學生的學習特長和科研素養(yǎng)，有效提高地理課堂的教學效率，實現(xiàn)個性化教學的目標[2]。

二、初中地理課堂可操作小實驗的設計策略

（一）結合生活實際，確定實驗主題

在初中地理課堂中，教師應基于課本單元內(nèi)容，將與學生日常生活息息相關的地理現(xiàn)象作為切入點，合理設計實驗主題，從而有效激發(fā)學生的探索興趣，提高其課堂學習的效率。

以人教版初中地理七年級上冊第一章第三節(jié)“地球的運動”的教學為例。教師可設計一個以“觀察晝夜長短變化”為主題的可操作小實驗，引導學生通過觀察日常生活中最為常見的“天黑”和“天亮”現(xiàn)象，思考這一地理現(xiàn)象背后的宏觀原理。在實驗開始前，教師需充分準備好實驗用品，如生活中常見的地球儀、手電筒以及量角尺等教學用具。在實驗中，教師需模擬宇宙環(huán)境，關閉教室窗簾和燈光，從而打造昏暗的實驗環(huán)境。同時，教師可將地球儀放置在講臺上，并將手電筒高舉于地球儀的側上方，模擬太陽與地球的位置關系。教師可指引學生輕輕撥動地球儀，使其球體圍繞著中心軸慢慢旋轉，模擬地球的自轉。教師可結合實驗現(xiàn)象，為學生講解地球自轉的相關知識，比如地球自轉的方向與周期、地球自轉與晝夜交替的關系等。借助可操作小實驗，學生可清晰地觀察地理現(xiàn)象，深刻理解地理現(xiàn)象蘊藏的原理。教師還可以邀請學生捧起地球儀，并以手電筒為中心進行轉圈，模擬地球的公轉。通過實際操作，學生發(fā)現(xiàn)當?shù)厍騼x移動到不同的位置時，太陽直射點的位置會發(fā)生相應的變化，這也會影響地球儀上不同區(qū)域晝夜長短的變化：當太陽直射點位于赤道時，全球區(qū)域晝夜長短幾乎相等；當直射點位于南/北半球時，對應半球晝長夜短；當直射點位于南/北極時，南/北極會出現(xiàn)極晝/夜的現(xiàn)象。教師可借助這些實驗現(xiàn)象，帶領學生深入探索地理學科的奧秘。這種教學方式可以幫助學生將抽象的地理知識與具體的現(xiàn)實生活相聯(lián)系，從而加深學生對地理知識的理解和記憶。

在地理課堂中，選擇與學生生活密切相關的地理現(xiàn)象作為實驗主題是開展可操作小實驗設計的關鍵。教師可圍繞主題開展實驗，有效幫助學生理解深奧、抽象的地理知識，借助與生活貼近的實驗內(nèi)容加深學生對相關地理知識的記憶，提升教學效果。

（二）注重跨科融合，擴展實驗視角

在設計地理課堂可操作小實驗教學時，教師應注重跨學科的融合設計。通過在地理課堂實驗中融入科學、物理和數(shù)學等學科的元素，讓學生在動手實踐中從多角度、多層次全面理解地理現(xiàn)象，深入探究其蘊含的原理。這樣的教學設計不僅能拓寬學生的知識視野，還能激發(fā)學生的創(chuàng)新意識，提高知識遷移能力，有效提高教學質量[3]

以人教版初中地理八年級上冊第三章第三節(jié)“水資源”的教學為例。該節(jié)課要求學生掌握地球水資源的分布、利用、循環(huán)和保護等相關知識。為了拓寬學生的學習視野，教師設計“模擬水資源的保護”這一項融合物理知識和化學知識的實驗。教師需要提前準備好實驗用具，如清水、泥水和油污等水體，紗布、活性炭、沙子等過濾材料，pH試紙、濁度計等測試工具。教師需要向學生介紹本節(jié)小實驗課的主題，即利用上述實驗器具模擬真實的水資源污染和凈化的過程，并觀察和對比不同凈化方法的效果。在保證學生能夠充分認識各項實驗器具的具體作用并正確進行實驗操作的前提下，教師可引導學生開展科學實驗。首先，教師需要引導學生模擬水資源的污染過程。例如，學生在清水中加入適量的泥土或者油污，通過觀察發(fā)現(xiàn)清水由此變得渾濁，并通過試紙檢測發(fā)現(xiàn)pH值也發(fā)生了變化，該過程能夠使學生直觀了解水質污染的過程，并深化對水資源污染問題的認識。其次，教師可指導學生利用過濾裝置進行水資源的凈化實驗，第一步需要使用沙子進行初步過濾，主要除去水中較大的懸浮物，學生會發(fā)現(xiàn)過濾后水中漂浮的物質明顯減少；第二步則使用紗布進行進一步過濾，此時水中已無明顯的漂浮物，但水質仍較為渾濁，且水面仍存在部分油污；第三步則使用活性炭進行最終過濾，最后得到過濾水，其水質清澈且無肉眼可見的漂浮物，pH值也較為正常。在實驗過程中，教師可引入物理和化學知識來解釋水資源凈化的原理，比如沙子和紗布的過濾作用主要是基于物體結構對懸浮物的攔截作用；而活性炭則是利用其多孔結構對污染物起到吸附作用。教師還可以引導學生探討不同凈化方式的優(yōu)缺點，并探討其在實際應用過程中可能遇到的挑戰(zhàn)及解決辦法。如此一來，學生能夠在實踐中逐漸掌握利用和保護水資源的知識，增強水資源保護意識。

在跨學科可操作小實驗中，學生能夠從多學科角度觀察地理現(xiàn)象，分析產(chǎn)生原理。這樣的學習過程能夠使學生全面理解地理知識、拓寬地理學習視野，促進學生的創(chuàng)新思維和跨學科綜合素養(yǎng)的發(fā)展[4]。

（三）融入信息技術，豐富實驗形式

在設計初中課堂可操作小實驗時，教師可借助虛擬現(xiàn)實、地理信息系統(tǒng)（GIS）等信息技術手段，設計數(shù)字化、信息化的地理實驗，讓學生在虛擬現(xiàn)實的環(huán)境中觀察地質現(xiàn)象，深入探究地理原理。這樣的實驗設計能夠豐富實驗形式，增強實驗的趣味性和時效性。

以人教版初中地理七年級上冊第三章第三節(jié)“海陸的變遷”的教學為例。該節(jié)課主要介紹地殼運動、板塊構造、海平面變化等海陸變遷的地理過程，學生往往難以通過閱讀教材或習題訓練真正地理解與掌握該部分知識。對此，教師可融入信息技術，設計可操作小實驗“模擬海陸變遷過程”。具體而言，教師可在計算機教室實施地理課程教學，并提前在電腦上安裝好所需軟件，如地理信息系統(tǒng)（GIS）軟件等，這一軟件可以將相關地理數(shù)據(jù)整合到地圖中，以便開展可視化操作。針對該軟件的使用，教師需要發(fā)揮講解和引導作用，幫助學生迅速熟悉軟件的基本功能和操作流程，并利用GIS軟件繪制地球表面的初始狀態(tài)，清晰繪制各大洲、大洋的形狀并將其放置在正確的位置。地殼的抬升和沉降、板塊的碰撞和分離、海平面的上升和下降等自然現(xiàn)象均需要耗費相當漫長的時間來完成，而數(shù)據(jù)軟件的合理使用能夠將這些過程在短時間內(nèi)呈現(xiàn)出來。學生需將不同階段各個大洋和大陸所處位置及各自的大小和形狀的經(jīng)緯度數(shù)據(jù)導入軟件，在軟件的演示頁面通過簡單地點擊相關控制按鈕，清晰地觀察到各大陸板塊的運動以及海平面的升降現(xiàn)象。學生還可以自定義觀察的角度或時段，以多層次、分階段地觀察海陸變遷的歷程。如此一來，學生通過直觀地觀察海陸變遷的具體過程，進一步加深對大陸變遷理論知識的理解和記憶，感知海陸變遷的復雜性和動態(tài)性。

在初中地理可操作小實驗課堂中融入信息技術，是創(chuàng)新教學方式、豐富課堂形式的有效手段，有利于激發(fā)學生的學習興趣，加深其對地理知識的理解。通過信息技術手段的合理使用，學生能夠在虛擬環(huán)境中直接觀察地質現(xiàn)象，在深刻感受信息技術為學習和生活帶來便利的同時，領會地理學科的魅力。

（四）主動評價反饋，促進實驗改進

評價反饋機制的設計是保證基于可操作小實驗的初中地理課堂教學模式可持續(xù)發(fā)展的關鍵環(huán)節(jié)。通過實施主動評價反饋機制，教師能夠及時了解學生在實驗過程中的優(yōu)秀表現(xiàn)及不足之處，并有針對性地調(diào)整實驗方案，優(yōu)化教學設計，促進實驗的持續(xù)改進，從而不斷提升實驗的成效，形成良好的教學循環(huán)。

以人教版初中地理八年級上冊第二章第二節(jié)“氣候”的教學為例。該節(jié)課要求學生掌握氣候類型、氣候特點、氣候影響因素及氣候變化等內(nèi)容。為了幫助學生深入理解這些復雜的氣候現(xiàn)象，教師設計可操作小實驗“模擬氣候變化”，并引入主動評價反饋機制。具體而言，教師將學生分為若干組，每組選擇一個氣候類型進行模擬實驗，學生需要根據(jù)所選氣候類型的特點，調(diào)整對應氣候箱內(nèi)的溫度、濕度和光照強度等參數(shù)，并利用溫度計、濕度計、光照強度計等觀察記錄氣候箱內(nèi)的變化。為了實施主動反饋機制，教師可在實驗環(huán)節(jié)中設置若干個評價節(jié)點，學生在實驗的過程中需要時刻回憶反思自身對于地理知識的使用、實驗器具的操作等方面的表現(xiàn)，觀察小組內(nèi)其他成員的表現(xiàn)，并在每個節(jié)點進行自我評價和同伴評價。例如，有的小組選擇模擬溫帶季風氣候，由于溫帶季風氣候與溫帶大陸性氣候的氣候特點較為相似，該組學生將溫帶季風氣候“夏季高溫多雨，冬季寒冷干燥”的特點記成“冬冷夏熱，降水稀少”，導致氣候箱內(nèi)的濕度數(shù)據(jù)不達標。該組學生通過逆向推理發(fā)現(xiàn)這一錯誤，并在自我評價環(huán)節(jié)進行深刻反思。此外，教師可引導學生對其他小組在氣候特征理解情況、實驗操作規(guī)范性等方面進行互評，從而使各小組及時發(fā)現(xiàn)自身的問題，推動實驗過程的持續(xù)優(yōu)化。需要注意的是，教師應充分發(fā)揮引導的作用，及時解決學生在實驗中遇到的困難，在學生的實驗結果與課本理論存在偏差時，帶領學生回顧實驗過程，尋找學生實驗操作的問題并及時糾正。

在初中地理課堂中實施主動評價反饋機制是推動可操作小實驗持續(xù)改進和優(yōu)化的重要策略。在“實驗操作一評價反饋一優(yōu)化實驗”的良性循環(huán)中，教師能夠從宏觀上把握學生地理知識的學習情況，并及時調(diào)整實驗方案，根據(jù)不同學生的學習需求和實驗困惑，指導學生開展個性化實驗，從而提升教學效果。

結語

基于可操作小實驗的初中地理課堂借助一系列生動有趣又具有啟發(fā)性的小實驗，將抽象的地理知識具象化，讓學生在動手操作、觀察記錄、分析總結的過程中深入剖析地理現(xiàn)象產(chǎn)生的原因，深刻記憶地理知識、熟練運用地理技能，提升學生的觀察分析能力、解決問題能力、團結合作意識等綜合素養(yǎng)。這樣的教學策略能為學生的全面發(fā)展打下堅實的基礎，是提升地理課堂質量的創(chuàng)新實踐。

【參考文獻】

[1]吳昊杰，胡晨萱，陳永金，等.探究與實驗交互的混合教學模式設計：以初中地理（湘教版）“認識地球”為例[J].科學咨詢，2024（16）：201-204

[2」劉雪俠.初中地理課堂“可操作小實驗”的實踐意義與有效設計［J」.中學地理教學參考，2024（13）：61-64.

[3］張延榮．“雙減”背景下初中地理的核心素養(yǎng)及實踐力培養(yǎng)路徑分析［J］.甘肅教育研究，2024（17）：55-57.

[4」吳鵬.實施地理實驗教學，培養(yǎng)學生地理實踐力：以“探究海陸熱力性質差異”實驗教學為例［J].華夏教師，2024（22）：85-87.